[00118725]金属屋面用可逆热变色节能型防水涂料研发

①课题来源与背景 课题来源：2019年潍坊市科技发展计划 课题背景： 近几年,随着金属材料性能以及加工技术的发展,金属屋面已经被广泛用做机械、轻工、纺织、化工和仓储等行业的厂房车间以及商务等工业和民用建筑的屋顶材料。然而,单纯的金属屋面作为一种金属材料,由于导热性较高,保温和隔热性能较差,容易造成建筑物出现冬冷夏热的情况,加大了建筑物使用过程中采暖和空调的能源消耗,因此建筑节能也是金属屋面使用过程中必须考虑的问题。除此之外,由于金属屋面外露在环境中,随着时间的增加,在经历风吹日晒雨淋以及酸雨腐蚀后,不可避免会出现生锈、腐蚀,进而渗水、漏水的现象,严重影响着建筑物的使用功能,并潜在影响着建筑物的使用寿命。在后期还要反复维修,整体维护成本较高。据目前的使用情况来看,金属屋面在使用3年后出现渗漏的屡见不鲜,5年之内严重影响使用的亦不在少数。 目前,国内外针对金属屋面的防水主要有两种方案：a.在金属屋面顶部铺设沥青基防水卷材、TPO/PVC或者EPDM;b.在金属屋面顶部涂刷普通丙烯酸弹性涂料或聚氨酯涂料。但这些方式都存在很多问题。如果用卷材、TPO/PVC或者EPDM,在处理凹槽、接缝和搭边时对施工的要求较高,稍微处理不当会产生空隙,水会沿着缝隙进入金属屋面和卷材中间不宜挥发,会加重屋顶腐蚀,造成房屋漏水,起到适得其反的效果,更重要的是价格较高,成本成倍增加。对于方案b而言,市面上普通的丙烯酸防水涂料和聚氨酯涂料质量参差不齐,存在着VOC含量高、拉伸性能差、防酸雨能力差、节能效果差等缺点,尤其是耐老化性能很差,据统计,使用在金属屋顶的涂料产品3年左右性能急剧下降,须重新翻修。 ②研究目的与意义 根据市场发展方向,开发一款外露金属屋面用可逆热变色节能型防水涂料,可解决金属屋面防腐的技术问题,延长金属屋面翻修的时间,对金属屋面及丙烯酸防水涂料的发展具备重要意义。目标产品通过引入石墨烯成分,在做到防水的同时提高涂料本身对金属基材的防腐蚀性能,并大大降低涂料中的VOC含量,涂料中的感温变色成分能根据温度变化及时调整颜色,增加或减少对热量的吸收,在温度调节方面效果显著,可有效降低建筑物使用过程中的能耗,降低采暖以及空调的能源消费,符合国家“十三五”规划的发展要求。另外,施工过程对基材要求低,采用机械高压喷涂,施工效率高,人力成本低。成功推广后,有助于行业的转型升级和产品的更新换代,具有良好的示范带本项目产品的推出,可优化公司产品结构,增强企业综合竞争力。 ③创见与创新 a.本项目以聚甲基丙烯酸甲酯乳液为种子乳液,丙烯酸正丁酯为壳层单体,添加甲基丙烯酸、氨基丙烯酸酯为功能单体,以过硫酸钾为引发剂,用种子乳液聚合的工艺合成具有硬核软壳结构的可自交联纯丙烯酸酯乳液。在聚合过程中,引入氧化石墨烯对乳液进行改性,最终得到具有超低Tg值、超低吸水率、优秀耐沾污性和粘结性以及致密性的纯丙乳液。 b.在配方中添加氧化锌和氨水,得到锌氨络合物,与丙烯酸酯结构中引入的羧基（-COOH）发生自交连反应, 有效提升防水涂膜的致密性及力学性能,拉伸强度可达3.0MPa,撕裂强度可达25N/mm,产品耐沾污性小于3%。 c.创新性的在防水涂料中引入温变蜡浆,并与钛白粉进行复合调配,以玻化微珠和硫酸钡为填料,制备出的防水涂料可随温度的变化而变色,温度高时涂层呈纯白色,可反射大部分的太阳光,温度低时呈灰蓝色,由反射太阳光逐渐变为吸收太阳光,可最大限度的利用太阳能,降低金属结构的能耗,其太阳光反射比可达到0.9以上,半球发射率可达到0.98。 ④社会效益 本项目技术填补了国内同种丙烯酸防水涂料的一项技术空白,产品具有优异的力学性能、耐沾污性能及保温隔热性能,远超JG/T 375-2012《金属屋面丙烯酸高弹防水涂料》标准的要求,符合国家产业政策指导方向和环保政策的严格要求。项目产品推向市场后,有效推进了企业产品结构调整,加速带动产业转型升级,增加当地就业。本产品因其特殊的产品性能,对金属屋面的基层要求较低,且可以采用喷涂施工,有效提高施工效率。公司还将依托江苏宏源、广东宏源、四川宏源、吉林宏源外部辐射全国的生产基地和六大运营中心,充分发挥中国建筑防水行业领军企业优势,推进和带动整个防水产业向环保、节能新技术新产品方向发展。 另外,宏源防水位于中国防水之乡--寿光市台头镇,企业作为山东省建筑防水行业的龙头企业,作为行业发展的风向标,区域示范带动效果尤其突出,将有效的引领新型环保、节能型防水涂料的新发展,环保效益和社会效益突出。