使用具有高太阳反射性能的弹性冷屋顶涂料越来越受欢迎，以减少对空调的需求和降低能源消耗。为了保持冷却功率，涂层必须保持清洁;这就是增强抗污性能的硅烷改性胶体二氧化硅发挥关键作用的地方。

在世界上温暖、阳光充足的地区，空调消耗了高达70%的能源。减少建筑物中热量积聚的一种方法是使用凉爽的屋顶涂料，这种涂料具有高的太阳反射性能。它们被设计用来反射来自太阳的大部分能量，通常由一种像二氧化钛(TiO₂）.

改善太阳反射特性的一个已被证实的概念是使用中空的超低密度热塑性微球，如Expancel微球。它们被用作弹性防水、冷屋顶和墙体涂料的填料，以改善几种重要的涂料性能。微米大小的空心微球在反射太阳辐射和降低冷屋顶涂层温度方面具有惊人的强大效果。太阳反射率测量结果表明，填充中空微球的涂层系统反射所有入射波长的太阳辐射(图1)。为了进一步改进这一概念，通过在涂料配方中添加硅胺改性胶体二氧化硅(Levasil CC301)，对污垢吸附性能进行了测试。

硅烷改性胶体二氧化硅提高污垢吸附能力

弹性冷屋顶涂料由于其粘性特性，容易沾污。这导致吸热增加，需要劳动密集型的手工清洗，涂层的使用寿命降低。抗污是外墙涂料的一项重要性能。这些涂层抗污性能越好，看起来就越新鲜、越干净。同样，当它们需要清洗时，用清水冲洗很容易去除污垢。一种能承受日常天气的压力，并且需要较少的人工清洁的油漆能持续更长的时间。使用硅烷改性的胶体二氧化硅来提高外部水性涂料的污垢吸附能力已经成功地使用了多年，现在我们可以证明，当添加到弹性冷屋顶涂料中时，也发现了同样的效果。在不牺牲冷屋顶涂层的弹性或太阳反射性能的情况下，也不会造成涂层膜的任何退化。

那么它是如何工作的呢?胶体二氧化硅分散体中的纳米二氧化硅颗粒表面有许多亲水的羟基硅醇基团。由于在涂层表面的硬胶体二氧化硅颗粒的富集，你得到一个不那么粘，稍微更亲水的表面。这意味着水会在表面形成一层薄膜，让污垢随水一起流失。通过在配方中加入硅烷改性的胶体二氧化硅，比如Levasil CC301，你就能得到一种抗污效果——或者用更日常的语言来说——自清洁涂料。

以炭黑和红色氧化铁为污垢组分进行了污垢吸附性能测试，表明这对疏水(炭黑)和亲水性(氧化铁)污垢都有效。涂覆铝基板用氧化铁和炭黑水基糊渍。糊状物中只含有水和炭黑/氧化铁颜料，不添加任何其他添加剂，并放置24小时干燥。首先用一条软毛巾在流动的水中除去干蛋糕。在第二步中，表面用软毛巾、水和肥皂清洗，以模拟下雨和清洁。首先测量三色坐标，然后对油漆表面进行清洗。然后计算“清洁”和“预污染”涂层之间的总颜色变化值(ΔE)。低ΔE值对应高污垢吸附阻力(图2)。

与基质的粘附性

弹性屋顶涂料的另一个重要因素是，涂料需要牢固地附着在基材上，并在温度变化时与基材膨胀和收缩，以密封和防水屋顶。硅烷改性胶体二氧化硅的加入提高了涂层的粘附性和力学性能，而不牺牲涂层的弹性和柔韧性。对于任何丙烯酸弹性防水膜来说，湿附着性都是很有价值的特性，因为它提供了很好的机会来减少随着时间的推移可能发生的分层。

根据试验方法ASTM D903和ASTM C794进行湿和干粘附试验。用刷子在镀锌钢基板上涂上一层涂层，然后在上面放上2.5厘米宽的布条，然后再涂上另一层涂层。干燥时间为14天，温度23℃，相对湿度50%，涂层总厚度约为500 μm。在干粘接试验中，以50 mm/min的牵引速率，将带材以180°角向后拉，并测量这样做所需的力。湿附着试验也进行了类似的操作，但在样品在环境温度下浸入自来水168小时后进行(表1)。

合并协同

将Expancel微球和Levasil胶体二氧化硅产品结合在弹性防水和冷屋顶涂料中可以产生几种协同效应。高弹性和优良的太阳反射率与优异的污垢捡拾阻力结合在一起，以一种经济高效的方式。在不牺牲涂层的灵活性或反射率的情况下，你可以得到很强的涂层粘附性的改善，无论是新鲜的还是老旧的涂层，并对污垢吸附阻力有持久的影响。

欲了解更多信息，请访问colloidalsilica.nouryon.com而且expancel.nouryon.com．