[01669156]憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料的研制

(1)课题来源：本项目获湖北省科技厅自然科学基金创新群体计划支持,项目名称：憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料的研究与开发,项目编号：2010CDA077。 （2）研究背景： 建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30%～40%,其中绝大多数是采暖和空调的能耗。我国人口众多,是能源资源相对缺乏的国家,人均能源占有量约为世界平均水平的40%;同时,我国又是高建筑能源消耗的国家,目前单位建筑面积采暖能耗高达气候条件相近的发达国家新建建筑的3倍左右。 我国是建筑业大国,每年有约20亿平方米的新建建筑总量,接近全世界年建筑总量的一半（来源：湖北日报 2009）。据预测,到2020年底,全国房屋建筑面积将达686亿m2,其中城市为261亿m2。“湖北是建筑大省,全省城镇既有民用建筑面积达到7.58亿平方米,年新建建筑5000多万平方米,居全国前10位。由于种种原因,绝大部分不符合现行的建筑节能标准。因此,采取有效措施降低建筑能耗,提高建筑能效,促进经济建设又好又快发展,是摆在人们面前一项紧迫而重要的任务”,湖北省住房与城乡建设厅总工程师徐武建坦言（来源：中国建设报 2010）。 2007年11月,国务院批准湖北省武汉城市圈为全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区,试验区建设的核心工作就是“节能减排”,而推进建筑节能则是实施“节能减排”重要措施之一。因此,推进建筑节能是推进城乡建设模式转型、促进低碳经济发展、建设生态城市的重要基础。 建筑节能主要体现在两个方面：保温和隔热,两者都是为了保持室内具有适宜的温度而采取的措施。随着近几年外保温技术的快速发展及国家节能标准不断提高,外保温的应用不断扩大。一般外墙外保温系统由粘结层、保温层、护面层和饰面层组成,目前外墙外保温系统主要有EPS板薄抹灰外墙外保温系统、胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统、EPS板现浇混凝土外墙外保温系统、机械固定EPS钢丝网架板外墙外保温系统,其中薄抹灰聚苯板外保温技术体系和胶粉聚苯颗粒保温浆料外墙外保温系统应用最为广泛。外墙外保温体系常见的问题是表面开裂、空鼓和渗水。另外,还存在施工繁杂、施工成本高的缺点,且隔热保温效果也不佳。 建筑隔热保温材料是建筑节能的物质基础。目前,隔热保温材料正在经历一场由工业隔热保温向建筑隔热保温为主的转变。国外已经出现一种隔热保温涂料,除了具备隔热涂料的优点以外,更具备奇特的保温效果。作为一种新型的建筑隔热保温材料,隔热保温涂料是通过阻隔、反射、辐射等机理来降低被涂物内部的热量积累,从而达到节能和改善工作环境等目的的一种功能性涂料。建筑隔热保温涂料因经济、使用方便和隔热保温效果好等优点而越来越受到人们的青睐,发展前景乐观,将有望引起涂料市场和隔热保温材料应用领域的拓展。 憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料的应用前景广阔。根据我们对市场的调研和文献资料的检索查新,经评估后初步认为：中国是世界第三大建筑涂料生产及消费国,年生产及消费量均已超过200万吨,市场容量超过了200亿元;目前每年仍以15-20%左右的速度递增。另外,在旧房外墙涂料装修和节能改造工作中,每年也大约需要20万吨建筑涂料。但是,中国涂料市场的现状却不容乐观,可以用16个字来概括：量大质差、技术落后、墨守成规、品牌泛滥。目前,世界各国在建筑材料方面都朝着节能环保方向发展;国内采用外墙涂料进行建筑装修也已经为越来越多的地方所接受,为了节约和保护自然资源,许多地方政府如北京、上海、江苏等明确规定高层建筑必须使用外墙涂料进行装修。然而集多种节能效果于一身,且使用时间长的涂料产品,目前国内还没有。而节能、环保既符合国家政策,又顺应行业发展的大趋势,所以节能环保涂料也必然是涂料行业发展的方向。 由此可见,发展憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料具有很明显的经济效益和社会效益。实施憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料的研制、开发与应用,不仅可以满足环保、节能降耗的需要,而且可以促进我国涂料行业的科技进步,产品质量的提高。所以憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料的研究开发具有重要的意义。（1）技术原理：本项目将导热系数低、光反射能力强的空心微珠改性,并通过种子乳液聚合方法制备自交联氟硅共聚物乳液;然后,以此聚合物乳液为成膜物,以改性空心微珠、红外反射性能良好的绢云母等为填料,选用合适的分散剂、增稠剂及其它助剂,采用特定的分散方法和工艺,制备稳定的憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料。 （2）项目产品主要性能指标： 容器中状态：无硬快,搅拌后呈均匀状态;施工性：涂刷二道无障碍;低温稳定性：不变质;耐水性：150h无异常;耐洗刷性：2000次; 涂层耐温变性：无异常;耐人工气候老化性：1000h不起泡、不剥落、无裂纹; 同厚度下马口铁板板底温度（75度表面温度）：46度。自制自交联氟硅丙烯酸酯共聚物乳液作为基料乳液,从而提高乳胶涂料的防水、耐老化性能;将空心玻璃微珠进行改性,在其球面附覆四氧化三铁,以防止空心玻璃微珠上浮,从而提高乳胶涂料体系稳定性。选用红外反射性能良好的绢云母、碳化硅、莫来石、钛酸铝等为填料,通过特定的分散方法和生产工艺,制备憎水耐老化隔热保温建筑乳胶涂料。通过文献资料检索和湖北省科技信息研究院查新检索中心查新表明,本项目所采用的技术国内外未见文献报道。通过国家涂料质量监督检验中心进行性能测试和厂家应用表明,所生产的憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料综合性能优,特别是稳定性、憎水性和耐老化性能,超过了国内外同类先进产品的水平。通过深入研究和探索,我们掌握了憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料的制备技术,并已成功制备出性能优良的憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料。在小试的基础上,我们优选了1个配方,于2012年在武汉双虎涂料有限公司进行工业放大试验（0.5T）。放大试验表明,所生产的憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料产品质量稳定,综合性能优;产品经国家涂料质量监督检验中心和用户应用表明,所开发的憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料应用效果好,产品性能均达到技术设计要求,特别是稳定性、憎水性和耐老化性能,超过了国内外同类先进产品的水平。扩大试验取得了工业生产和应用的各种重要工艺参数和数据,为大规模工业化生产提供了可靠的技术依据和实践经验。本项目产品主要应用于建筑行业,其应用前景广阔。 本产品产值大,利润高;生产过程中无有毒物质产生,产品无毒,无环境污染。实施憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料的生产与应用,不仅可以满足环保、节能降耗的需要,而且可以促进我国涂料行业的科技进步,产品质量的提高。根据我们对市场的调研和文献资料的检索查新,经评估后初步认为：中国是世界第三大建筑涂料生产及消费国,年生产及消费量均已超过200万吨,市场容量超过了200亿元;目前每年仍以15-20%左右的速度递增。另外,在旧房外墙涂料装修和节能改造工作中,每年也大约需要20万吨建筑涂料。但是,中国涂料市场的现状却不容乐观,可以用16个字来概括：量大质差、技术落后、墨守成规、品牌泛滥。本项目产品生产周期短,技术成熟、产品性能优、质量稳定、成本低,市场竞争力强。 憎水耐老化、隔热保温建筑乳胶涂料产品在武汉至诚无限科技发展有限公司、武汉诺莱化工科技有限责任公司和武汉爱英思特教育咨询有限公司等单位进行试用,结果表明产品综合性能优良,特别是稳定性、憎水性和耐老化性能,超过了国内外同类先进产品的水平;原料组分组成具有明显的特色与优势,深受用户欢迎。建议尽快产业化,组织实施推广应用。