引言
随着科学技术的发展、环保方面的不断提高和人民群众的生产和生活水平的不断提高，传统的保温涂层已不能满足人们的需要。其中，水性纳米绝热材料抛弃了传统的油基型，对环境无害，是当前和今后数十年内发展的重点。通过分析各种原料和药剂对涂层性能的影响，探讨了它们对涂层性能的影响。
1水性纳米隔热涂料概述
水性纳米保温涂层是利用纳米科技开发出的具有阻隔、辐射太阳光的新型保温涂层，在建筑、工业等领域有着广泛的应用前景。该产品不仅能对屋顶进行保温、冷却，其冷却效果可与空调相媲美，且施工简便，节约能源。具有保温、美观和防锈功能；具有抗腐蚀，工期短，见效快的特点。它将取代传统的保温棉，夹层铁皮，喷水系统，发泡海绵。中国保温涂料按其性能原理可分为三大类，即高温保温涂料、墙体保温涂料和反射保温涂料，其隔热性能以中国目前所售保温涂料中最好的。
2水性纳米隔热保温工业涂料的研制与应用
2.1 纳米隔热涂料的制备
2.1.1 主要原料及设备
本实验所用原料如表1所示。
表1 实验原料及试剂
主要实验仪器如表2所示。
表2 实验仪器及设备
2.1.2水性纳米保温隔热工业涂料的研制过程
(1)首先向蒸馏水中加入乳剂，使乳剂完全溶解，然后对原料进行搅动，使之均匀。接着，将分散剂、润湿剂和消泡剂按照配方添加到搅拌好的溶液中（注意：加入少量的消泡剂，2/3就足够了）。将新物料添加后的溶液用搅拌器重新搅拌，直到完全混匀。
(2)除前述操作外，添加SiO2气凝胶粉，并利用分散器（原理上，高速搅拌时间为45分钟或更长），最后获得气凝胶浆料。采用超声波分散器，以较快的速度将其分散，并使其均匀分散30分钟。
(3) 在超声波作用下，向气凝胶浆料中加入填料及其它添加剂，然后利用高速分散器（30分钟或更长时间），使其均匀分散。在适当的速度下，再添加中空玻璃珠和1/3的消泡剂，进行三次搅拌和分散操作（超过20分钟）。最后，一边滴入氨水，一边用电子酸碱仪测定浆液的 PH值，使得浆液的 PH值在8-10之间。
2.2漆的试验方法
(1)目视检验：外观检验。
(2) 按照 GB/T1723-19935 《涂料粘度测定法》中对涂料粘度的测量进行详细的测量。
(3)肉眼或测量涂膜厚度。
(4) 抗水试验将试样平板浸入水中一定时间后，观察其变化情况。
(5) 涂料耐碱耐碱试验配制0.5%氢氧化钠溶液，将试样浸入其中，观察涂料的变化情况。
(6)烘干时间试验：观察油漆干透，彻底烘干所需的时间。
(7) 根据国家标准的规定，测定粘合力的测量。
(8)可以用刮擦硬度法来测量铅笔硬度。
(9)耐老化涂层对诸如风雨、霜冻等气候环境的损害，并保留其原始特性的能力叫做涂层的耐候特性。（十个小时）如何选择适当的热导率计来测定涂料的热导率。
(10)油漆节能冷却试验，先在选定的样品上涂敷一层合适的厚度，然后把涂层的表面放在高温灯下，当高温灯加热到某一温度时，就可以用测试样品的温度来实现涂层的节能冷却试验。
2.3 结果与讨论
2.3.1 SiO2气凝胶的用量对隔热性能的影响
理论上，随着SiO2气凝胶的加入，可以获得更好的隔热效果。结果显示，当二氧化硅含量增加时，涂层中会出现更多的纳米化结构，从而降低其热导率；然而，如果一味地提高SiO2气凝胶的加入量，则会引起其它材料的性质变化，从而使制品的强度和附着力都有所下降。所以要进行试验，找到最佳的用量，从试验结果来看，在加入量为8%的SiO2气凝胶后，其热导率几乎保持不变，而吸附力则发生了明显的改变。另外，在其它保温测试中，SiO2气凝胶的保温性能以4%的质量分数为最佳，粘接力也比较好。综合以上实验结果，得出结论：当SiO2气凝胶的加入量为4%时，所制得的纳米隔热材料综合性能最佳。
2.3.2 填料对产品隔热性能的影响
此外，填料对制品的性能也有一定的影响。金红石型二氧化钛、碳化硅等填充材料能够发出所吸收的热（红外辐射系数高）。结果表明，添加该填充物后，保温效果得到了显著改善。
2.3.3 产品制备过程中产生影响的因素
作为一种新型的水绝缘材料，其主要的溶剂是水，但是通常的水都是疏水性的，难以在水中实现均匀分散。所以在添加气凝胶时，要适当的添加一些表面活性剂如分散剂、润湿剂和消泡剂等。
从1.2水性纳米绝热涂层的生产工艺可以看出，添加表面活性剂后，要通过高速搅拌器和超声波分散机对其进行一系列的加工，使得气凝胶在水中均匀地分散，从而得到气凝胶浆料。从1.2中还可以看出，分散剂、润湿剂和消泡剂等表面活性剂的用量和加入时间都有很高的要求，这对浆料的性能有很大的影响。比如，当分散剂、润湿剂加入的数量有问题时，就会造成浆液中的气凝胶粉体与水不相溶，粉体悬浮于溶剂之上，即使将其搅拌分散，也不能让它们互相结合；后续的工作就不能进行了。但当用量超过一定时，浆液的结构就会被破坏，不能获得理想的隔热效果。对于消泡剂，添加量不足时，会引起浆料和制品的起泡现象，从而影响其应用。
3结语
水性纳米保温涂料以其优异的保温性能和节能环保性能受到了越来越多的关注。但在开发过程中，其制造费用较高，影响因素众多，对设备的要求也较高。为此，需要技术人员做好新技术的研究和开发，力争提高水性纳米保温涂料的有关性能。
参考文献
[1] 陈中华,吴梓轩,刘文杰.水性阻隔型隔热涂料的制备与性能研究[J].电镀与涂饰,2019(18):978~983.
[2] 张琪. SiO2气凝胶的制备及其在水性隔热涂料中的应用[D].山东大学,2017.
[3] 孙理理,曾一兵,卢鹉,雷辉,罗正平,李俊峰,赵立波,金珂,王奥.水性隔热涂料体系制备及应用研究[J].表面技术,2018(5):137~141.
