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行業(yè)資訊
保持屋頂涼爽的涂層工藝
發(fā)布者：瓦科涂料 發(fā)布時(shí)間：2015-10-6 16:14:42
環(huán)保的綠色的建筑設(shè)計(jì)在北美日趨流行。然而綠色設(shè)計(jì)行動(dòng)有很多不同的方式。從房屋主的受益點(diǎn)出發(fā)，其中一種最有吸引力的設(shè)計(jì)是使用涼爽屋頂技術(shù)，通過降低屋頂溫度，從而降低建筑物的空調(diào)使用費(fèi)。經(jīng)多個(gè)國家實(shí)驗(yàn)室及其他科研機(jī)構(gòu)的研究表明，注重涼爽屋頂技術(shù)是達(dá)到國家節(jié)能的有效方法，它可以減少建筑物和居民區(qū)對(duì)能量的需求。
美國很多城市都在發(fā)展涼爽屋頂技術(shù)，并把涼爽屋頂?shù)男枨笠氲剿麄兊慕ㄖㄒ?guī)里，或者與大公司合作開展涼爽屋頂項(xiàng)目。涼爽屋頂?shù)母拍钜蚨脖幻绹鴩揖G色建筑提倡組織和工業(yè)項(xiàng)目所采納，如：環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)的節(jié)能之星項(xiàng)目，以及冷金屬屋頂聯(lián)盟。由此可見，涼爽屋頂概念是目前建筑行業(yè)及涂料行業(yè)中比較熱門的話題。
PVDF(聚偏二氟乙烯)涂料經(jīng)過在佛羅里達(dá)數(shù)十年的曝曬測(cè)試，顯示出了優(yōu)越的性能，其中包括通過保持涂料的TSR值而優(yōu)化涼爽屋頂技術(shù)。大多數(shù)傳統(tǒng)的屋頂材料吸收一定數(shù)量的太陽輻射，引起表面溫度的升高。這些能量不僅傳到房屋里面，而且它加速了屋頂材料的老化。長期有效的涼爽屋頂方案必須要考慮以下兩個(gè)問題：必須可以在炎熱的天氣里有效降低屋頂表面的溫度，并且可以在很長的使用期里保持性能，而不需要額外的維護(hù)。
用于金屬屋頂及其他建筑表面的最耐候的涂料是PVDF樹脂的涂料，這類涂料的超耐紫外光和抗化學(xué)性使其具備了卓越的光澤和顏色穩(wěn)定性，以及優(yōu)越的抗粉化性能。
第一個(gè)建筑用氟碳涂料樹脂于1965年被商業(yè)化，從那以后，世界上成千上萬的建筑物使用滾涂或噴涂工藝涂上這一氟碳涂層。從20世紀(jì)60年代開始至今，這一氟碳涂層的測(cè)試樣板在南佛羅里達(dá)曝曬測(cè)試中心經(jīng)過了近40年的曝曬，仍然保持原來的顏色。多數(shù)商業(yè)化的PVDF涂料是非水性的，需要在高的溫度下進(jìn)行短期烘烤，因而PVDF涂料典型的應(yīng)用是涂于金屬基材上，如金屬卷或鋁板。為了獲得超耐候的實(shí)用涂料，PVDF涂料通常使用最耐久的無機(jī)顏料及少量的單體丙烯酸樹脂，如甲基丙烯酸樹脂，乙基丙烯酸樹脂。丙烯酸樹脂用來提升涂料的一些性能，如顏料的分散性和涂料的粘附性，而純的PVDF由于其化學(xué)惰性而不具備這些性能。由于所采用的丙烯酸樹脂與PVDF熱力學(xué)相容，因而經(jīng)過烘烤后其界面處實(shí)際上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)互穿的合金結(jié)構(gòu)。
由于這一網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)是熱塑性的及熱力學(xué)穩(wěn)定的，且主要基材是光化學(xué)惰性的PVDF，因而PVDF樹脂涂層經(jīng)過幾十年仍然具有超強(qiáng)的保護(hù)性，即使是溫度很高的屋頂環(huán)境。傳統(tǒng)的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的樹脂，如聚酯，處于日曬，潮濕和高溫的環(huán)境里，特別是炎熱天氣下整日面朝南的屋頂溫度可以達(dá)到80°C或更高，這些因素加速了交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)樹脂的降解，導(dǎo)致涂層光澤降低，粉化，甚至涂料性能的失效。總太陽能反射及涼爽屋頂技術(shù)積聚在太陽輻射下的建筑物表面上的熱量有多少，主要決定于兩個(gè)物理性能：長波熱輻射和反射率。熱輻射是衡量一個(gè)熱物體輻射熱的能力。通常金屬的熱輻射低，而聚合物涂料的熱輻射高，包括PVDF涂層。反射率是指熱量被反射和散射掉而不被吸收的比率，反射率取決于很多因素，這些因素受涂料配方和施工方法的影響。太陽反射率的一種普遍計(jì)算方法是指所有的日光反射率，或稱 TSR6。籠統(tǒng)地講，TSR 是指日光被涂層反射掉的比率。
TSR決定了太陽光譜里蘊(yùn)含的能量，包括儲(chǔ)存了一半太陽輻射能的近紅外區(qū)域的能量。通常，TSR越高，越有利于涼爽屋頂?shù)纳伞ｎ伭蠈?duì)涼爽屋頂性能的影響如前面所述，顏料的選擇對(duì)屋頂涂層的TSR值有很大的影響。然而，很明顯的是不同的黑色顏料間TSR值也有很大差別。這一差別是由紅外光區(qū)域顏料的反射率不同造成的。經(jīng)過觀察，同時(shí)發(fā)現(xiàn)其他顏色也有類似的TSR 差別。對(duì)于每個(gè)色系，具有最高TSR值的顏料最適合應(yīng)用于涼爽屋頂?shù)耐苛稀?/span>
當(dāng)然，經(jīng)證明，顏料本身也要充分耐候。基于這一原因，高質(zhì)量的屋頂涂料幾乎無一例外地都使用最耐用的無機(jī)顏料。這一配方選擇保證了涂料顏色的長期穩(wěn)定性與涂料樹脂的穩(wěn)定性一樣長久。由于黑色涂料吸收太多的可見光區(qū)的太陽能，使用高TSR值的顏料可以使它在降熱方面有顯著的效益。對(duì)于高TSR值的黑色顏料涂層，升高的溫度比白色涂層樣板只略高一點(diǎn)。相反，低TSR值的黑色涂層，紅外箱體中升高的溫度達(dá)到70°C，接近沸水的熱度。實(shí)驗(yàn)還研究了不同顏色的一系列水性PVDF涂料的TSR值。測(cè)試樣板在佛羅里達(dá)已經(jīng)曝曬了5年至6年。未經(jīng)清洗的這些樣板反射值大約減少了3%，如果經(jīng)過輕微清洗，反射值的減少要小于3%。同時(shí)這些樣板仍然保持著很好的顏色和光澤。基于這些測(cè)試數(shù)據(jù)，各種淡色和深色的水性PVDF涂料可以滿足不同地方對(duì)涼爽屋頂涂料的性能要求，包括TSR的保留值。
文章由：肌理壁膜http://m.cstcjx.com整理提供。
美國很多城市都在發(fā)展涼爽屋頂技術(shù)，并把涼爽屋頂?shù)男枨笠氲剿麄兊慕ㄖㄒ?guī)里，或者與大公司合作開展涼爽屋頂項(xiàng)目。涼爽屋頂?shù)母拍钜蚨脖幻绹鴩揖G色建筑提倡組織和工業(yè)項(xiàng)目所采納，如：環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)的節(jié)能之星項(xiàng)目，以及冷金屬屋頂聯(lián)盟。由此可見，涼爽屋頂概念是目前建筑行業(yè)及涂料行業(yè)中比較熱門的話題。
PVDF(聚偏二氟乙烯)涂料經(jīng)過在佛羅里達(dá)數(shù)十年的曝曬測(cè)試，顯示出了優(yōu)越的性能，其中包括通過保持涂料的TSR值而優(yōu)化涼爽屋頂技術(shù)。大多數(shù)傳統(tǒng)的屋頂材料吸收一定數(shù)量的太陽輻射，引起表面溫度的升高。這些能量不僅傳到房屋里面，而且它加速了屋頂材料的老化。長期有效的涼爽屋頂方案必須要考慮以下兩個(gè)問題：必須可以在炎熱的天氣里有效降低屋頂表面的溫度，并且可以在很長的使用期里保持性能，而不需要額外的維護(hù)。
用于金屬屋頂及其他建筑表面的最耐候的涂料是PVDF樹脂的涂料，這類涂料的超耐紫外光和抗化學(xué)性使其具備了卓越的光澤和顏色穩(wěn)定性，以及優(yōu)越的抗粉化性能。
第一個(gè)建筑用氟碳涂料樹脂于1965年被商業(yè)化，從那以后，世界上成千上萬的建筑物使用滾涂或噴涂工藝涂上這一氟碳涂層。從20世紀(jì)60年代開始至今，這一氟碳涂層的測(cè)試樣板在南佛羅里達(dá)曝曬測(cè)試中心經(jīng)過了近40年的曝曬，仍然保持原來的顏色。多數(shù)商業(yè)化的PVDF涂料是非水性的，需要在高的溫度下進(jìn)行短期烘烤，因而PVDF涂料典型的應(yīng)用是涂于金屬基材上，如金屬卷或鋁板。為了獲得超耐候的實(shí)用涂料，PVDF涂料通常使用最耐久的無機(jī)顏料及少量的單體丙烯酸樹脂，如甲基丙烯酸樹脂，乙基丙烯酸樹脂。丙烯酸樹脂用來提升涂料的一些性能，如顏料的分散性和涂料的粘附性，而純的PVDF由于其化學(xué)惰性而不具備這些性能。由于所采用的丙烯酸樹脂與PVDF熱力學(xué)相容，因而經(jīng)過烘烤后其界面處實(shí)際上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)互穿的合金結(jié)構(gòu)。
由于這一網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)是熱塑性的及熱力學(xué)穩(wěn)定的，且主要基材是光化學(xué)惰性的PVDF，因而PVDF樹脂涂層經(jīng)過幾十年仍然具有超強(qiáng)的保護(hù)性，即使是溫度很高的屋頂環(huán)境。傳統(tǒng)的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的樹脂，如聚酯，處于日曬，潮濕和高溫的環(huán)境里，特別是炎熱天氣下整日面朝南的屋頂溫度可以達(dá)到80°C或更高，這些因素加速了交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)樹脂的降解，導(dǎo)致涂層光澤降低，粉化，甚至涂料性能的失效。總太陽能反射及涼爽屋頂技術(shù)積聚在太陽輻射下的建筑物表面上的熱量有多少，主要決定于兩個(gè)物理性能：長波熱輻射和反射率。熱輻射是衡量一個(gè)熱物體輻射熱的能力。通常金屬的熱輻射低，而聚合物涂料的熱輻射高，包括PVDF涂層。反射率是指熱量被反射和散射掉而不被吸收的比率，反射率取決于很多因素，這些因素受涂料配方和施工方法的影響。太陽反射率的一種普遍計(jì)算方法是指所有的日光反射率，或稱 TSR6。籠統(tǒng)地講，TSR 是指日光被涂層反射掉的比率。
TSR決定了太陽光譜里蘊(yùn)含的能量，包括儲(chǔ)存了一半太陽輻射能的近紅外區(qū)域的能量。通常，TSR越高，越有利于涼爽屋頂?shù)纳伞ｎ伭蠈?duì)涼爽屋頂性能的影響如前面所述，顏料的選擇對(duì)屋頂涂層的TSR值有很大的影響。然而，很明顯的是不同的黑色顏料間TSR值也有很大差別。這一差別是由紅外光區(qū)域顏料的反射率不同造成的。經(jīng)過觀察，同時(shí)發(fā)現(xiàn)其他顏色也有類似的TSR 差別。對(duì)于每個(gè)色系，具有最高TSR值的顏料最適合應(yīng)用于涼爽屋頂?shù)耐苛稀?/span>
當(dāng)然，經(jīng)證明，顏料本身也要充分耐候。基于這一原因，高質(zhì)量的屋頂涂料幾乎無一例外地都使用最耐用的無機(jī)顏料。這一配方選擇保證了涂料顏色的長期穩(wěn)定性與涂料樹脂的穩(wěn)定性一樣長久。由于黑色涂料吸收太多的可見光區(qū)的太陽能，使用高TSR值的顏料可以使它在降熱方面有顯著的效益。對(duì)于高TSR值的黑色顏料涂層，升高的溫度比白色涂層樣板只略高一點(diǎn)。相反，低TSR值的黑色涂層，紅外箱體中升高的溫度達(dá)到70°C，接近沸水的熱度。實(shí)驗(yàn)還研究了不同顏色的一系列水性PVDF涂料的TSR值。測(cè)試樣板在佛羅里達(dá)已經(jīng)曝曬了5年至6年。未經(jīng)清洗的這些樣板反射值大約減少了3%，如果經(jīng)過輕微清洗，反射值的減少要小于3%。同時(shí)這些樣板仍然保持著很好的顏色和光澤。基于這些測(cè)試數(shù)據(jù)，各種淡色和深色的水性PVDF涂料可以滿足不同地方對(duì)涼爽屋頂涂料的性能要求，包括TSR的保留值。
文章由：肌理壁膜http://m.cstcjx.com整理提供。
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