CN106380978A - 建筑外墙用彩色隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑外墙用彩色隔热涂料及其制备方法，属于建筑外墙用涂料技术领域。该建筑外墙用彩色隔热涂料，包括按照质量份数计的如下组分：水18~23份、分散剂0.1~0.5份、润湿剂0.1~0.3份、红外陶瓷粉4~8份、金红石型钛白粉10~15份、滑石粉4~7份、重钙粉9~13份、成膜助剂0.1~0.3份、表面包覆改性空心玻璃微珠12~14份、基料25~30份、消泡剂0.1~0.3份、增稠剂0.1~0.3份、pH调节剂0.1~0.3份。该涂料具有优异的隔热性和色彩性，其涂膜性能优良。

Description

建筑外墙用彩色隔热涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑外墙用涂料技术领域，尤其涉及一种建筑外墙用彩色隔热涂料及其制备方法。

背景技术

目前市场上的外墙隔热涂料以白色为主，这主要是因为白色本身相对于其他颜色对太阳光有着更高的反射比，能更好的反射太阳光，避免能量在其表面的蓄积。在外墙涂料的实际应用中，由于现代建筑在满足人们基本生活需求之外，还需满足人们日益进步的审美需求，所以白色涂料使用率仅占两成，其余均为彩色涂料，而当前对于多彩隔热涂料的研究与市场投入尚不成熟，人们只能选择不具备隔热功能或隔热效果不好的外墙涂料，不利于建筑节能。

而外墙隔热涂料的隔热能力与颜填料种类的选取直接相关。空心玻璃微珠由于其特殊的中空结构，赋予了它非常小的导热系数，具有优良的热阻隔能力，而且高度玻璃化的表面也为其带来了较高的太阳光反射比，同时，微珠内部的稀薄空气，使微珠具有了良好的抗热胀冷缩性，在一定程度上可增强涂膜的弹性，减少龟裂现象的发生。外墙隔热涂料添加空心玻璃微珠后，可看成在涂膜里面放入了无数个导热系数接近于零的空腔，能很好地阻隔热量在涂膜里的的传导，而且由于微珠较高的太阳光反射比，大部分太阳能会以反射的形式散溢到周围环境，避免了热量在外墙表面的积累。

而现有的外墙用彩色隔热涂料隔热效果不佳，涂膜的性能也较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种建筑外墙用彩色隔热涂料及其制备方法，该涂料具有优异的隔热性和色彩性，其涂膜性能优良。

本发明采用如下技术方案：

建筑外墙用彩色隔热涂料，包括按照质量份数计的如下组分：水18～23份、分散剂0.1～0.5份、润湿剂0.1～0.3份、红外陶瓷粉4～8份、金红石型钛白粉10～15份、滑石粉4～7份、重钙粉9～13份、成膜助剂0.1～0.3份、表面包覆改性空心玻璃微珠12～14份、基料25～30份、消泡剂0.1～0.3份、增稠剂0.1～0.3份、pH调节剂0.1～0.3份。

更进一步地，所述的建筑外墙用彩色隔热涂料，包括按照质量份数计的如下组分：水21份、分散剂0.2份、润湿剂0.1份、红外陶瓷粉6份、金红石型钛白粉12份、滑石粉6份、重钙粉11份、成膜助剂0.1份、表面包覆改性空心玻璃微珠14份、基料30份、消泡剂0.1份、增稠剂0.1份、pH调节剂0.1份。

更进一步地，所述的建筑外墙用彩色隔热涂料，其中所述表面包覆改性空心玻璃微珠为CrO₃表面包覆改性空心玻璃微珠或Fe₂O₃表面包覆改性空心玻璃微珠中的一种。

更进一步地，所述的建筑外墙用彩色隔热涂料，其中所述表面包覆改性空心玻璃微珠为TiO₂表面包覆改性空心玻璃微珠。

更进一步地，上述的建筑外墙用彩色隔热涂料，还包括色浆1～3份。

更进一步地，上述的建筑外墙用彩色隔热涂料，其中所述色浆为绿色色浆或红色色浆中的一种。

更进一步地，所述的建筑外墙用彩色隔热涂料，其所述基料为硅丙乳液。

更进一步地，所述的建筑外墙用彩色隔热涂料，其中所述分散剂为P-19型分散剂，所述增稠剂为GM-808型增稠剂。

更进一步地，所述的建筑外墙用彩色隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：按照所述质量配比，将水、分散剂、润湿剂和三分之一的消泡剂混合搅拌均匀；

步骤二：依次加入红外陶瓷粉、金红石型钛白粉、滑石粉、重钙粉、成膜助剂和表面包覆改性空心玻璃微珠，混合搅拌均匀，再依次加入基料、剩余的消泡剂、增稠剂、pH调节剂，调节pH为8.5-9.5，即得所述建筑外墙用彩色隔热涂料。

更进一步地，所述的建筑外墙用彩色隔热涂料的制备方法，其中步骤一中所述搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为15min，步骤二中所述搅拌速度为300r/min，搅拌时间为15min。

当涂料中还包含色浆时，其制备方法为与上述制备方法相似，即在加入基料、消泡剂、增稠剂、pH调节剂后，再加入色浆，搅拌均匀，然后调节pH为8.5-9.5，即得。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

本申请利用Cr₂O₃、Fe₂O₃和TiO₂包覆改性空心玻璃微珠制备了A、B系两种建筑外墙用彩色隔热涂料，其中A系涂料中的A1是添加Cr₂O₃包覆的空心玻璃微珠，A2是添加Fe₂O₃包覆的空心玻璃微珠作为着色功能性颜填料制备的，B系涂料是由自制的TiO₂包覆的空心玻璃微珠和绿、红色两种色浆制备的，其中加绿色色浆的为B1，加红色色浆的为B2，将A、B系涂料与市场上购进的普通外墙涂料(命名为C系)进行隔热性能比较，A、B系的隔热效果均明显优于C系，其中A系的隔热效果略微高于B系。对制备的A1、A2、B1、B2四款隔热涂料按照国家标准进行各项基本性能检测，均达到隔热涂料标准。其具有优异的隔热性能：

(1)由Cr₂O₃包覆改性空心玻璃微珠为核心颜填料制备的A1隔热涂料的颜色为G02淡绿，明度值为43，太阳光反射比为0.5323，导热系数为0.1273W/(m·K)，半球发射率为0.88，隔热温差为16.0℃，所有参数均达到国家标准规定。

(2)由Fe₂O₃包覆改性空心玻璃微珠为核心颜填料制备的A2隔热涂料的颜色为R05橘红，明度值为47，太阳光反射比为0.6647，导热系数为0.2034W/(m·K)，半球发射率为0.88，隔热温差为18.3℃，所有参数均达到国家标准规定。

(3)由TiO₂包覆改性空心玻璃微珠为核心颜填料辅以绿色色浆制备的B1隔热涂料的颜色为G09深豆绿，明度值为48，太阳光反射比为0.5062，导热系数为0.2315W/(m·K)，半球发射率为0.89，隔热温差为13.9℃，所有参数均达到国家标准规定。

(4)由TiO₂包覆改性空心玻璃微珠为核心颜填料辅以红色色浆制备的B2隔热涂料的颜色为R03大红，明度值为39，太阳光反射比为0.5893，导热系数为0.2690W/(m·K)，半球发射率为0.86，隔热温差为16.7℃，所有参数均达到国家标准规定。

因此本申请制备出符合国家标准且兼具热反射、热阻隔、热辐射三种功能的复合型彩色隔热涂料，而且其涂膜性能优良。

附图说明

图1为空心玻璃微珠粒径分布图；

图2为CrCl₃溶液用量对包覆效果的影响图；

图3为体系pH值对包覆效果的影响图；

图4为反应温度对包覆效果的影响图；

图5为普通空心玻璃微珠的SEM图；

图6为Cr₂O₃包覆改性后的空心玻璃微珠的SEM图；

图7为Cr₂O₃包覆改性后的空心玻璃微珠的XRD检测图；

图8为Cr₂O₃改性空心玻璃微珠前后的太阳光反射谱图；

图9为Fe₂O₃包覆改性后的空心玻璃微珠的SEM图；

图10为Fe₂O₃包覆改性后的空心玻璃微珠的XRD检测图；

图11为Fe₂O₃改性空心玻璃微珠前后的太阳光反射谱图；

图12为TiO₂包覆改性空心玻璃微珠的SEM图；

图13为TiO₂包覆改性后的空心玻璃微珠的XRD图；

图14为TiO₂包覆改性空心玻璃微珠前后的太阳光反射谱图；

图15为反应过程中的空心玻璃微珠的SEM图；

图16为隔热涂膜A1的整体扫描电镜图；

图17为普通涂膜C1的整体扫描电镜图；

图18为隔热涂膜A1的局部放大扫描电镜图；

图19为普通涂膜C1的局部放大扫描电镜图；

图20为A1涂膜的参考图；

图21为B1涂膜的参考图；

图22为A2涂膜的参考图；

图23为B2涂膜的参考图；

图24为绿色涂膜A1，B1，C1太阳光反射谱图；

图25为红色涂膜A2，B2，C2太阳光反射谱图；

图26为涂膜导热系数对比图；

图27为涂膜半球发射率对比图；

图28为涂膜隔热温差对比图；

图29为隔热效果测试仪的结构示意图，其中1、热光源；2、数显温度计；3、待测试样或空白板，4、测温室；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明。

本发明所用实验材料如下表1所示：

表1实验材料

本发明所用实验设备如下表2所示：

表2实验设备

本申请涉及的相关测试方法如下：

1、空心玻璃微珠太阳光反射比的测定

对太阳光进行反射是复合型外墙隔热涂料三种隔热途径中最主要的一种，涂膜的太阳光反射比高低能间接反映出涂料隔热性能好坏。涂料中添加的颜填料反射比越高，所制涂料对太阳光的反射能力就越强。参考建筑行业国家标准《建筑反射隔热涂料》中的相关要求，本实验采用Lambda 950型紫外可见近红外分光光度计在可见光及近红外光(300nm～2500nm)范围内，对改性前后的空心玻璃微珠进行太阳光反射比的测试，得到太阳光反射比谱图与检测样品在各波长下的光谱反射比值，利用，按下式计算样品的太阳光反射比：

$\mathrm{\ρ}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}=300nm}^{2500nm}{\mathrm{\ρ}}_0\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\ρ}\left(\mathrm{\λ}\right)S_{\mathrm{\λ}}\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}}{{\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}=300nm}^{2500nm}{S}_{\mathrm{\λ}}\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}}$

式中：——样品的太阳光反射比；

——标准白板的的光谱反射比；

——样品的光谱反射比；

——太阳辐射相对光谱分布，(JG/T235-2014表A.1中可查)；

——波长间隔，单位为纳米(nm)；

2、空心玻璃微珠导热系数的测定

导热系数是衡量涂料导热能力的技术指标，对于复合型外墙隔热涂料，所加入的颜填料导热系数越小，最终涂膜的隔热性能越好。本实验参考GB/T 10297-1998《固体材料导热系数的测定》的相关要求，采用TC3000型导热系数测量仪对改性前后的空心玻璃微珠进行导热系数的测定。

3、空心玻璃微珠粒径和比表面积的测定

空心玻璃微珠的粒径与比表面积对其导热系数和太阳光反射比都有直接影响，而且涉及到接下来包覆原料用量的估算，所以需知道所选微珠的大致粒径与比表面积。本实验采用Mastersizer 2000型广角动静态同步激光散射仪对待微珠进行粒径测试。

4、空心玻璃微珠表面包覆效果的观察

检验实验是否包覆改性成功，观察法最为直接有效，本实验采用S-3400N(II)型扫描电子显微镜检测改性前后的空心玻璃微珠，对比观察其表面是否有形成包覆层。

5、空心玻璃微珠表面包覆物质种类的确定

由扫描电镜观察到空心玻璃微珠表面形成了包覆层后，本实验采用D&Advance型X-射线衍射仪确定包覆物的种类，确认包覆成功。

6、空心玻璃微珠分散性能的测定

本申请之所以对空心玻璃微珠进行表面改性，主要原因就是其在水性涂料中的分散性不理想。实验采用自然沉降法，对改性前后微珠进行分散性能表征，比较包覆前后微珠分散性能的变化。

自然沉降法具体操作步骤如下：取待测样品3g，加入到100mL水中，在300r/min下分散5min，取10mL于相同量程的量筒中，用秒表计时，记录完全分层所需时间，重复三次，取平均值。

7、涂膜的外观分析

将实验制备的A系隔热涂料制得的A1涂膜与购买的普通涂料制得的C1涂膜进行扫描电子显微镜测试，观察涂膜的区别。

8、涂料及涂膜的基本性能测试

(1)涂料的固体含量

涂料固体含量是指烘干涂料后后剩余物重量与起始重量的比值，以百分数表示，剩余物质是涂膜的有效成分，固体含量越高，即说明涂料有效成分含量越高。检测方法参考GBT1725-1979《涂料固体含量测定法》，将待测涂料均匀涂布于已知质量的培养皿，称重，再放入105℃的鼓风恒温烘箱中2h，取出再次称重，按下式计算涂料固体含量：

固含量％＝×100％

式中：m₀—培养皿的质量(g)

m₁—涂膜烘焙前的质量(g)

m₂—涂膜烘焙后的质量(g)

(2)涂膜的干燥时间

涂料的施工性能除了看粘度，主要看干燥时间，一般来说干燥时间越短越好，有利于缩短工程周期，但如果干燥时间太短，涂膜的流平性就难以得到保证，一般表干时间在1～2h是合理的。涂膜干燥时间的检测方法，参考GB/T 1728-1979《涂膜干燥时间测定法》，其中表面干燥时间采用吹棉球法测定，以轻吹走棉球却不在涂膜表面留下棉丝为表面干燥的标准；实际干燥时间采用刀片法测定，用刀片切刮涂膜，以底材与涂膜无粘连现象为实际干燥的标准。

(3)涂膜的颜色及外观

结合GB1729-1979《涂膜颜色及外观测定法》和CSB1426-2001《涂膜颜色标准样卡》，将所制涂膜与标准色板进行比较，确定涂膜颜色的标号，查询相应的明度值，为接下来进行太阳光反射比设立标准。涂膜的外观测定主要是看其表面是否平滑，如果不是，是否出现开裂、气孔等问题。

(4)涂膜的耐碱性

由于外墙底材大部分是水泥，碱性物质，故涂覆在其上的涂膜的耐碱性尤为重要，对于涂膜耐碱性的检测方法，参考GB/T 9265-2009《建筑涂层耐碱性的测定》，将涂膜的2/3浸入25℃的饱和氢氧化钙溶液中，浸泡24h。浸泡时间结束时，将涂膜取出，对比观察与未浸入饱和氢氧化钙溶液中的1/3表面的变化，看是否存在失光、发白、起皱以及脱落等现象。

(5)涂膜的硬度

参考GB/T 6739-2006《铅笔法测定涂膜硬度》中的手动法，以1cm/s的速度，以笔芯不压断的最大力度向前推行1cm，观察基料膜的破损情况，如果基料膜破损，则换低一级硬度的铅笔，如果基料膜没有破损，则换高一级硬度的铅笔，直至最终确定最多是哪一种硬度下的铅笔不能划破涂膜，该铅笔的硬度即所测基料的硬度。

(6)涂膜的附着力

参考GB/T 9286-1998《涂膜的划格实验》，用小刀在基料膜上纵横交错划11道垂直的线，线与线之间间隔1mm，形成100个小方膜，用指定胶布紧紧黏住小方膜上部，均匀用力撕开胶布，观察小方膜破损情况，从0级完全没有破损到5级严重破损，对基料的附着能力进行评级。

(7)涂膜的耐水性

参考GB/T 1733-1993《涂膜耐水性测定法》，将附有基料膜的钢板的2/3浸入25℃的去离子水中，浸泡时间为24小时。浸泡时间结束时，将基料膜取出，对比观察与未浸入水中的1/3表面的变化，看是否存在失光、发白、起皱以及脱落等现象。

(8)涂膜的耐沾污性

参考GB/T 9780-2013《建筑涂料涂层耐沾污性试验方法》中的浸渍法，基料膜的2/3放入碳素墨水中浸渍5s后取出，按规定方法均匀冲洗，然后与未浸渍的1/3基料膜进行色差比较，从0级无色差到5级有严重色差，对基料的耐沾污性评定等级。

(9)涂料的粘度

本实验所做的隔热涂料在粘度为16000mPa.s时最为稳定。参考GB/T 1723-1993《涂料粘度测定法》，本实验采用AR1000流变仪对增稠剂不同使用量下的最佳涂料配方所制得的外墙涂料进行粘度测试，比较不同粘度下涂料的稳定情况与施工性能。

(10)涂膜厚度

所制涂膜厚度在1mm左右时，已明显具有隔热性能，再增加厚度对涂膜隔热性能影响不大。参考GB 1764-1989《涂膜厚度测定法》，采用螺旋测微器对干膜厚度进行检测(在涂膜三个不同位置检测，取平均值)，并讨论不同涂膜厚度下涂膜的隔热能力。

9、涂膜的隔热性能测试

(1)涂膜的热反射能力

复合型外墙隔热涂料的三种隔热方式中，反射隔热对减少热量在墙体表面积累从而降低外墙温度的效果最明显，而涂膜的太阳光反射比是显示其反射能力的最直观数据。参考空心玻璃微珠太阳光反射比的检测方法与标准，对所制涂膜的太阳光反射比进行检测。

(2)涂膜的热阻隔能力

导热系数是衡量材料导热能力的技术指标，对于外墙隔热涂料，其涂膜的导热性能越小越好。参考空心玻璃微珠导热系数的检测方法与标准，对所制涂膜的导热系数进行检测。

(3)涂膜的热辐射能力

为增强复合型外墙隔热涂料的辐射能力，在涂料配方中添加了红外陶瓷粉，有助于涂膜将自身的热量转换成红外线发射至周围环境。涂膜的辐射性能一般是通过检测其半球发射率来进行表征的，实验根据JG/T235-2014《建筑反射隔热涂料》中的要求，采用TIR100-2型便携式辐射计对涂膜进行半球发射率的测定。

(4)综合隔热性能的测定

按照JG/T235-2008《建筑反射隔热涂料》中的制作方法，制备简易涂膜综合隔热性能测定装置，如图29所示。其中，加热光源是150W功率的加热灯，距离涂膜位置30cm，测温室除了上端放置待测试样的位置，其它部位可看做绝热，温度计显示的是测温室内的温度。仪器是模仿在太阳光照射下，不同外墙涂膜对应的室内温度变化情况。实验时将室温控制在25℃，相当于建筑物周围的环境温度恒定，空白板相当于裸露的外墙，待测试样相当于涂了隔热涂料的外墙，对模拟室内温度变化的测温室进行温度测试。实验时，用待测试样或空白板密封盖住测温室，接通加热灯电源，每2min记录一次测温室温度至温度稳定不变，绘制温度升高曲线，用于隔热性能比较。以隔热温差ΔT为参考指标，对制得涂膜的综合隔热性能进行表征。

隔热温差计算式如下：

$\mathrm{\Δ}T=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^3(T_{0n}-T_{1n})}{3}$

式中：ΔT——隔热温差，℃；

T_0n——第n块空白板测温室的最终温度，℃；

T_1n——第n块隔热涂膜板测温室的最终温度，℃。

实施例1

步骤一：将10g空心玻璃微珠与去离子水配成质量分数为10％的浆液；

步骤二：调节浆液pH在8.0左右，把恒温水浴箱的温度调至60℃；

步骤三：把0.5g表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和浆液一起加入已放在水浴箱中的三口烧瓶，***数显直流无级调速搅拌器的搅拌棒，以300转/min的转速混合搅拌；

步骤四：在三口***一端缓慢(约2秒1滴)滴加0.5mol/L的CrCl₃溶液190mL，在三口***另一端用质量分数为10％的NaOH溶液调节整个体系的pH值，使其始终维持在8.0左右，直至CrCl₃溶液全部滴完，CrCl₃溶液滴完后，控制pH不变，继续保温搅拌陈化30min；

步骤五：过滤改性后的微珠，并干燥，将其置于800℃微型箱式炉煅烧1小时，即制得Cr₂O₃包覆改性的空心玻璃微珠。

一、反应条件对Cr₂O₃包覆效果的影响

1、CrCl₃溶液的用量

Cr₂O₃包覆工艺中，若CrCl₃溶液的量过少，则会导致包覆不完全；若CrCl₃溶液的量过多，一方面会沉积过厚的Cr₂O₃在空心玻璃微珠表面，增大微珠的导热系数，一方面造成了原料的浪费，也会对过滤分离造成困难。因此，选择一个合适的CrCl₃溶液用量对Cr₂O₃包覆效果的好坏有直接影响。

由广角动静态同步激光散射仪测得空心玻璃微珠的体积平均粒径和比表面积，其中粒径分布如图1所示。从粒度分析报告中可知，空心玻璃微珠的体积平均粒径D[4,3]为65.659μm(可近似看作60μm)，比表面积A为0.125m²/g，

假设包覆厚度为1μm^[50]，按下式计算0.5mol/L的CrCl₃溶液用量：

$V=\frac{m\×A\×h\×\mathrm{\ρ}}{M\×c}\×2$

式中：V—0.5mol/L的CrCl₃溶液用量，mL；

m—所用空心玻璃微珠质量，10g；

A—所选空心玻璃微珠比表面积，0.125m²/g；

h—Cr₂O₃包覆层的厚度，1μm；

ρ—Cr₂O₃密度，5.21×10^6g/m³；

M—Cr₂O₃质量分数，152g/mol；

c—CrCl₃溶液浓度，0.5mol/L；

代入数值，计算出CrCl₃溶液理论用量171.38mL。

在60℃，pH＝8，300r/min的反应条件下，分别缓慢滴加150mL、170mL、190mL、210mL的0.5mol/L的CrCl₃溶液，制得四款不同CrCl₃溶液用量下Cr₂O₃包覆改性后的微珠，分别对其进行太阳光反射比、完全分层时间以及导热系数的表征，其结果见表3：

表3CrCl₃溶液用量对包覆效果的影响

为了更直观的表现不同CrCl₃溶液用量对包覆效果的影响，用表3中数据作包覆效果变化图2。由图2可看出，在150～210mL内，微珠的分散效果随着CrCl₃溶液用量的增大而加深，分散效果在前期改善明显，当加入量达190mL后基本不变，导热系数随CrCl₃溶液用量的增加而变大，太阳光反射比先下降后趋于稳定。这是因为0.5mol/L的CrCl₃溶液的理论用量为171.38mL，当加入量为150mL、170mL时，Cr₂O₃包覆不完全，空心玻璃微珠保留了较多本身的性质，即较高的太阳光反射比、较低的导热系数以及不理想的分散性能，包覆颜色也不是氧化铬绿，而是薄荷绿；当加入量为190mL时，虽然略大于CrCl₃溶液的理论用量，但是由于有一部分Cr³⁺离子水解后并未沉积在微珠上，而是形成沉淀，此时微珠刚好能包覆一层均匀的Cr₂O₃膜，分散性明显提升，而且有着较优的太阳光反射比和导热系数；当加入量为210mL时，CrCl₃溶液过量太多，产生了大量水合Cr₂O₃沉淀在微珠表面，导致测得的微珠导热系数大幅上升，分散性能和太阳光反射比基本不变是因为在190mL时就已经包覆完全，均显示的是Cr₂O₃的性质。综上所述，CrCl₃溶液用量为190mL时，包覆改性效果最佳。

2、体系pH值

Cr₂O₃包覆工艺中，主要利用的就是Cr³⁺离子水解，当反应体系pH值过低时，会由于水解可逆反应所产生的H⁺离子不能被顺利中和掉而减弱了反应的进行；当反应体系pH值过高时，体系中的Cr³⁺离子先是沉淀，但生成的水合Cr₂O₃会继续与OH^-离子反应，最终以可溶性铬离子Cr(OH)₄ ^—或Cr(OH)₆ ^3—形式存在，导致微珠失去包覆；故选择合适的体系pH值对Cr₂O₃包覆效果的好坏有直接影响。

在60℃，300r/min的反应条件下，缓慢滴加190mL的0.5mol/L的CrCl₃溶液到pH值分别为为7.0、8.0、9.0、10.0(用0.1mol/L的NaOH溶液调节)的反应体系中，制得四款不同体系pH值下Cr₂O₃包覆改性后的空心玻璃微珠，分别对其进行太阳光反射比、完全分层时间、以及导热系数的表征，其结果见表4。

表4体系pH值对包覆效果的影响

为了更直观的表现不同体系pH值对包覆效果的影响，用表4中数据作包覆效果变化图3。由图3可知，在pH范围7.0～10.0内，空心玻璃微珠的分散效果开始随着体系pH值的升高变好，当pH在8.0之后分散效果变差，导热系数和太阳光反射比也是类似变化，这主要是因为开始体系pH值较低，体系中H⁺离子浓度相对较大，水解平衡向左移动，抑制了Cr³⁺离子的水解，导致水解包覆不完全，后来pH值太高，Cr³⁺离子最终以可溶性铬离子Cr(OH)₄ ^—或Cr(OH)₆ ^3—形式存在，导致空心玻璃微珠失去包覆。导热系数开始随着体系pH值的上升而上升，后来反而下降，这是由于越高的体系pH值产生更多高导热系数的水合Cr₂O₃沉淀堆积在微珠表面，但在pH值过高的环境下，生成的水合Cr₂O₃沉淀会溶解，空心玻璃微珠再度暴露；太阳光反射比在体系pH值较低的时候比较高，然后随着体系pH值的上升下降，当pH值达到10以后再度上升，同样是因为低pH值时未包覆完全，随着pH值上升，包覆效果逐渐变好，但当反应体系的pH值超过9.0以后，沉淀开始溶解。综合以上三个方面，当体系pH值稳定在8.0左右时，Cr₂O₃包覆改性效果最佳。

3、反应温度

Cr₂O₃包覆是利用Cr³⁺离子的水解，水解反应的受温度影响很大，在一定范围内，升高反应温度有利于水解反应的进行。故通过实验选择合适的反应温度，提高对空心玻璃微珠的Cr₂O₃包覆效率。

在体系pH＝8，300r/min的反应条件下，分别控制体系温度40℃、50℃、60℃、70℃，向其中缓慢滴加190mL的0.5mol/L的CrCl₃溶液的反应体系中，制得四款不同反应温度下Cr₂O₃包覆改性后的空心玻璃微珠，分别对其进行太阳光反射比、完全分层时间、以及导热系数的表征，其结果见表5。

表5反应温度对包覆效果的影响

为了更直观的表现不同体系pH值对包覆效果的影响，用表5中数据作包覆效果变化图4。由图4可知，当温度较低时，CrCl₃溶液水解缓慢，只有少量的水合Cr₂O₃沉积到空心玻璃微珠表面，导致空心玻璃微珠表面Cr₂O₃包覆不完全，微珠保留了部分自身高太阳光反射比、较差分散性以及低导热系数的特点。当温度达到70℃，反应温度过高，CrCl₃溶液在滴到反应体系的一瞬间就完成了反应，产生的水合Cr₂O₃不均匀的沉积到微珠表面，形成不均匀的Cr₂O₃包覆层，使最后制得的微珠表现出Cr₂O₃粉末低太阳光反射比、较高导热系数和较好分散性的特点。只有当温度在60℃时，反应速率适中，水合Cr₂O₃能均匀包覆于空心玻璃微珠表面，故确定水解反应温度为60℃。

综合以上不同条件下三项主要性能的对比讨论，确定Cr₂O₃包覆的最佳反应条件如下：在300r/min的转速下，将190mL(理论用量为171.38mL)浓度为0.5mol/L的CrCl₃溶液缓慢滴加进已加用量为0.5g表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和10g空心玻璃微珠的体系中，控制体系pH值控制在8左右，反应温度稳定在60℃，待包覆反应完成后，陈化30min，将改性过的微珠过滤干燥，置于800℃微型箱式炉煅烧1小时，即得最佳包覆效果的Cr₂O₃改性空心玻璃微珠。

二、最佳Cr₂O₃包覆效果的改性空心玻璃微珠综合性能的表征

1、扫描电子显微镜与X-射线衍射仪测试结果

对Cr₂O₃包覆改性前后空心玻璃微珠进行SEM测试，得到包覆效果对比图5和图6。从图5和图6中可看出，空心玻璃微珠呈均匀球形，在包覆前微珠表面光滑，无任何物质附着，包覆改性后的，可明显观察原本光滑的球面变得略微粗糙，这是因为空心玻璃微珠已经完全被包裹在里面，整个球面都均匀包覆上了一层物质(球面上的白色粉末是Cr₂O₃碎屑，对包覆效果无影响)。

对Cr₂O₃包覆后的空心玻璃微珠进行XRD测试，得到包覆物质XRD图7。由图7可知，所包覆物的特征峰与标准卡PDF#06-0504 Eskolaite-Cr₂O₃吻合，确定图6中的包覆物为Cr₂O₃，包覆成功。

2、太阳光反射比与紫外可见近红外反射谱图

由太阳光反射谱图8中不同波长下的反射比与《建筑反射隔热涂料》JG/T235-2014附录表A.1中太阳辐射光谱分布权重可计算出最佳反应条件下制得的Cr₂O₃包覆空心玻璃微珠的太阳光反射比为0.4655，比空心玻璃微珠的太阳光反射比0.8133低，但比一般绿色颜料的太阳光反射比0.30要高很多，反射性能突出，可作为功能性颜填料加入绿色外墙隔热涂料中。在图中可看出，Cr₂O₃改性后的空心玻璃微珠对500～550nm以及780～2300nm的光都有着较高的反射比，其中500～550nm段反射比突然升高是由于绿颜色本身对该波段的光能够进行反射，而改性前的微珠，由于是白颜色的缘故，对整个可见光波段的太阳光反射比都较高。

3.分散能力的表征

将Cr₂O₃包覆改性前后的空心玻璃微珠分别与等量的水混合均匀，在相同条件下，静置直至完全分层，记录各自所用时间，测三次取平均值。包覆改性前的微珠完全分层所需时间为9min，而包覆改性后完全分层时间延长到26min，由此可见，Cr₂O₃包覆改性对空心玻璃微珠的分散性能有明显提升，有助于提升微珠在接下来所制隔热涂料中的稳定性。

4.导热系数测量结果

最佳反应条件下制得的Cr₂O₃包覆空心玻璃微珠的导热系数为0.1573W/(m·K)，比改性前微珠的导热系数0.0913W/(m·K)要高，这是因为包覆层Cr₂O₃的导热系数比微珠的高，且有部分空心玻璃微珠破裂导致的。但是比大多数颜填料的导热系数要低，符合隔热涂料对颜填料选择的要求。

实施例2

一、反应条件对Fe2O3包覆效果的影响

和讨论反应条件对Cr₂O₃包覆效果的影响类似，以检测不同反应条件下分散效果的完全分层时间、热量传导能力的导热系数、对太阳光反射能力强弱的太阳光反射比为筛选指标，得到Fe₂O₃包覆改性空心玻璃微珠效果最佳的反应条件为：在300r/min的转速下，将180mL(理论用量为163.75mL)浓度为0.5mol/L的FeCl₃溶液缓慢滴加进温度稳定在80℃，已加用量为0.5g表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和10g空心玻璃微珠的体系中，控制体系pH值控制在4左右，待包覆反应完成后，陈化30min，将改性微珠过滤干燥，置于800℃的微型箱式炉煅烧1小时，可得最佳包覆效果的Fe₂O₃改性空心玻璃微珠。

二、最佳Fe₂O₃包覆效果的改性空心玻璃微珠综合性能的表征

1、扫描电子显微镜与X-射线衍射仪测试结果

对Fe₂O₃包覆改性前后空心玻璃微珠进行SEM测试，得到Fe₂O₃包覆改性后空心玻璃微珠的SEM图，如图9。从将图9和图5对比可看出，空心玻璃微珠在包覆前表面光滑，无任何物质附着，包覆后可明显观察到在空心玻璃微珠表面完整包覆了一层的物质。

对Fe₂O₃包覆改性的空心玻璃微珠进行XRD测试，由图10可知，包覆物XRD图谱的特征峰与标准卡PDF#80-2377 alpha-Fe₂O₃吻合，确定图9中的包覆物为Fe₂O₃，包覆成功。

2、太阳光反射比与紫外可见近红外反射谱图

由太阳光反射谱图11可算得最佳反应条件下制得的Fe₂O₃包覆空心玻璃微珠的太阳光反射比为0.5986，一般红色颜料的太阳光反射比在0.4左右，反射性能明显高出其他同种颜色的颜料，可作为功能性颜填料加入红色外墙隔热涂料中。

3、分散能力的表征

包覆改性前的空心玻璃微珠完全分层所需时间为平均为9min，而Fe₂O₃包覆改性后完全分层时间延长到18min，说明Fe₂O₃包覆改性对微珠的在水中的分散能力有明显提升，有助于增强其在接下来要制被的水性隔热涂料的分散稳定性。

4、导热系数测量结果

最佳反应条件下制得的Fe₂O₃包覆空心玻璃微珠的导热系数为0.2235W/(m·K)，比绝大多数材料的导热系数要低，符合隔热涂料对颜填料选择的要求。

实施例3

一、反应条件对TiO₂包覆效果的影响

和讨论反应条件对Cr₂O₃包覆效果的影响类似，TiO₂包覆改性空心玻璃微珠效果最佳的反应条件为：在300r/min的转速下，将150mL(理论用量为131.25mL)浓度为0.5mol/L的TiO₂溶液缓慢滴加进温度稳定在70℃，已加用量为0.5g表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和10g空心玻璃微珠的体系中，控制体系pH值控制在3左右，待包覆反应完成后，陈化30min后将微珠过滤干燥，置于600℃微型箱式炉煅烧1小时，即得产品。

二、最佳TiO₂包覆效果的改性空心玻璃微珠综合性能的表征

1、扫描电子显微镜与X-射线衍射仪测试结果

对TiO₂包覆改性前后空心玻璃微珠进行SEM测试，得到TiO₂包覆改性空心玻璃微珠的SEM图，如图12。从图12中可看出在空心玻璃微珠表面完整均匀包覆了一层物质。

对TiO₂包覆后的空心玻璃微珠进行XRD测试，如图13。由图13知，包覆物的特征峰与标准卡PDF#72-1148 Rutile-TiO₂吻合，确定TiO₂成功包覆包覆。

2、太阳光反射比与紫外可见近红外反射谱图

由太阳光反射谱图14可算得最佳反应条件下制得的TiO₂包覆空心玻璃微珠的太阳光反射比为0.8503，一般白色颜料的太阳光反射比在0.80左右，可作为功能性颜填料辅以其他色浆加入多色系外墙隔热涂料中。

3、分散能力的表征

TiO₂包覆改性前的空心玻璃微珠完全分层所需时间为平均为9min，而包覆改性后完全分层时间延长到31min，由此可见，TiO₂包覆改性对微珠的分散性能有明显提升，有助于提升微珠在接下来所制隔热涂料中的稳定性。

4、导热系数测量结果

最佳反应条件下制得的TiO₂包覆空心玻璃微珠的导热系数为0.2753W/(m·K)，比绝大多数材料的导热系数要低，符合隔热涂料对颜填料选择的要求。

实施例4

以Cr₂O₃包覆为例，将包覆前的空心玻璃微珠、反应过程中的空心玻璃微珠、以及最后成品通过扫描电子显微镜观察不同阶段微珠的包覆情况，如图5、图6、和图15，由此可推测包覆层晶体生长模式如下：

1、由CrCl₃水解出的水合Cr₂O₃颗粒在空心玻璃微珠表面进行非均匀沉积；

2、沉积在微珠表面相互邻近的水合Cr₂O₃颗粒，为降低其表面自由而能发生附聚，形成小岛，同时在微珠上暴露出新的待包覆面；

3、在新的待包覆面上继续沉积新的Cr₂O₃颗粒；

4、小岛一边长大，一边相互连接，变成大岛，从而又暴露出新的待包覆面，使水合Cr₂O₃颗粒可以继续沉积；

5、大岛相互结合形成有沟道和孔洞的不连续膜；

6、在沟道和孔洞处继续沉积新的Cr₂O₃颗粒，填补所暴露的面积，最后形成完整的膜。

本申请以水解包覆法，对空心玻璃微珠进行表面改性，在其上分别包覆上了一层Cr₂O₃膜、Fe₂O₃膜、TiO₂膜，制备出三款改性空心玻璃微珠。实验综合运用了紫外可见近红外分光光度计、导热系数测量仪、广角动态静态同步激光散射仪、扫描电子显微镜、X-射线衍射仪等设备，在制备三款改性微珠的过程中，探讨了原料用量、体系pH值以及反应温度对包覆效果的影响，确定了最佳水解包覆反应条件，并在最后探讨了包覆层晶体的生长模式。表面包覆改性为空心玻璃微珠引入了色彩，同时在保证空心玻璃微珠低导热系数的情况下，改善了其在水性涂料中分散性不佳的问题，最后对改性后的空心玻璃微珠分别了做太阳光反射比测试，结果均高于同种颜色的其他颜填料，适合作为着色型功能颜填料添加进彩色隔热涂料中。具体结论如下：

(1)Cr₂O₃包覆改性空心玻璃微珠最佳反应条件为：在300r/min的转速下，将190mL浓度为0.5mol/L的CrCl₃溶液缓慢滴加进已加用量为0.5g表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和10g空心玻璃微珠的体系中，控制体系pH值控制在8左右，反应温度稳定在60℃，待包覆反应完成后，将微珠过滤干燥，并置于800℃微型箱式炉煅烧1小时，即得Cr₂O₃包覆改性空心玻璃微珠。结合扫描电子显微镜与X-射线衍射仪的测试结果，可确定在微珠表面已包覆上一层Eskolaite-Cr₂O₃，包覆后微珠的颜色为氧化铬绿，分层时间由包覆前的9min延长为26min；导热系数为0.1573W/(m·K)，低于大多数颜填料；太阳光反射比为0.4655，比普通绿色颜料0.3的反射比高。

(2)Fe₂O₃包覆改性空心玻璃微珠最佳反应条件为：在300r/min的转速下，将180mL浓度为0.5mol/L的FeCl₃溶液缓慢滴加进温度固定在80℃，已加用量为0.5g表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和10g空心玻璃微珠的体系中，控制体系pH值控制在4左右，待包覆反应完成后，将微珠过滤干燥，并置于800℃微型箱式炉煅烧1小时，即得Fe₂O₃包覆改性空心玻璃微珠。结合扫描电镜与X-射线衍射仪的测试结果，可确定在微珠表面已包覆上一层alpha-Fe₂O₃，包覆后微珠的颜色为氧化铁红，分层时间由包覆前的9min延长为18min；导热系数为0.2235W/(m·K)，低于大多数颜填料；太阳光反射比为0.5986，比普通红色颜料0.4的反射比高。

(3)TiO₂包覆改性空心玻璃微珠最佳反应条件为：在300r/min的转速下，将150mL浓度为0.5mol/L的TiCl₄溶液缓慢滴加进温度稳定在70℃，已加用量为0.5g表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和10g空心玻璃微珠的体系中，控制体系pH值控制在3左右，待包覆反应完成后，将微珠过滤干燥，并置于600℃微型箱式炉煅烧1小时，即得TiO₂包覆改性空心玻璃微珠。结合扫描电子显微镜与X-射线衍射仪的测试结果，可确定在微珠表面已包覆上一层Rutile-TiO₂，包覆后微珠的颜色为白色，分层时间由包覆前的9min延长为31min；导热系数为0.2753W/(m·K)，低于大多数颜填料；太阳光反射比为0.8503，比普通白色颜料0.7的反射比高。

综上，本申请制得的三款改性空心玻璃微珠，兼具着色(绿色、红色、白色)、反射、隔热三种功能，能作为核心颜填料添加进复合彩色型外墙隔热涂料中。

将Cr₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂包覆改性空心玻璃微珠的最佳反应条件汇总，如下表6所示：

表6最佳水解包覆反应条件

结合扫描电镜与X-射线衍射仪的测试结果，可确定三个实验皆包覆改性成功。其中Cr₂O₃包覆改性空心玻璃微珠的分层时间由包覆前的9min延长为26min；导热系数为0.1573W/(m·K)，低于大多数颜填料；太阳光反射比为0.4655，比普通绿色颜料0.3的反射比高。Fe₂O₃包覆后微珠的分层时间由包覆前的9min延长为18min；导热系数为0.2235W/(m·K)，太阳光反射比为0.5986，比普通红色颜料0.4的反射比高。TiO₂包覆后微珠的分层时间由包覆前的9min延长为31min，导热系数为0.2753W/(m·K)，太阳光反射比为0.8503，比普通白色颜料0.7的反射比高。将包覆前后微珠的性能列表，如表7所示：

表7包覆改性前后性能对比

实施例5

建筑外墙用彩色隔热涂料，包括按照质量份数计的如下组分：水21份、P-19型分散剂0.2份、润湿剂0.1份、红外陶瓷粉6份、金红石型钛白粉12份、滑石粉6份、重钙粉11份、成膜助剂0.1份、CrO₃表面包覆改性空心玻璃微珠14份、硅丙乳液30份、消泡剂0.1份、GM-808型增稠剂0.1份、pH调节剂0.1份。

所述建筑外墙用彩色隔热涂料的制备方法包括如下步骤：

步骤一：按照所述质量配比，将水、P-19型分散剂、润湿剂和三分之一的消泡剂于3000r/min下混合搅拌15min，搅拌均匀；

步骤二：依次加入红外陶瓷粉、金红石型钛白粉、滑石粉、重钙粉、成膜助剂和CrO₃表面包覆改性空心玻璃微珠，于300r/min下混合搅拌15min，搅拌均匀，再依次加入硅丙乳液、剩余的消泡剂、GM-808型增稠剂、pH调节剂，调节pH为8.5-9.5，即得所述建筑外墙用彩色隔热涂料。

实施例6

建筑外墙用彩色隔热涂料，包括按照质量份数计的如下组分：水18份、P-19型分散剂0.1份、润湿剂0.2份、红外陶瓷粉4份、金红石型钛白粉10份、滑石粉4份、重钙粉9份、成膜助剂0.2份、Fe₂O₃表面包覆改性空心玻璃微珠12份、硅丙乳液25份、消泡剂0.2份、GM-808型增稠剂0.2份、pH调节剂0.2份。

所述建筑外墙用彩色隔热涂料的制备方法包括如下步骤：

步骤一：按照所述质量配比，将水、P-19型分散剂、润湿剂和三分之一的消泡剂于3000r/min下混合搅拌15min，搅拌均匀；

步骤二：依次加入红外陶瓷粉、金红石型钛白粉、滑石粉、重钙粉、成膜助剂和Fe₂O₃表面包覆改性空心玻璃微珠，于300r/min下混合搅拌15min，搅拌均匀，再依次加入硅丙乳液、剩余的消泡剂、GM-808型增稠剂、pH调节剂，调节pH为8.5-9.5，即得所述建筑外墙用彩色隔热涂料。

实施例7

建筑外墙用彩色隔热涂料，包括按照质量份数计的如下组分：水23份、P-19型分散剂0.5份、润湿剂0.3份、红外陶瓷粉8份、金红石型钛白粉15份、滑石粉7份、重钙粉13份、成膜助剂0.3份、TiO₂表面包覆改性空心玻璃微珠12份、硅丙乳液28份、消泡剂0.3份、GM-808型增稠剂0.3份、pH调节剂0.3份、绿色色浆3份。

所述建筑外墙用彩色隔热涂料的制备方法包括如下步骤：

步骤一：按照所述质量配比，将水、P-19型分散剂、润湿剂和三分之一的消泡剂于3000r/min下混合搅拌15min，搅拌均匀；

步骤二：依次加入红外陶瓷粉、金红石型钛白粉、滑石粉、重钙粉、成膜助剂和TiO₂表面包覆改性空心玻璃微珠，于300r/min下混合搅拌15min，搅拌均匀，再依次加入基料、剩余的消泡剂、增稠剂、pH调节剂，再加入绿色色浆，搅拌均匀，然后调节pH为8.5-9.5，即得所述建筑外墙用彩色隔热涂料。

实施例8

建筑外墙用彩色隔热涂料，包括按照质量份数计的如下组分：水20份、P-19型分散剂0.3份、润湿剂0.2份、红外陶瓷粉6份、金红石型钛白粉13份、滑石粉6份、重钙粉10份、成膜助剂0.1份、TiO₂表面包覆改性空心玻璃微珠13份、硅丙乳液29份、消泡剂0.1份、GM-808型增稠剂0.2份、pH调节剂0.2份、红色色浆1份。

所述建筑外墙用彩色隔热涂料的制备方法包括如下步骤：

步骤一：按照所述质量配比，将水、P-19型分散剂、润湿剂和三分之一的消泡剂于3000r/min下混合搅拌15min，搅拌均匀；

步骤二：依次加入红外陶瓷粉、金红石型钛白粉、滑石粉、重钙粉、成膜助剂和TiO2表面包覆改性空心玻璃微珠，于300r/min下混合搅拌15min，搅拌均匀，再依次加入硅丙乳液、剩余的消泡剂、GM-808型增稠剂、pH调节剂，再加入红色色浆，搅拌均匀，然后调节pH为8.5-9.5，即得所述建筑外墙用彩色隔热涂料。

实施例9

将实施例5至8分别制备的两款A系(绿色A1，红色A2)隔热涂料，两款B(绿色B1，红色B2)系隔热涂料，以及市面上购进的两款普通外墙涂料，命名为C系(绿色C1，红色C2)，用可调式涂膜器控制涂膜的厚度为1.5mm，进行综合性能表征与隔热性能对比。

1、隔热涂膜与普通涂膜的微观形貌差别

将隔热涂膜A1与普通涂膜C1的扫描电镜结果作图，有图4-3。从图4-3中比较隔热涂膜A1与普通涂膜C1外观，不难发现，普通涂膜相对光滑，隔热涂膜相对粗糙。这是因为在隔热涂料中添加了粒径较大的空心玻璃微珠。经观察，改性空心玻璃微珠在隔热涂膜中分散均匀，涂膜表面致密排列了一层改性后的空心玻璃微珠，达到预期效果。

2、涂料与涂膜的基本性能表征结果

对涂料及涂膜A1、A2、B1、B2做的基本性能测试结果归纳于表8，与国家标准进行比较，同时也比较A系与B系两种不同制备隔热涂料的工艺下生产出来涂料的性能差别。所制备的4块涂膜如图20至图23所示。

表8涂料及涂膜的基本性能参数

由表8可知，所制备的涂料A1、A2、B1、B2均达到国家标准。从图20至图23可看出，由Cr₂O₃与Fe₂O₃包覆改性的着色玻璃微珠所制备的A系涂膜表面颜色分布均匀，由TiO₂与相应色浆制成的B系涂膜表面略微出现发花现象，这可能是由于加入的色浆与白色颜填料没能很好的均匀分散在一起造成的。其他方面性能A、B涂料系差别不大。

3、涂膜隔热性能比较

(1)热反射性能

作出绿色涂膜(A1，B1，C1)与红色涂膜(A2，B2，C2)的太阳光反射图谱，有图4-5、4-6，分别比较同种颜色下三款不同涂料的热反射性能。

从图24可看出，在三款绿色涂料中，A1，B1在近红外波段的反射比接近，在可见光波段A1的反射比高于B1，涂膜总的的太阳光反射比大小顺序为：A1＞B1＞C1。计算各自的太阳光反射比有：A1为0.5323，B1为0.5062，C1为0.3458；

从图25可看出，在三款红色涂料中，涂膜总的太阳光反射比大小顺序为：A2＞B2＞C2。计算各自的太阳光反射比有：A2为0.6647，B2为0.5893，C2为0.4215；

即无论是绿色涂膜还是红色涂膜，A系的太阳光反射比大于B系，B系的太阳光反射比大于C系。

(2)热阻隔性能

将测得各涂膜的导热系数作图，有图26。从图26中可看出，无论是绿色还是红色，涂膜的导热系数大小顺序为：A系＜B系＜C系。

(3)热辐射性能

将各涂膜的半球发射率作图，有图27。从图27中可看出，A系、B系的半球发射率相差不大，但都比C系的大。

(4)综合隔热性能

用隔热效果测试仪对A1、B1、C1、A2、B2、C2以及空白板七块涂膜进行检测，将隔热温差作图，有图28：由图28知，无论是绿色还是红色，A系隔热涂料的隔热温差均大于B系，A、B系涂料的隔热效果明显好过普通彩色涂料C。

将对涂膜A1、A2、B1、B2、C1、C2做的四项隔热性能性能测试结果归纳成表9，与国家建筑隔热涂料标准(见表10)进行比较，看是否达标。

表9涂膜的隔热性能参数

表10涂膜隔热性能国家标准

将所制涂膜颜色与标准比色卡对照，确定颜色及相应明度值：A1涂膜颜色为G02淡绿，明度值为43；B1涂膜颜色为G09深豆绿，明度值为48；C1涂膜颜色为G02淡绿，明度值为43；A2涂膜颜色为R05橘红，明度值为47；B2涂膜颜色为R03大红，明度值为39；C2涂膜颜色为R02朱红，明度值为42。以各自涂膜明度值对应的标准，对比表4-4与表4-5可知，自制隔热涂料A系与B系无论是太阳光反射比还是半球发射率皆高于国家标准，具备作为外墙隔热涂料的条件，而市场上购买的涂料除了红色涂料C2的太阳光反射比符合标准，其他指标都不符合，不具有隔热性能。

因此，本申请利用Cr₂O₃、Fe₂O₃和TiO₂包覆改性空心玻璃微珠制备了A、B系两种建筑外墙用彩色隔热涂料，其中A系涂料中的A1是添加Cr₂O₃包覆的空心玻璃微珠，A2是添加Fe₂O₃包覆的空心玻璃微珠作为着色功能性颜填料制备的，B系涂料是由自制的TiO₂包覆的空心玻璃微珠和绿、红色两种色浆制备的，其中加绿色色浆的为B1，加红色色浆的为B2，将A、B系涂料与市场上购进的普通外墙涂料(命名为C系)进行隔热性能比较，A、B系的隔热效果均明显优于C系，其中A系的隔热效果略微高于B系。对制备的A1、A2、B1、B2四款隔热涂料按照国家标准进行各项基本性能检测，均达到隔热涂料标准。隔热性能检测结果如下：

(1)由Cr₂O₃包覆改性空心玻璃微珠为核心颜填料制备的A1隔热涂料的颜色为G02淡绿，明度值为43，太阳光反射比为0.5323，导热系数为0.1273W/(m·K)，半球发射率为0.88，隔热温差为16.0℃，所有参数均达到国家标准规定。

(2)由Fe₂O₃包覆改性空心玻璃微珠为核心颜填料制备的A2隔热涂料的颜色为R05橘红，明度值为47，太阳光反射比为0.6647，导热系数为0.2034W/(m·K)，半球发射率为0.88，隔热温差为18.3℃，所有参数均达到国家标准规定。

(3)由TiO₂包覆改性空心玻璃微珠为核心颜填料辅以绿色色浆制备的B1隔热涂料的颜色为G09深豆绿，明度值为48，太阳光反射比为0.5062，导热系数为0.2315W/(m·K)，半球发射率为0.89，隔热温差为13.9℃，所有参数均达到国家标准规定。

(4)由TiO₂包覆改性空心玻璃微珠为核心颜填料辅以红色色浆制备的B2隔热涂料的颜色为R03大红，明度值为39，太阳光反射比为0.5893，导热系数为0.2690W/(m·K)，半球发射率为0.86，隔热温差为16.7℃，所有参数均达到国家标准规定。

因此，本申请制备出符合国家标准且兼具热反射、热阻隔、热辐射三种功能的复合型彩色隔热涂料。

在本申请中，涂料中的助剂不局限于说明书中使用的具体型号，如分散剂也可使用除P-19型分散剂以外的其他型号，但是P-19型分散剂的效果较佳，同理，增稠剂也可使用除GM-808型增稠剂以外的其他型号，但是GM-808型增稠剂的效果较佳。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.建筑外墙用彩色隔热涂料，其特征在于，包括按照质量份数计的如下组分：水18~23份、分散剂0.1~0.5份、润湿剂0.1~0.3份、红外陶瓷粉4~8份、金红石型钛白粉10~15份、滑石粉4~7份、重钙粉9~13份、成膜助剂0.1~0.3份、表面包覆改性空心玻璃微珠12~14份、基料25~30份、消泡剂0.1~0.3份、增稠剂0.1~0.3份、pH调节剂0.1~0.3份。

2.根据权利要求1所述的建筑外墙用彩色隔热涂料，其特征在于，包括按照质量份数计的如下组分：水21份、分散剂0.2份、润湿剂0.1份、红外陶瓷粉6份、金红石型钛白粉12份、滑石粉6份、重钙粉11份、成膜助剂0.1份、表面包覆改性空心玻璃微珠14份、基料30份、消泡剂0.1份、增稠剂0.1份、pH调节剂0.1份。

3.根据权利要求1所述的建筑外墙用彩色隔热涂料，其特征在于，所述表面包覆改性空心玻璃微珠为CrO₃表面包覆改性空心玻璃微珠或Fe2O3表面包覆改性空心玻璃微珠中的一种。

4.根据权利要求1所述的建筑外墙用彩色隔热涂料，其特征在于，所述表面包覆改性空心玻璃微珠为TiO₂表面包覆改性空心玻璃微珠。

5.根据权利要求4所述的建筑外墙用彩色隔热涂料，其特征在于，还包括色浆1~3份。

6.根据权利要求5所述的建筑外墙用彩色隔热涂料，其特征在于，所述色浆为绿色色浆或红色色浆中的一种。

7.根据权利要求1或5所述的建筑外墙用彩色隔热涂料，其特征在于，所述基料为硅丙乳液。

8.根据权利要求1或5所述的建筑外墙用彩色隔热涂料，其特征在于，所述分散剂为P-19型分散剂，所述增稠剂为GM-808型增稠剂。

9.权利要求1或2或3所述的建筑外墙用彩色隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：按照所述质量配比，将水、分散剂、润湿剂和三分之一的消泡剂混合搅拌均匀；

步骤二：依次加入红外陶瓷粉、金红石型钛白粉、滑石粉、重钙粉、成膜助剂和表面包覆改性空心玻璃微珠，混合搅拌均匀，再依次加入基料、剩余的消泡剂、增稠剂、pH调节剂，调节pH为8.5-9.5，即得所述建筑外墙用彩色隔热涂料。

10.根据权利要求9所述的建筑外墙用彩色隔热涂料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为15min，步骤二中所述搅拌速度为300r/min，搅拌时间为15min。