高折光系数丙烯酸树脂

『壹』 塑料涂料论文

塑料涂料的研究现状与展望
摘要:从塑料涂料的成膜基料、涂料性能、施工应用等方面,阐述了国内外塑料涂料的研究现状,并提出了塑料
涂料研究存在的问题与发展要求。
关键词:塑料涂料;涂料性能;涂料应用;现状与展望
0引言
随着石油化工与煤化工的发展,高分子材料的合成技术
与新材料的推广应用不断延伸,塑料作为新型非金属材料,在
抗张强度、韧性、尺寸稳定性等方面取得一系列进展。传统的
塑料制品表面抗老化、抗静电、耐划伤、颜填料印痕等问题与
新型塑料制品的功能化、装饰性、安全性等问题共同成为塑料
涂料与涂装的中心内容。塑料的一个重要发展课题就是合金
化。所谓合金化,实际上是多种高分子材料的物理混合,利用
各种高分子材料的优点,互相补充。然而合金化给涂装带来
了新的问题———涂层材料的成膜物树脂与塑料底材之间的匹
配性,正因为如此,目前塑料涂料采用的成膜树脂将日趋多组
分、多官能团化,同时塑料涂料的环境影响也日益受到关注,
加之新型功能性颜填料与助剂的采用,塑料涂料已以全新的
面貌呈现在人们面前。
1成膜基料的官能化趋势
鉴于塑料底材结构的复合化,与传统的塑料相比,单纯从
氢键值、溶解度参数等角度考察单一树脂与塑料底材之间的
相容性已十分困难。作者在塑料涂装厂对ABS塑料进行涂装
过程中发现,厂方声称的ABS基料耐溶剂性能极差,当涂料中
含有一定的芳烃溶剂时,涂膜干燥过程中出现细细的“银纹”。
经了解,塑料本身掺入大量高抗冲聚苯乙烯改性,而这种情况
目前在塑料涂装市场上非常多见,现在能遵循的规律是表面
张力与结构相似程度,只有成膜物的表面张力比底材低,且成
膜树脂与底材相比具有一定的相容性,涂膜才能附着在塑料
表面。因此,具有低极性的聚丁二烯、聚丙烯酸酯与醇酸改性
氯代烃聚合物等对很多塑料乃至塑料合金都具有极佳的亲
合性。
对于聚乙烯与聚丙烯塑料,氯化聚烯烃的改性仍是目前
较佳的选择。Muenster等[1]用混有高密度聚乙烯的聚亚乙烯
基氯化物作为成膜基料对聚乙烯复合塑料具有极好的粘附
性。Lami等[2]直接采用氯化聚乙烯涂敷在聚乙烯表面,然后
与聚氨酯配套。Menovcik等[3]利用羟基官能化烯烃聚合物与
可与羟基反应的化合物反应制得对烯烃具有良好附着的附着
力促进树脂。巴斯夫公司则利用对聚烯烃进行聚氨酯改性,
在确保对聚烯烃底材附着力的同时,与其他树脂的配套相容
性也得到保证[4]。上述改性树脂从某种意义上说,解决附着
力的根本原因在于结构的相似相亲。Eaztman公司的cp343
系列产品、中海油常州涂料化工研究院的P-18系列等产品
均为氯化烯烃的接枝改性物。目前氯化聚烯烃的丙烯酸酯、
马来酸酐等改性极其活跃,而王小逸等[5]以双戊烯烃聚合物
为母体,丙烯酸单体在引发剂作用下接枝形成苯乙烯-双戊烯
烃共聚物,实际上是利用聚戊二烯在结构上与聚烯烃塑料的
相似性和低表面能状态,所以说,成膜物主体结构与塑料基体
结构的相似性仍是塑料涂料成膜树脂合成追寻的重要手段。
在研究中曾发现,某些羟基丙烯酸树脂作为基料的涂料,利用
脂肪族异氰酸酯作为交联剂在特定的ABS塑料表面涂覆(目
前市场多为合金)几乎没有附着力,而当交联剂改为芳香族异
氰酸酯时,附着力却十分优异。笔者认为,根本原因在于交联
剂转变为芳香族异氰酸酯时,由于成膜后树脂中苯环结构增
多,结构的相似性(多体现在溶解度参数与氢键值上的相近)
增强,所以附着牢度增大。
同样作为结构的相似相亲,环氧-聚酰胺在尼龙底材上的
润湿就是利用涂膜中的聚酰胺与尼龙结构的相似性而产生强
附着[6]。而各种聚氨酯成膜物(丙烯酸聚氨酯、聚酯聚氨酯
等)在聚氨酯塑料上的附着同样与结构相似相关联[7-8]。
除传统的溶剂型合成方法外,等离子聚合[8]、乳液聚合也
成为塑料涂料成膜树脂合成的新方法,而乳液聚合技术是伴
随水性化技术的发展而发展的,在塑料涂料水性化方面起了
相当大的作用。
作为与光固化配套的底漆,塑料涂料用基体树脂除传统
的羟基丙烯酸类外,高软化点、耐溶剂侵蚀的热塑性丙烯酸树
脂成为人们关注的焦点之一。为了提高热塑性树脂的耐溶剂
性,—CN基或微交联特征的硅氧烷的存在是必要的,有时为了
解决配套性,可能在树脂中掺入纤维素类树脂。
总之,塑料涂料用成膜树脂如同塑料本身的复合化一样,
基料组分从单一结构向多组分结构拓展,甚至采用不同软化
点的同类型树脂复合体。依靠单一成膜树脂已很难满足现代
塑料涂料的发展要求,而通过合成技术一次性将同一树脂中
掺入多组官能团且在同一种树脂中实现软、硬段的高度分离
都极其困难,不同结构、不同属性的基料通过物理混合的方法
要简单得多,但是物理混合往往出现相容性问题,这是在塑料
涂料的配方设计过程中需高度关注的。
2环保型塑料涂料
2·1粉末涂料
一般来说,粉末涂料由于采用静电涂装,且需高温烘烤交
联成膜,所以在通常情况下塑料并不适合采用粉末涂料涂覆。
然而由于粉末涂料高交联特征,在耐介质等许多方面具有特
定的优势,所以近年来,在如冰箱、空调、小家电等众多领域,
粉末涂料成了新宠。为了实现静电涂装,一般在塑料中注入
导电纤维,比较常见的如尼龙、聚丙烯、玻璃纤维增强塑料等,
涂料品种主要涉及氨基丙烯酸、氨基聚酯等。
2·2水性涂料
在玩具领域,出于健康、安全方面的考虑,水性化是大势
所趋。Patil等[9]利用亲水性淀粉、水性环氧树脂、蜡乳液、三
聚氰胺-甲醛树脂及氟化表面活性剂等混匀涂覆于聚乙烯膜
表面, 80℃加热24 h后,由于热交联的缘故,涂膜强度、耐水
性及附着力均显著提升。Park等[10]通过氯化聚丙烯与丙烯
酰胺在引发剂作用下接枝共聚,得到的共聚物在聚丙烯表面
具有很好的附着力。利用VeoVa 10 (叔碳酸乙烯酯)与丙烯
酸酯共聚,内、外乳化并存,亲水性的二丙二醇丁醚作成膜助
剂,所得涂料涂覆于聚丙烯板上,涂膜附着力、耐水性均十分
优异[11]。利用磷酸酯与丙烯酸酯反应,用碱中和的方法得到
的聚合物配制铝粉漆,不仅铝粉漆分散、贮存稳定性好,而且
对塑料底材的润湿性好[12-13]。
在研究过程中发现,利用二双键或三双键的丙烯酸酯与
其他柔性丙烯酸单体进行乳液共聚,得到弹性的丙烯酸共聚
物,不仅强度与普通乳液对比明显增强,而且耐水性十分突
出,甚至在PC表面涂覆干燥后在去离子水中煮沸2 h仍不起
泡,而一般的溶剂型聚丙烯酸酯均难达到这种要求。笔者认
为,这些亲水型聚合物表面均含有一定量的亲水性官能团,水
分子可以借助于这些亲水性官能团,十分容易地在膜两边自
由进出,而高聚物本身与塑料底材之间的作用远大于高聚物
与水及塑料底材与水之间的作用,所以即使在煮沸状态下,水
分子对高聚物与塑料底材之间的破坏作用仍比较缓慢,以致
耐水煮时间较长。而一般溶剂型树脂多有一定的耐水性,但
涂层中的缝隙仍能让水分子缓慢进出,随着水温的升高,水分
子运动的动能加大,水分子通过涂膜向底材表面扩散加快,但
在加热状态下水分子向涂膜外表面扩散时,由于缺乏亲水性
官能团的水合化转移,水分子不断向涂膜冲撞,致使涂膜易于
被冲撞而剥落形成气泡。当然水性高分子涂膜的耐水性也仅
局限于不被锈蚀的非金属塑料或玻璃表面,而金属材料由于
易被氧化产生锈蚀而引起涂层疏松导致起泡。
目前,见诸于报导的用于改性水性聚合物成膜后耐水性
的研究主要集中在对聚合物进行疏水性改性(降低表面张
力)、聚合物内交联、立体结构(如二丙烯酸酯与多丙烯酸酯)、
聚合物成膜后自交联(有机硅、酰胺等改性)等[14-15]。为了改
善涂膜成膜后的耐溶剂性,在树脂结构中引入耐溶剂的官能
团如腈基(—CN)等,或采用交联单体。Kosugi和陈伟林
等[16-17]利用苯乙烯与丙烯腈、丙烯酸酯共聚,涂膜的耐水、耐
酸性均得到提高。而王玉香等[18]则利用水分散型的多异氰
酸酯与水性羟基丙烯酸树脂外交联用于ABS及PC、PVC等塑
料的涂装,涂膜的力学性能、耐水性、耐化学性十分理想。Zie-
gler等[19]则在水性双组分体系中引入亲水性的助溶剂辅助成
膜,由于树脂本身的水溶性相对下降,树脂在硬度等方面调节
的空间非常大,以致得到的涂膜综合性能优异,可适应各种塑
料底材涂装要求。
目前水性塑料用涂料的研究十分活跃,但真正进入工业
化生产的规模尚很小,笔者只在汽车、玩具、家电等少数领域
发现有使用水性塑料涂料的情况,而且品种主要集中在聚氨
酯水分散体、丙烯酸乳液与水性双组分丙烯酸酯涂料,究其原
因在于涂料水性化后涂膜综合性能与溶剂型涂料相比尚存在
一定的差距,然而无论从环境方面考虑,还是从节能、节约成
本角度出发,水性体系是关注的重点,随着新的合成技术、新
原材料的拓展,水性塑料涂料的发展空间会相应增大。
2. 3光固化涂料
相比于粉末涂料和水性化塑料涂料,光固化涂料在塑料
涂装领域的发展显得异常迅捷。目前在摩托车、电动车与家
电等领域,光固化塑料涂料已得到了广泛的推广,相应地推动
了光固化涂料技术本身的进步,包括从单体到助剂与合成技
术的进步。
Hamada等[20]利用甲基丙烯酸甲酯的均聚物与氨基丙烯
酸酯、甲基丙烯酸氧基酯等在光敏剂的引发作用下,得到在
ABS表面涂覆的快干涂层。Yaji等[21]采用含三环癸烷结构的
光敏剂引发聚丙烯酸酯配制丙烯酸涂料,涂覆在聚苯乙烯底
材上,涂层的透光性与表面流平性均非常突出。在聚碳酸酯
表面,采用热与光同时激发固化的双重固化模式,涂膜耐紫外
光性能得到显著改善[22]。而降冰片烯烃聚合物薄膜表面采
用UV固化的聚氨酯改性的氨基丙烯酸酯,在膜中引入二氧化
硅不会影响涂层的透明性,且涂层的耐划伤性优异[23]。在树
脂中引入弹性链段可提高涂膜的附着力与耐冲击性[24];分子
链段中引入含氟的硅氧烷与A-174(γ-甲基丙烯酰氧基丙
基三甲氧基硅烷)及胶体二氧化硅,涂膜的透明性、流平性、防
污性、耐磨性均因交联和表面张力的降低而得到明显改善[25]。
UV固化涂料目前在聚碳酸酯、ABS、聚苯乙烯、聚丙烯等
塑料表面应用较为普遍,但仍存在一些问题:
(1)涂料与底漆(本色漆或金属漆)之间的附着力问题;
(2)罩光漆涂膜放置一段时间易出现雾影,耐湿热性能较差;
(3)与聚氨酯等体系相比,涂层耐水性往往显得不够; (4)涂料
目前主要用于清漆,通过颜料着色对光固化过程影响较大。
光固化残留的自由基影响涂膜的耐黄变性等。
3功能化涂料
塑料涂料除对塑料制品具有保护功能外,近年来在装饰
及功能化领域取得了一系列进展。利用硅氧烷与环氧-硅酸
酯共聚物与叔胺作用,得到的涂层在聚酯切片上不仅附着力
好,而且耐磨性突出[26-28]。同样对于聚酯片,用丙烯酸-β-
羟乙酯酯化二苯基四羧酸二酐,再与甲基丙烯酸缩水甘油酯
和邻苯基苯基缩水甘油醚反应,涂膜不仅折光指数高,而且耐
磨性好[29]。而利用增滑剂如石蜡或润滑剂,对于含氨基甲酸
酯改性聚亚烷基二醇聚(甲基)丙烯酸酯与氨基甲酯改性的聚
(甲基)丙烯酸酯混合物在光敏剂存在时,利用UV光照射,得
到的涂膜不仅耐划伤、耐候,而且防雾性能好[30]。同样,为了
改善防雾性能,Konno等[31]则利用外乳化法,得到的聚丙烯酸
酯与胶体二氧化硅、具有阴离子特征的碳酸酯-聚氨酯复合,
得到的涂膜对聚烯烃不仅润湿性好,而且具有优良的防雾性。
Brand等[32]发现用低氧透过性的聚硅氧烷涂覆在PET膜上,
氧透过值只有14 mL/(dm2bar);Yamazaki等[33]发现部分锌中
和的聚丙烯酸具有对氧的阻隔性。而Miyasaka[34]则发现聚乙
烯醇和浮型二氧化硅混合物制成的涂膜(涂覆于双轴取向的
聚丙烯膜)水蒸气与氧的渗透性极低,在20℃, 60%相对湿度
及40℃, 90%相对湿度下,分别只有1·5 mL/(m2·24 h·atm)
和4·9 mL/(m2·24 h·atm)(1 atm=101·325 Pa)。
利用橡胶的减震性,将橡胶与聚硅氧烷、可固化聚氨酯等
复合,成膜后由于物件与涂覆底材接触或移动产生的噪音,在
一段时间内保持起始静态摩擦系数,具有减震性[35]。热固性
或紫外光固化的树脂与含氟聚合物通过热固化或紫外光引发
聚合,在聚酯膜上涂覆,具有防反射功能[36]。硅氧烷聚合物
等具有低反射指数的涂料,同样具有防反射功能[37]。研究发
现,氢氧化铝粒子与低玻璃化转变温度的树脂(Tg: -50~
50℃)混合涂覆在聚酯膜表面,具有热辐射功能。
4特种塑料涂料
塑料涂料除了涂料与塑料之间的作用外,往往还可能存
在与其他介质之间的作用,真空镀膜涂料即是如此,它除了与
塑料接触外,还与金属镀膜层发生作用,这些涂料在金属膜与
塑料底材之间起到桥梁作用。目前真空镀膜底漆主要涉及丙
烯酸、氨酯油及改性聚丁二烯等,主要涉及灯具、塑料镀铬装
饰,有时具有辅助塑料导电、导热之功能。而面漆则主要为丙
烯酸、聚氨酯及聚乙烯醇缩丁醛。孙永泰[38]利用HDI与水作
用形成的多羟基型聚氨酯涂覆在塑料镀铬件的外表面,涂膜
丰满、坚韧,具有良好的耐磨性、耐冲击、耐化学品与耐湿热
性。而氨基丙烯酸涂料、叔碳酸缩水甘油酯改性丙烯酸涂料、
含氟丙烯酸酯聚合物等应用于真空镀膜涂料得到的涂膜往往
具有高硬度、丰满、耐污染等特征[39-41]。近年来,紫外光固化
涂料在真空镀膜领域中取得了较好的应用效果,为了降低涂
膜表面的缺陷,改善涂膜的性能,通常在涂料中加入少量惰性
溶剂。与此同时,热固化与光固化同时存在于真空镀膜涂料
中,涂膜的交联密度、硬度与耐磨性均能得到改善,而且涂膜
外观更好。环氧改性对塑料镀银附着力的提升十分有效,Ozu
等利用四甲氧基硅烷部分缩合物(Me Silicate51)与缩水甘油
(EpiolOH)酯交换反应,再与2-羟乙基乙烯二胺-异佛尔酮
二胺-异佛尔酮二异氰酸酯-聚碳酸酯二醇(PlaccelCD220)
共聚物反应,得到的底漆喷涂于ABS板上,在80℃干燥
10 min,对ABS和镀银镜面附着力高[42]。
5塑料涂料研究存在的问题
到目前为止,塑料涂料研究大多数停留在配方性能测试
阶段,由于塑料对溶剂的敏感性不同,对于溶剂型涂料,涂料
中的溶剂或多或少对塑料底材存在侵蚀性,塑料与涂料界面
之间容易发生互相渗透、扩散,导致物理与化学作用共存,加
上多数塑料本身的使用寿命较短,塑料涂料的时效性和涂料
对塑料本身应用改变的影响程度常被忽视,而这些对塑料制
品的应用往往十分重要。一些高结晶度的工程塑料,如聚甲
醛、聚砜等在没有对塑料进行表面处理时,直接涂覆涂料一般
比较困难,有必要寻找到与这些材料之间亲和性较好的化合
物,开发出能直接在塑料表面涂装的涂料,减少表面处理带来
的环境与成本问题。

『贰』 热反射涂料的节能涂料

2.1太阳热反射节能涂料的组成
太阳辐射能的波长覆盖面很广，到达地面空间的波长在303nm~2500nm之间。波长在300nm~400nm之间的高能紫外光只占能量的5%，其大部分被吸收，其主要损伤和降解有机材料，如涂料中的聚合物；大约45%的太阳辐射能在波长为400nm~700nm之间的可见光，不同的颜色反射不同波段不同程度的光；波长在700~2500nm之间的太阳波谱属红外区域，占太阳辐射能的50%。红外辐射既可被吸收，又可被反射，吸收可致涂料升温，并通过远红外区将能量散发出去。
2.1.1颜料
1）反射型IR颜料的选择：
研究发现，一种颜料可以反射可见光区的光，吸收紫外区的光，透射红外区的光，或是任何其中3种情况的组合。这样其既有一定的色彩，甚至是较深的颜色，又能反射一部分红外光，减少热量的集结，起到降温作用。把在可见光区呈现一定的色彩，在红外区具有反射红外光性能的颜料称为红外反射颜料，简称IR颜料（Infrared Reflective Pigment)。具有这种特性的红外反射无机颜料由金属氧化物，硝酸盐，醋酸盐，或氧化物混合后经1000C以上高温煅烧、反应，原料中的金属离子和氧离子重新排列，形成更稳定的类似于尖晶石(spine1)结构或金红石型(rutile)结构。这些颜料里通常含有镍、锰、铬、钛、铁、钴等金属离子。
据研究，添加不同浓度的铁红、铁黄、酞青蓝和酞青绿，分别配制成深浅2种色调的涂料，共8种。结果表明，随添加色浆浓度的加深，对反射型建筑保温隔热涂料280~780 nm可见光范围的反射率影响最大，在780~900 nm近红外范围内，色浆浓度对反射率影响也很大，在900~1200nm近红外范围内，色浆浓度对反射率影响开始减小，而1200～2500nm范围内，色浆浓度对反射率影响较小。在试验的4种色浆中，铁黄添加到隔热涂料中对反射比的影响最小。
反射型功能颜填料对可见光和红外光的反射较高，以往的研究主要集中以白色或浅色为主。首选为金红石型钛白粉反射系数≥80%，折光指数2.8，能够起到光热反射作用，并且它具有良好的遮盖率和着色力，在大气中较为稳定，因此颜料首选金红石型钛白粉。
近年来，对近红外区反射率高的深色CICP颜填料的开发渐成热点。常用的深色颜料有：P Black 30，P Green 17，P Green 26，P Green 50，P Brown 29，P Brown 24，PBrown 33，P Blue 36，P Blue 28，P Yellow 53，P BIack12，等。如Shepherd公司的Black 10C909，它在红外区有较大的反射，太阳光总反射率(TSR)达到25%，而普通黑色颜料的TSR只有5%左右，白颜料是升温最低的，TiO2可的TSR为70%。通常，IR颜料的TSR明显高于普通颜料。Synnefa用CICP制得10种不同颜色的节能涂料，与同色系的普通涂料作对比，在夏季环境下，反射率最大提高440%，温度最大降低了10.2℃。
新开发的复合无机颜料技术，具有高度耐候、耐热、耐化学品性，用在耐候涂料配方体系中，可维续30年而无明显降解，由其配制出的涂料因升温低，热降解也低。复合无机颜料化学技术的最新进展是已开发出新型红外反射黑颜料，早期研究的产品有3倍炭黑的反射率，而最新品的反射率已超出炭黑5倍，而且黑度不变，效果极其明显。
美国Oak Ridge(ORNL)和Lawrence Berkeley(LBNL)2个国家实验室联合众多建材、涂料、颜填料厂商，建立了近100种常见颜填料的具体属性的数据库，包括颜填料的名称、颜色、化学特性、力学性能、光谱属性利用数据库的信息，并建立了关于散射系数S和吸收系数K的模型。根据数据库，可以选用不同的颜料，混合制备出高反射率的制品。
2）影响IR颜料红外反射的因素
(1) 颜料的混合：任何IR颜料与白颜料混合后，其TSR都比单独的1R颜料要高。
(2) 颜料的分散：过度的研磨会破坏颜料的颗粒结构，使主色调变淡，TSR变小；
(3) 涂层的不透明性：IR无机颜料一般都有较好的可见光遮盖力。它对红外光有反(散)射和透射的作用。较薄的涂层不能完全反射红外光，因此需要更厚的涂层来保证对红外光的反射。
(4) 污染：IR颜料如果与红外吸收的颜料混合，其红外反射性能会急剧下降。因此在使用IR颜料的过程中要非常注意不能受到一些普通颜料，尤其是炭黑、铁黑等颜料的污染。研磨设备必须清洗干净，保证没有交叉污染。
2.1.2 基料
太阳热反射涂料主要用于户外，从环保角度考虑，基料最好是水性的，其本身不带吸热基团，并综合考虑耐水、耐沾污、耐候性等性能。反射太阳光能力的强弱主要用物质的折光指数来表征，折光指数越大，对人阳光的反射能力越强。环氧树脂的折光指数为1.45～1.50，其中常用的醇酸树脂为1.48与环氧树脂的折光指数接近；含氟聚合物具有相对较低的折光指数1.34～1.42。因此，选择不同的有机树脂，涂层的太阳热反射效果不会发生显著的改变。常用树脂如丙烯酸树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、醇酸树脂、有机硅改性醇酸树脂、含氟树脂、环氧树脂、氯化橡胶等，都可用作太阳热反射涂料的基料。
用于反射型建筑绝热涂料的树脂对可见光和近红外光的吸收越小越好，通常要求树脂的透明度高(透光率应在80%以上)，对太阳热的吸收率低，且结构中尽量少含-C-O-C-、C=O和-OH等吸能基团。如聚吡咯掺杂的三元共聚物(丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸)，另外还要掺杂微量的二氯化铁，就是一种很好的水性红外反射涂料的成膜物质。
2.1.3 功能性填料
功能性填料是影响涂膜保温隔热性的关键材料。要获得高反射率的涂膜，必须选用反射率高的填料。选用空心微珠作为隔热填料的主要作用有：(1)利用其特有的球型中空结构中的无数空腔形成隔热层来阻止热传导。(2)它具有一定的填充作用，能减少涂料中基料用量，降低涂料中VOC含量。(3)提高涂料的流平性，改善涂膜的硬度。(4)提高涂膜的耐沾污性和耐黄变性能。
1）微珠种类对涂料隔热性能的影响
在相同条件下，空心微珠对近红外光的反射率远远高于普通填料，玻璃微珠与陶瓷微珠的反射率相接近，陶瓷微珠略高于玻璃微珠。空心微珠也称涂料用多功能空心添加剂，其颗粒呈圆形或者近似圆形，表面为光滑坚硬、结构致密的玻璃体，对各种液体介质几乎不吸收，能够很好地反射光、热等入射波。这些性能，使之适合作为反射型隔热涂料的反射性填料。但是，玻璃玻璃空心微珠内部为空心，因而密度低、导热系数小、传热隔绝性能也很好。但是空心玻璃微珠(尤其是漂珠)比重小于l，球体为薄壁多孔结构，抗压强度低(一般为100～350kg/m)，在高剪切作用下易破碎，降低隔热效果。采用陶瓷空心微珠，球体壁坚硬，抗压强度高(1 000～7 000 kg/m )，在高速分散、研磨过程中，球体完整无损，便于涂料的工业化生产。
2）微珠添加量对涂料隔热性能的影响
随着空心微珠添加量的增加，涂料的反射率也随着增加；但是，涂料的黏度也变化较大，黏度太高会影响涂料的施工性，故微珠的添加量在4.5%～6.0 wt%之间较为适宜。
3）微珠尺寸对涂料隔热性能的影响
微珠粒径的大小与其反射入射光的波长大小有关，当微珠的直径与入射光波长的比例为0.1～1.0，则颜料表现为菲涅耳型反射。这种反射对温控是有用的。若比值小于0.1，颜料表现为瑞利散射，这对于温控毫无用处。
费凡等发现；当空心微球粒子直径>200目，在涂料中的含量>20%时，对涂料的附着力、冲击强度等各项使用性能指标没有明显的影响，对涂料的反射率也基本没有影响。
4）微珠级配对涂料隔热性能的影响
微珠的级配对涂料体系的隔热效果及涂膜性能有一定的影响，微珠的粒径大对涂料的反光隔热效果好，但涂膜表面粗糙、空隙较多，涂料的耐沾污性差；微珠的粒径小涂膜表面光滑平整，涂料的耐沾污性好，但涂料的反光隔热效果不好。所以，应选择一合理的粒径搭配，即使涂料反射太阳热的隔热效果良好，又使涂膜表面光滑平整，涂料的耐沾污性好。经过试验确定：微珠的粒径分布为270～325目占20%，500～600目占60%，800～1250目占20%时，综合效果较好。
2.1.4 PVC值
在低P V C涂料中，颜料粒子分散在基料聚合物的连续相里，形成所谓“海-岛”结构。但随着颜料和填料的增加，PVC超过某一极限值时，基料聚合物就不能将颜料和填料粒子之间的空隙完全充满，这些未被填充的空隙就潜藏在涂膜中，因而涂膜的物理性能以该PVC的极限为界限，开始急剧下降，此时的PVC称为CPVC(1l~界颜料体积浓度)。所以高性能或外用涂料配方的PVC一般不应超过CPVC，否则涂膜许多物理性能将受到不利影响。另外，实验证明，当PVC值在40%～50%之问时，漆膜呈现菲涅耳反射，大大提高了涂膜对太阳光的反射比；若PVC值较高，反射则接近漫反射，不利于涂膜对太阳光的反射。
路国忠选用壁薄空心体积大的玻璃微珠和不透明聚合物为功能材料，通过合理级配，使涂料具有高的反射率。(2)通过添加适量的红外辐射填料，可大大提高了涂层的辐射率。采用有机硅改性丙烯酸为基料，确定合适的P V C值，使漆膜具有独特的硅氧结构和低的表面张力，使涂膜具有良好疏水透气性，保持墙面处于健康状态；选用超细氢氧化镁作为阻燃剂，即使涂料具有一定的阻燃性能，又可调节涂料的p H值，节省了pH值调节剂，使涂料具有良好的阻燃性能。
2.1.5 乳液的选择
由于太阳热反射隔热涂料主要用于建筑物或油罐的外装饰面，故其性能就必须满足外墙的要求，要求具有良好的耐候性及保色性、优异的附着力及耐沾污性，有机硅树脂能有效地抵御紫外线对涂膜的光氧化降解，所以有机硅改性乳胶漆具有令人满意的耐久性。有机硅树脂分子由于具有有机基团，同时分子对称性好，极性相互抵消，整个分子呈非极性，从而使其具有很低的表面张力，使涂膜具有很好的疏水性能。其优点在于：（1）能对建筑物起到有效的保护；（2）能提高涂膜的耐沾污性，这是因为疏水性好的涂膜，吸水性低，进入涂膜毛细孔的灰尘少，所以耐沾污性提高。有机硅树脂由于具有硅氧骨架结构，所以涂膜透气性好。（3）有机硅树脂Si-O主链成螺旋状，其基团在界面能定向排列，与基层硅酸盐类材料还可交联，形成化学键，因此大大地改善了涂膜与基层之间的粘结，从而提高了涂膜的附着力。（4）该乳液还具有良好的延伸性，可使涂料具有优异的弹性，能够弥补基层的细微裂纹
添加不透明聚合物乳液，可以提高涂层的太阳光反射率。这是由于干膜中粒径均匀的中空不透明聚合物球体具有抗聚集效应，充分填充空心微珠中的空隙，使涂层中多级组合排列的空心球体更加紧密。如苯乙烯和丙烯酸酯的共聚乳液，乳液粒子呈球形，是由中空的苯乙烯芯/丙烯酸酯壳组成。起初，在乳液态和涂料中时，该聚合物的芯中充满水，当涂料涂覆在基层表面干燥后，水由微球的芯中扩散出来而被空气所代替，形成微球内充满气体的空气穴，使其成为具有极好的光散射介质，赋予干膜光散射效果和不透明度，从而进一步提高了涂层的太阳光热反射率，也提高了涂料的白度和遮盖力。
2.1.6 其他助剂的选择
王晓莉等以水性丙烯酸弹性乳液为成膜物质，钛白粉、空心玻璃微珠、高岭土等为颜填料制备的反射隔热弹性涂料中，通过调节助剂在涂料配方中的用量，发现0.22%的分散剂对涂料流动性的改善最为明显；消泡剂含量为0.2%左右即可达到良好的消泡效果；耐沾污剂的最佳用量为1.3%。并且，碱性条件更有利于分散剂效果的发挥，提高涂料的贮存稳定性。然而，助剂的添加对涂膜的拉伸强度和断裂延伸率都有一定程度的影响。涂料制备中应该适当调整组分配方，避免不必要的负面效应，使涂膜的力学性能满足不同的使用要求。
2.1.7 工艺流程
制备反射型节能涂料分为两个过程，首先要在玻璃微珠表面包覆一层TiO2，然后以此为部分功能填料来配制反射型红外节能涂料。以Ti(SO4)2为原料制备二氧化钛包覆中空玻璃微珠的工艺过程为：称取空心玻璃微珠5 g，加入到500 mL四口烧瓶中，加人蒸馏水50 mL，滴人2%的十二烷基苯磺酸钠水溶液2 mL ，搅拌，分散，升温到100C。用10%的NaOH溶液调节反应溶液的pH值。控制在不同的反应时间内加完Ti(SO4)2溶液。反应结束后，过滤，洗涤滤饼。滤饼在鼓风十燥箱中以120℃干燥3 h，再在马弗炉中于600℃煅烧2 h，得到包覆二氧化钛的空心玻璃微珠。反射型功能涂料的制备工艺与乳胶漆的生产工艺基本相同：先分散颜填料，然后低速搅拌下加入空心微珠，搅拌分散均匀后加入乳液，再加入适蹬的消泡剂、增稠剂等助剂。由于微珠中空，在搅拌分散时注意避免微珠的破坏，需在低速搅拌下加入。

『叁』 醋酸正丁酯与丁酮的区别

一、醋酸正丁酯
品名：乙酸正丁酯/乙酸丁酯
外观为清澈无色液体，具有愉快水果香味的，易燃液体。
化学品中文名称：乙酸丁酯

CAS:123-86-4

英文名： n-butyl acetace, butyl acetate

结构式： CH3COO(CH2）3CH3

示性式:CH3 COOC4 H9

分子式：C6H12O2

分子量:116.16
物化性质编辑
相对密度（20℃ ）0.8807.

凝固点-73.5 ℃，

沸点 126.114℃

闪点（开杯）33℃,(闭杯) 27℃.

折射率() 1.3941.

蒸汽压（20℃）1.33kpa。

汽化热309.4j/g。

比热容（20℃）1.91j/(g.℃)。

自燃点:421℃

粘度(20℃）:0.734 mPa.s

表面张力(20℃）:25.09mN/m

与醇、酮、醚等有机溶剂混溶，与低级同系物相比，较难溶于水,所以也难于水解。
二、丁酮
无色透明液体。有类似丙酮气味。易挥发。能与乙醇、乙醚、苯、氯仿、油类混溶。溶于4份水中，但温度升高时溶解度降低。能与水形成共沸混合物(含水11.3%)，共沸点73.4℃(含丁酮88.7%)。相对密度(d204)0.805。凝固点-86℃。沸点79.6℃。折光率(n15D)1.3814。闪点1.1℃。低毒，半数致死量（大鼠，经口）3300mG/kG。易燃，蒸气能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.81%～11.5%（体积）。高浓度蒸气有麻醉性。
中文名
甲基乙基酮
外文名
2-Butanone
CAS号
78-93-3
EINECS号
201-159-0
中文别名
丁酮;;MEK；;2-氧代丁烷
英文别名
butan-2-one
分子式
CH3COCH2CH3
危险品编号
32073
分子量
72.11
物理性质
外观与性状：无色液体，有似丙酮的气味。

熔点(℃)：-85.9

相对密度（水=1）：0.81

沸点(℃)：79.6

相对蒸气密度（空气=1）：2.42

饱和蒸气压(kPa)：9.49(20℃)

燃烧热(kJ/mol)：2441.8

临界温度(℃)：260

临界压力(MPa)：4.40

辛醇/水分配系数的对数值：0.29

闪点(℃)：-9

爆炸上限%(V/V)：11.4

引燃温度(℃)：404

爆炸下限%(V/V)：1.7

溶解性：溶于水、乙醇、乙醚，可混溶于油类。[1]

分子结构数据：

1、摩尔折射率：20.60[2]

2、摩尔体积（m3/mol）：91.6[2]

3、等张比容（90.2K）：196.3[2]

4、表面张力（dyne/cm）：21.0[2]

5、极化率（10-24cm3）：8.17[2]
化学性质
1.
丁酮由于具有羰基及与羰基相邻接的活泼氢，因此容易发生各种反应。与盐酸或氢氧化钠一起加热发生缩合，生成3,4-二甲基-3-己烯-2-酮或3-甲基
-3-庚烯-5-酮。长时间受日光照射时，生成乙烷、乙酸、缩合产物等。用硝酸氧化时生成联乙酰。用铬酸等强氧化剂氧化时生成乙酸。丁酮对热比较稳
定，500℃以上热裂生成烯酮或甲基烯酮。与脂肪族或芳香族醛发生缩合时，生成高分子量的酮、环状化合物、缩酮以及树脂等。例如与甲醛在氢氧化钠存在下缩
合，首先生成2-甲基-1-丁醇-3-酮，接着脱水生成甲基异丙烯基酮。该化合物受日光或紫外光照射时发生树脂化。与苯酚缩合生成2,2-双(4-羟基苯
基)丁烷。与脂肪族酯在碱性催化剂存在下反应，生成β-二酮。在酸性催化剂存在下与酸酐作用发生酰化反应，生成β-二酮。与氰化氢反应生成氰醇。与氨反应
生成酮基哌啶衍生物。丁酮的α-氢原子容易被卤素取代生成各种卤代酮，例如与氯作用生成3-氯-2-丁酮。与2,4-二硝基苯肼作用生成黄色的2,4-二
硝基苯腙(m.p. 115℃)。[2]

2.稳定性：稳定。[2]

3.禁配物：强氧化剂、碱类、强还原剂。[2]

4.聚合危害：不聚合。[2]

生态学数据

1.生态毒性

LC50：1690~5640mg/L（96h）（蓝鳃太阳鱼）；3200mg/L（96h）（黑头呆鱼，pH值
7.5）；1950mg/L（24h）（卤虫）；<520mg/L（48h）（水蚤，pH值8）；918~3349mg/L（48h）（水蚤，pH
值7.21）

IC50：110~4300mg/L（72h）（藻类）。[2]

2.生物降解性

好氧生物降解（h）：24~168；

厌氧生物降解（h）：96~672；[2]

3.非生物降解性

水中光氧化半衰期（h）：1.80×104~7.10×105；

空气中光氧化半衰期（h）：64.2~642；

一级水解半衰期（h）：>50a。[2]

三、区别
醋酸正丁酯主要用途为： （1）用作溶剂
醋酸仲丁酯（SBA）的溶解性能与醋酸正丁酯，醋酸异丁酯相似，在涂料配方中可以广泛取代醋酸正丁酯和醋酸异丁酯。
在金属闪光漆中，可以用醋酸仲丁酯来溶解醋酸丁酸纤维素，制得15％～20％的溶液。 醋酸仲丁酯对许多物质具有良好的溶解性，工业上可用作制造硝基纤维素漆，丙烯酸漆，聚氨酯漆等的溶剂，这些漆类可用作飞机机翼涂料，人造皮革涂料，汽车涂料等。醋酸仲丁酯也可用于赛璐珞制品，橡胶，安全玻璃，铜版纸，漆皮等产品的制造过程。它还可以作印刷油墨中的挥发溶剂，用于胶印等应用中；此外还可用作感光材料的快干剂。 （2）用于医药工业
醋酸仲丁酯可用作青霉素的精制；由于其挥发度适中，具有良好的皮肤渗透性，也可用作药物吸收促进组分。 （3）用作反应介质
醋酸仲丁酯是手性分子，和其它两种常用的醋酸丁酯一样，可用作反应介质，如用于合成三烷基胺氧化物，N，N-二丙烯基乙二胺等。 （4）用作萃取剂组分
醋酸仲丁酯可用作萃取剂，如萃取分离乙醇-丙醇，丙烯酸等物质。或用作共沸蒸馏溶剂，部分取代甲苯，二甲苯和甲基异丁酮。