近紅外反射涂料

1、1文獻(xiàn)綜述研究背景一些國家在其發(fā)展的長過程中，曾經(jīng)無節(jié)制地使用能源，但到了本世 紀(jì)七八十年代，先是石油大幅度漲價(jià)，遭受到能源危機(jī)的嚴(yán)重打擊，由此 掀起了節(jié)能的高潮；接著又發(fā)現(xiàn)地球大氣環(huán)境正在因此加劇破壞，人們這 才痛苦地了解到，工業(yè)化給人們帶來舒適和歡樂的同時，還在給人類帶來 苦果。這個環(huán)境問題不僅是工業(yè)污染造成的，高耗能建筑也正在造成嚴(yán)重 的環(huán)境污染。由于建筑用能數(shù)量巨大，以及其對環(huán)境的重大影響，建筑節(jié) 能事業(yè)就在世界上蓬勃興起，成為大家共同關(guān)注的熱點(diǎn)問題。輻射到地球表面的太陽光能量，大約是每秒 750w/n2o在太陽光的照射 下，能量不斷地積聚在被輻射的物體表面，使其表面溫度不斷升高。許多

2、 深色物體，在陽光直射下表面熱平衡溫度可以達(dá)到很高1。物體吸收太陽輻射引起表面溫度過高會給工業(yè)生產(chǎn)和日常生活帶來諸 多問題和不便。建筑物屋頂和外墻表面溫度升高會引起周圍環(huán)境和室內(nèi)溫 度過高，降低生活環(huán)境的舒適度，增加空調(diào)制冷用電量。城市大量的市政 建設(shè)導(dǎo)致的綠地減少，混凝土道路、瀝青道路、建筑物覆蓋面積的增加使 整個城市范圍過多地吸收太陽輻射能量，從而使城市的“熱島效應(yīng)”越來 越明顯。國內(nèi)外對應(yīng)建筑節(jié)能的一些措施國外對應(yīng)建筑節(jié)能的一些措施1 / 46下載文檔可編輯一些能耗大國出巨資發(fā)展建筑節(jié)能事業(yè)。美國的“能源之星”計(jì)劃于 1992年由美國環(huán)保署（EPq所啟動，目的是為了降低能源消耗及減少發(fā)電

3、 廠所排放的溫室效應(yīng)氣體。此計(jì)劃并不具強(qiáng)迫性，自發(fā)配合此計(jì)劃的廠商， 就可以在其合格產(chǎn)品上貼上能源之星的標(biāo)簽。最早配合此計(jì)劃的產(chǎn)品主要 是電腦等資訊電器，之后逐漸延伸到電機(jī)、辦公室設(shè)備、照明、家電等等。 后來還擴(kuò)展到的建筑，美國環(huán)保署于 199奔起積極推動能源之星建筑物計(jì) 劃，由環(huán)保署協(xié)助自愿參與者評估其建筑物能源使用狀況（包括照明、空 調(diào)、辦公室設(shè)備等）、規(guī)劃該建筑物之能源效率改善行動計(jì)劃以及后續(xù)追蹤 作業(yè)，所以有些導(dǎo)入環(huán)保新概念的住家或工商大樓中也能發(fā)現(xiàn)能源之星的 標(biāo)志。1.2.2國內(nèi)對應(yīng)建筑節(jié)能的一些措施我國是一個發(fā)展中大國，又是一個建筑大國，每年新建房屋面積高達(dá) 17-18億平方米，超

4、過所有發(fā)達(dá)國家每年建成建筑面積的總和。中國是一個能耗大國，能耗總量排在世界第二，而建筑業(yè)在總能耗中所占比例較大。 隨著全面建設(shè)小康社會的逐步推進(jìn)，建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，建筑能耗迅速增 長。所謂建筑能耗指建筑使用能耗，包括采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、照明、 炊事、家用電器、電梯等方面的能耗。其中采暖、空調(diào)能耗約占60%-70%我國既有的近400億平方米建筑，僅有1慟節(jié)能建筑，其余無論從建筑圍 護(hù)結(jié)構(gòu)還是采暖空調(diào)系統(tǒng)來衡量，均屬于高耗能建筑。單位面積采暖所耗 能源相當(dāng)于緯度相近的發(fā)達(dá)國家的 2到3倍。另一方面在建筑業(yè)、石油及化學(xué)工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)等領(lǐng)域，由于冬季氣溫2 / 46下載文檔可編輯 的下降，也影響了設(shè)備

5、的工作效率，消耗了大量的能源，尤其是在不屬于 冬季采暖區(qū)的地方表現(xiàn)得更為突出。根據(jù)油罐在冬季運(yùn)行情況，得出每個 油罐在冬季4至5個月內(nèi)，加熱運(yùn)行比不加熱運(yùn)行增加原油消耗 249.14噸。 此外，水、電方面的消耗及設(shè)備保養(yǎng)維修方面的費(fèi)用也會大大增加。另外，在嚴(yán)寒地區(qū)，無論是日常生活還是工業(yè)生產(chǎn)，更必須滿足冬季 保溫的要求。我國的煤炭生產(chǎn)基地大多在冬季比較寒冷的北方，在冬季的 煤炭運(yùn)輸過程中出現(xiàn)的凍箱問題，嚴(yán)重困擾著煤炭生產(chǎn)與運(yùn)銷企業(yè)。為此，開發(fā)高效的保溫隔熱涂料，使其在不消耗能量的情況下，能有 效地降低夏季暴露在太陽下的物體的表面溫度，以及提高冬季寒冷地區(qū)物 體的內(nèi)部溫度，從而在源頭上阻止熱的傳

6、導(dǎo)，達(dá)到節(jié)省能源、降低消耗、 提高安全的目的。1.3國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢國外技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢美國是涂料工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，建筑涂料占涂料總量的50% 90%勺建筑物外墻用各種優(yōu)雅的調(diào)和色涂料裝飾。日本是世界涂料生產(chǎn)大國，涂料年 產(chǎn)量居世界第二位，僅次于美國，建筑涂料產(chǎn)量占涂料總產(chǎn)量的30%西歐像德國、瑞士等國家，80呢卜墻使用涂料裝飾，意大利、西班牙等地中海沿 岸國家，66%勺外墻用涂料裝飾。亞太地區(qū)近幾年來建筑涂料發(fā)展迅速，一 些國家的政府從美化環(huán)境出發(fā)，頒布了相關(guān)政策法規(guī)，為建筑涂料的消費(fèi) 量迅速增長提供了有力的支持。反射型涂料研制最初是為了滿足軍事上的需要而發(fā)展起來的，美國等3 / 4

7、6下載文檔可編輯國家對作為熱反射的近紅外反射涂料做了一定的研究，已經(jīng)有少部分產(chǎn)品 得到實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用，但因其技術(shù)保密，因此所見的報(bào)道多是在基體物質(zhì)上涂 敷一層反射近紅外輻射涂層，最終產(chǎn)品為具有反射近紅外功能的物質(zhì)5。目前有兩套體系來研究紅外反射型涂料，其一是改善樹脂，賦予涂層 良好的粘結(jié)度、抗玷污等性能；其二是對填料的處理，獲得反射比和發(fā)射 率都很好的材料。1495年，美國Alexanderscbw博士用多層鋁膜及其間的靜止空氣制得 了新型的組合系統(tǒng)，開創(chuàng)了反射建筑絕緣的新紀(jì)元。20世紀(jì)70年代末期，快速發(fā)展的建筑技術(shù)，使得輻射致冷和反射絕緣技術(shù)有了巨大的發(fā)展6。Johnson Joel A 等人

8、7的研究結(jié)果顯示，硅酸鉀包覆的 ZrO2陶瓷球可 以提供更高光散射率、反射率，并且短波反射率較長波反射率高。他們還 發(fā)現(xiàn)包覆層的厚度和陶瓷球的大小對光的散射、反射效果影響很大。包覆 層的厚度越薄、陶瓷球越小，對光的散射、反射率越高。改性的ZrO2陶瓷球在380-1000nm擁有最好的光散射、反射率，與相同尺寸的金紅石型 TiO2 顏料相比效果提高了 1/3,是現(xiàn)在通用的ZrO2陶瓷球的10-20倍。在美國佛羅里達(dá)州，白色是使用在屋頂上最好的顏色。反射的白色屋 頂可以降低冷卻費(fèi)用高達(dá)20%g更多。普通灰色顏料的太陽能反射率只有 8%而白色木瓦可以反射25%U 34%勺太陽光，最好的結(jié)果是使用白色

9、的金 屬及水泥瓷磚，可以反射約66雁77%勺熱量。越高的反射系數(shù)代表頂樓房 間的溫度越低，因此冷卻負(fù)載就越少。高反射系數(shù)的屋頂可減少用電高峰 時的冷卻需求，而且可能是最有效的控制方式。但是對于社會來說，我們不可能將房屋都涂成白色。因此，一種深色4 / 46下載文檔可編輯的并且具有高反射率的顏料正在美國的加利福尼亞州住房建筑業(yè)被應(yīng)用8國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢8自上世紀(jì)七十年代以來，建筑業(yè)、石油工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、兵器工業(yè)等迅 速發(fā)展，要求使用反射太陽能的新型涂料，以降低暴露在太陽輻射熱下的 裝備表面涂層溫度，從而阻止熱能傳導(dǎo)，達(dá)到改善工作環(huán)境，提高安全性等目的。目前，國外在太陽熱反射涂料的理論研究方面較

10、完善，已廣泛應(yīng) 用于很多領(lǐng)域。例如建筑業(yè)的屋頂和玻璃幕墻用熱反射涂料、石油工業(yè)的 海上鉆井平臺、油罐、石油管道用太陽熱反射涂料，運(yùn)輸業(yè)的汽車、火車、 飛機(jī)表面用太陽熱反射涂料、造船工業(yè)的船殼、甲板用太陽熱反射涂料， 以及兵器及航天工業(yè)的坦克、軍艦、火箭、宇宙飛船用太陽熱反射涂料。 國內(nèi)研制太陽熱反射涂料的報(bào)道近幾年數(shù)量有所增多，現(xiàn)有蘭州涂料研究 所研制用于火箭液氧貯罐表面的涂料，以防止貯罐溫度升高，液氧汽化， 熱反射率近75%（白色）。華北石油化工建筑材料廠研制的 HC太陽能屏蔽防 腐涂料，用于石油制品貯罐的熱反射涂料，以及天津大學(xué)分析中心、北京 化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、中科院廣州太陽研究

11、所、海洋化工研究院 等單位，在熱反射涂料方面都有報(bào)道。天津大學(xué)的康翠榮等人10,11在金屬底材表面采用了三膜層結(jié)構(gòu)的太陽 能反射涂層，降低了表面涂層和石油貯罐內(nèi)裝液體溫度，為替代當(dāng)前我國 傳統(tǒng)鋁粉涂層提供了新途徑。具有三膜層結(jié)構(gòu)的太陽能反射涂層在 400-1800nm波長范圍內(nèi)，反射率高達(dá)80%用溫度自動檢測系統(tǒng)測定了涂 層的表面溫度以及貯罐內(nèi)裝液體的溫度。與常規(guī)鋁粉涂層、白色涂料涂層5 / 46下載文檔可編輯相比，太陽能反射涂層可使表層溫度降低 10c和4C;涂有太陽能反射涂 層的貯罐與鋁粉涂層貯罐相比，內(nèi)裝液體溫度約低19CO鄭其俊12等借鑒國外航天工業(yè)用高科技絕熱涂層的技術(shù)思路，研制出

12、具有高輻射率（83%）和反射率（80%）的薄層隔熱保溫涂料，可集防水隔熱外 護(hù)于一體。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，0.5mm厚的薄層涂料的保溫性能相當(dāng)于10mnM 的巖棉的保溫性能。孫明華13等人對儲罐用防腐反射涂料進(jìn)行了研究，涂料由底漆、中間 漆和面漆三個配套體系組成，選用高氯化聚乙烯為太陽能屏蔽防腐蝕涂料 的基料樹脂。所研制的太陽能屏蔽防腐涂料太陽能吸收率低于20%熱發(fā)射率高于85%是鋁粉號涂料的1.98倍。中科院廣州能源所，江晴等人14叫側(cè)重于?；疑瓷湫屯苛系难芯?，對 海灰色甲板反射型涂料傳熱層的傳熱進(jìn)行了分析，并探討了其降溫極限。研制的海灰色選擇性反射型涂料能反射 35%Z上的可見光和80%上的近

13、紅 外熱輻射，平均總反射率達(dá) 54%比鋁粉漆的反射率（50%）還高。青島海洋研究所戰(zhàn)為民等人17對紅外反射型涂料機(jī)理進(jìn)行了初探，討 論了深灰色船殼反射涂料的研究方法。劉先春18以改性丙烯酸醇酸樹脂為主要成膜物質(zhì)，并與顏料、溶劑及 助劑配合使用而制得表面隔熱涂料。這種涂料具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能及 極強(qiáng)的亮度，對太陽熱的反射率高，可明顯降低房屋表面的溫度。中國專利（1204627）19公開了一種反射型涂料，主要應(yīng)用于太陽輻照下 的石油儲罐降溫處理。中國建筑科學(xué)研究院物理所和丹東市等共同研制成的一種AAS反射型6 / 46下載文檔可編輯隔熱防火涂料，涂刷在屋面上能把 60-70%太陽輻射熱反射出去，

14、起到了很 好的隔熱效果20。據(jù)測定，由于黑白兩色對太陽輻射的反射率差別很大， 分別為0.9% 61%在太陽光的曝曬下，黑色屋頂?shù)臏囟雀哌_(dá) 79.1 C,白 色的為47.6 C,相差31.5 C。反射效果評估系統(tǒng)目前，國內(nèi)、外對反射隔熱涂料評估系統(tǒng)的研究也進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn) 和工作。美國直接對民居涂覆反射涂料后，實(shí)地跟蹤研究，通過太陽輻照 后物體內(nèi)部溫度、表面溫度、節(jié)能及耐久性等因素，綜合評估涂料的應(yīng)用 效果。我國這方面還沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，但是紫外一可見一紅外分光光度 計(jì)及積分球裝置測定反射比是必備的檢測儀器，能直觀分析涂層表面對整 個太陽輻照波段的反射情況。隔熱涂料的分類隔熱涂料依據(jù)隔熱機(jī)理，

15、可以分為阻隔型隔熱涂料、反射型隔熱涂料 及輻射型隔熱涂料等21。阻隔型隔熱涂料阻隔型隔熱涂料是通過對熱傳遞（對流、輻射及分子振動熱傳導(dǎo)）的顯 著阻抗性來實(shí)現(xiàn)隔熱的涂料。采用低導(dǎo)熱系數(shù)的組合物或在涂膜中引入導(dǎo)熱系數(shù)極低的空氣可獲得 良好的隔熱效果，這就是阻隔型隔熱涂料研制的基本依據(jù)。材料導(dǎo)熱系數(shù)7 / 46下載文檔可編輯 的大小是材料隔熱性能的決定因素，導(dǎo)熱系數(shù)越小，隔熱性能就越好。由 于常溫下靜止空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.023W/(mK),遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他固體的導(dǎo)熱 系數(shù)，則在材料中引入導(dǎo)熱系數(shù)極低的無對流空氣成為此類涂料研究的主 要方向。應(yīng)用最廣泛的阻隔型隔熱涂料是硅酸鹽類復(fù)合涂料，這是20世紀(jì)80

16、年代末發(fā)展起來的一類新型隔熱材料。我國有上百家研究單位和企業(yè)進(jìn)行 過硅酸鹽類隔熱材料的研究工作，各生產(chǎn)廠的產(chǎn)品名稱也不相同、如“復(fù) 合硅酸鎂鋁隔熱涂料”、“稀土隔熱涂料”、“涂敷型復(fù)合硅酸鹽隔熱涂 料”等。涂料配方、施工方法等各式各樣，性能如快干、快硬、防水、憎 水等也各不相同，但均屬硅酸鹽系列涂料，主要由海泡石、蛀石、珍珠巖 粉等無機(jī)隔熱骨料、無機(jī)及有機(jī)粘結(jié)劑及其它助劑等組成。受歷史和社會經(jīng)濟(jì)條件等因素的影響，成本較低的阻隔型隔熱涂料在 我國得到了長足的發(fā)展，其水平接近甚至達(dá)到世界先進(jìn)水平，但其主要用 作工業(yè)隔熱涂料，如發(fā)動機(jī)、鑄造模具等的隔熱涂層等。目前，這類涂料 正在經(jīng)歷一場由工業(yè)隔熱向

17、建筑隔熱為主的轉(zhuǎn)變。但是，由于受附著力、 耐候性、耐水性、裝飾性等多方面的限制，這類隔熱涂料較少用于外墻的 涂裝。反射型隔熱涂料反射隔熱是一種新型的、重要的隔熱方式，對于長期受到太陽輻射的 建筑和設(shè)備尤為重要。太陽主要以電磁輻射的形式給地球帶來光與熱。地 球上所能接受到的太陽輻射能的波長主要分布在 250-5000nm范圍內(nèi)。在8 / 46下載文檔可編輯250-2500nm范圍內(nèi)，太陽光熱輻射按波長不同可劃分為四部分，各部分的波長和在總能量中占的份額如表1.1所示表1.1太陽光輻射能分類光區(qū)波長范圍（nmj）所占育抓（%紫外光區(qū)10-4005可見光區(qū)400-75045近紅外區(qū)750-25004

18、5中遠(yuǎn)紅外區(qū)25005由太陽光輻射光譜分布情況可知，可見光區(qū)和近紅外光區(qū)即400-2500nmt中了 90%勺太陽輻射能量。在該波長范圍內(nèi)，反射率越高，隔熱效果就越好。顯而易見，反射型隔熱涂料追求在 400-2500nmt段擁有高 反射比。通過選擇合適的樹脂，采用高反射率的金屬或金屬氧化物顏料填 料，可制得高反射率的涂料，以達(dá)到反射太陽熱而隔熱的目的。輻射型隔熱涂料通過輻射的形式把建筑物吸收的日照光線和熱量以一定的波長發(fā)射到 空氣中，從而達(dá)到良好隔熱降溫效果的涂料稱為輻射型隔熱涂料。輻射型隔熱涂料不同于用玻璃棉、泡沫塑料等多孔性阻隔型隔熱涂料 或反射型隔熱涂料，因?yàn)檫@些涂料只能減慢但不能阻擋熱

19、能的傳遞。白天 太陽熱能經(jīng)過屋頂和墻壁不斷傳入室內(nèi)空間及結(jié)構(gòu)，一旦熱能傳入，就算 室外溫度減退，熱能還是困陷其中。而輻射型隔熱涂料卻能夠以熱發(fā)射的 形式將吸收的熱量輻射掉，從而使室內(nèi)和室外以同樣的速率降溫。9 / 46下載文檔可編輯20世紀(jì)90年代江蘇省建材研究設(shè)計(jì)院研制了紅外輻射涂料22以硅為主材的建筑屋頂及其四周外壁表面，可通過紅外輻射的形式把建筑 物吸收的日光和紅外線熱量以一定的波長發(fā)射到空中，以達(dá)到隔熱降溫效 果；涂覆在防水層上，使建筑物及防水層均隔絕于紅外輻射涂層內(nèi)，起到 防護(hù)層的作用。22其他隔熱涂料真空絕熱隔熱涂料真空狀態(tài)能使分子振動熱傳導(dǎo)和對流傳導(dǎo)兩種方式完全消失，為此采 用真

20、空的填料以制備性能優(yōu)良的隔熱涂料成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。納米孔超級絕熱隔熱涂料納米孔超級絕熱材料是建立在低密度和超級細(xì)孔 （小于0.5mm）結(jié)構(gòu)基 礎(chǔ)上的，理論上其導(dǎo)熱系數(shù)可趨近于零。采用納米孔原料獲得比靜止空氣 導(dǎo)熱系數(shù)更小的涂膜是完全可能的。作為最具市場應(yīng)用潛力的新興納米科 學(xué)技術(shù)，其發(fā)展為隔熱涂料的研究提供了前所未有的機(jī)遇和可能性。反射型隔熱涂料的隔熱機(jī)理及其應(yīng)用隔熱機(jī)理由太陽光輻射光譜分布情況可知，可見光區(qū)和近紅外光區(qū)即0.4- 2.5區(qū)睢1中了 90%勺太陽輻射能量。如果研制的反射型隔熱涂料在此波 長范圍內(nèi)對太陽輻射的反射率越高，涂層的隔熱效果就會越好。反射型隔 熱涂料就是通過選擇合

21、適的樹脂、金屬或金屬氧化物顏料、填料及生產(chǎn)工10 / 46下載文檔可編輯藝，制得高反射率的涂層來反射太陽熱，從而達(dá)到隔熱降溫的目的。普通法料涂層普通乳膠涂料對熱輻射的反射性能較差，經(jīng)過涂層表面對入射光反射 后，有一部分進(jìn)入涂層內(nèi)部的熱量將全部被涂層吸收，并慢慢地通過傳導(dǎo)、 對流向基體內(nèi)部傳遞，引起涂層及基體的溫度升高；對于反射型涂料涂層 來說，在經(jīng)過涂層表面第一次反射后，進(jìn)入涂層內(nèi)部的一部分熱量，由于 涂層含有高反射型、多孔型隔熱填料，涂層內(nèi)部存在較多的密封孔道，具 有很多反射界面，這樣可以對進(jìn)入涂層內(nèi)部的那一部分熱量進(jìn)行二次反射 和散射，使絕大部分的熱量經(jīng)過兩次反射和散射后被拒于涂層之外。普

22、通 涂料涂層與反射型涂料涂層的熱反射示意見圖 1-1。普通法料涂層般射及次反射反射:蠢嬴?基料反射涂料涂層圖i-i普通涂料涂層與反射型涂料涂層的熱反射示意圖主要應(yīng)用反射型隔熱涂料的主要特點(diǎn)是：隔熱效果好、涂層質(zhì)量輕、耐久性好、 施工方便、易于維護(hù)。反射型隔熱涂料的研究是一個重要的課題，其開發(fā) 具有巨大的經(jīng)濟(jì)、社會及環(huán)境效益。紅外反射型涂料因?yàn)槠鋬?yōu)異的性能，所以應(yīng)用于很多領(lǐng)域。如建筑物 的屋頂、冷庫和玻璃幕墻；海上鉆井平臺、石油運(yùn)輸罐、石油管道，汽車、 火車、飛機(jī)表面：船殼、甲板；以及坦克、軍艦、火箭、宇宙飛船等都可用11 / 46下載文檔可編輯 紅外反射涂料來達(dá)到隔熱的目的。紅外反射涂料還有軍

23、事上的其他用途。例如，通過該涂料的涂裝可降 低和削弱敵方熱紅外探測設(shè)備的效能，改變目標(biāo)自身的熱輻射特征或使目 標(biāo)自身的綜合熱散射特征與周圍背景相適應(yīng)。影響隔熱性能的主要因素對于硬質(zhì)基（如金屬、墻體等），一般是直接將太陽熱反射隔熱涂料涂 覆在基材表面上而起隔熱作用的，較少考慮基材對隔熱性能的影響，因此 影響這類涂層隔熱性能的主要因素有樹脂和功能填料的種類、粒徑分布、 用量及涂層厚度。對于軟質(zhì)基（如織物等），一般是將太陽熱反射隔熱涂料 涂覆在織物上，然后再用這種涂層織物制成各種篷布或篷蓋覆蓋在物體表 面上起隔熱作用，所以影響其隔熱性能的主要因素除包含以上幾種外，基 布的影響也是必須考慮的。樹脂樹脂

24、是涂料中必不可少的組分，它起著將功能粒子與基質(zhì)連結(jié)起來的 作用。功能粒子一般都是先被均勻地分散在樹脂中，然后再被涂覆到基質(zhì) 上的。樹脂對于功能粒子來說就是起著一個載體的作用。工業(yè)常用的耐候 性好的外用防腐涂料的樹脂有氯磺化聚乙烯樹脂、氯化橡膠樹脂、高氯化 聚乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、聚偏氟乙烯樹脂、有機(jī)硅改性丙 烯酸樹脂、有機(jī)硅改性醇酸樹脂等22。盡管對于合成樹脂來說，折光指數(shù) 一般為1.45-1.50 ,不同的樹脂對涂料的太陽熱反射隔熱效果沒有太大的影 響網(wǎng)，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，選擇樹脂時應(yīng)當(dāng)考慮選用結(jié)構(gòu)中少含 5O-C、12 / 46下載文檔可編輯C=O O-H等吸熱基團(tuán)的樹脂。功

25、能填料的種類功能填料是太陽熱反射隔熱涂層中最重要的組分。它的主要作用是反 射太陽近紅外輻射，減少熱量的吸收。太陽熱反射隔熱涂層所選擇的功能 填料要求對太陽熱輻射具有高反射、低吸收的性質(zhì)。不管是反射效果還是 反射+隔熱效果，TiO2都是最好的。TiO2的晶型有兩種，銳鈦型和金紅石型。但是銳鈦型的二氧化鈦遮蓋力 沒有金紅石型二氧化鈦遮蓋力好，而且金紅石型晶體結(jié)構(gòu)緊密，相對密度 大，耐候性好，遮蓋力高，著色力強(qiáng)，但顆粒硬；銳鈦型比較松軟，白度 強(qiáng)，易分散。而且在晶體結(jié)構(gòu)上，鈦和氧原子在金紅石型二氧化鈦晶體中 堆積較緊密；二者的遮蓋力明顯不同，金紅石型為 30.1m2/kg,而銳鈦型為 23.6m2/

26、kg ,相差約30%在光化學(xué)穩(wěn)定度上，金紅石型較穩(wěn)定，不易粉化； 對紫外線的吸收，金紅石型二氧化鈦的吸收力較強(qiáng)；止匕外，金紅石型的折 射路（2.71 ）大于銳鈦型的折射率（2.55 ）,從折射率可以看出混合料材料 中各種填料在材料中受光照射后所體現(xiàn)出的不同綜合效果。一般來說，混 合材料中填料間的折射率差別越大，光線的折射也就越大，同時光線的散 射增強(qiáng)，這樣在添加高折射率的TiO2,增加了光線的遮蓋效果。因此，金紅石型TiO2是太陽熱反射隔熱涂層中首選的功能填料24。涂層厚度在制備太陽熱反射隔熱涂層時，涂層厚度是必須考慮的一個因素。在 保證涂層隔熱性能的前提下又要使加工成本最低。一般來講，涂層的

27、隔熱13 / 46下載文檔可編輯 性能起初是隨著涂層厚度的增加而提高的，但當(dāng)涂層厚度增加到某一值后， 繼續(xù)增加涂層厚度，涂層的隔熱性能不再繼續(xù)提高，趨于平緩。如果繼續(xù) 增加涂層厚度反而還可能由于太厚造成涂層龜裂，影響涂層的隔熱性能、 外觀和耐玷污性能。所以在實(shí)際加工時，必須掌握好加工的厚度，既要使 涂層的隔熱性能最好又要使涂層的厚度最薄?；籍?dāng)太陽光輻射到涂層織物上時，會被織物表面上的熱反射涂層吸收、 反射和透射，將其中80%以上的近紅外輻射反射到外部空間。盡管如此, 但還是會有一部分太陽光透過涂層入射到基布表面上，這時入射到基布表 面上的太陽光輻射將會再次發(fā)生吸收、反射和透射過程。不同纖維材

28、料和 不同組織結(jié)構(gòu)組成的織物對這部分太陽光的吸收率、反射率和透射率是不 同的，在選用基布材料時應(yīng)盡量選用對太陽光輻射和反射率高、吸收率低、 導(dǎo)熱系數(shù)小的織物。某結(jié)果表明25,在顏料配料和黏結(jié)劑比例相同的情況下，由于錦綸纖 維斷面為圓形，能以不同的角度將光線反射回去；而棉纖維斷面為橢圓形， 故以錦綸為底布的涂層織物對紅外光的反射率高于以棉為底布的。反射型涂料存在的問題和發(fā)展趨勢一種隔熱效果良好的涂料往往是兩種或多種隔熱機(jī)理同時起作用的結(jié) 果。上述三種隔熱涂料各有優(yōu)點(diǎn)，因此可考慮將它們綜合起來，充分發(fā)揮 各自的特點(diǎn)，進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，研制出多種隔熱機(jī)理綜合作用的復(fù)合隔熱涂 料。14 / 46下載文檔可

29、編輯存在問題當(dāng)前，反射型涂料主要側(cè)重于研究其所用的樹脂、檢測手段、熱反射 比的計(jì)算方法、涂敷后能量節(jié)約以及涂料的耐久性等問題。在我國常見的 隔熱方式為采用隔熱層、金屬鍍膜和涂刷銀粉漆等途徑，從文獻(xiàn)中可以看 出，目前存在的主要問題是：(l)反射型涂料中起主要作用的是紅外反射材料，目前研究大多局限于 對樹脂的改性以期改變其涂層物理和化學(xué)性能，而對于顏料填料的具體研 究較少，各種顏料填料對反射率的影響沒有可供參考的依據(jù)，缺乏對材料 選擇和處理的系統(tǒng)研究；(2)當(dāng)反射材料與基料確定后，反射率主要與反射材料的粒徑分布、質(zhì) 量百分含量和涂層厚度有關(guān)，目前研究中，缺乏細(xì)致而系統(tǒng)的研究；(3)目前，反射型涂料

30、大多為雙層或者多層涂料體系，一般分為底漆、 中涂漆和面漆三層。但雙層或者多層涂料體系的反射型涂料，在涂覆過程 中很難保障面漆層的光滑與厚度一致，因此開發(fā)單層涂料體系的反射型涂 料具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；(4)白色及?；疑瓷湫屯苛涎芯枯^多，而彩色反射型涂料研究較少， 深色反射型涂料的研究將會促進(jìn)反射涂料的應(yīng)用，提高涂料的裝飾效果， 但目前反射型涂料的研究與應(yīng)用主要還是淺色系統(tǒng)，即白色和淺灰色系統(tǒng)；(5)生產(chǎn)工藝對反射率的影響、提高熱反射率的機(jī)理研究幾乎沒有；特 殊顏料填料例如納米粒子對反射率的影響研究很少；(6)目前，反射型涂料主要應(yīng)用于對太陽熱的反射。而依據(jù)相同的隔熱 機(jī)理，對其在寒冷狀態(tài)下(如

31、嚴(yán)寒地區(qū)煤的儲存與運(yùn)輸)的研究和應(yīng)用是15 / 46下載文檔可編輯個空白發(fā)展趨勢現(xiàn)在，所有的隔熱涂料都是根據(jù)材料的導(dǎo)熱系數(shù)或各種物質(zhì)對光和熱 的反射、吸收、輻射來選用合適的原料，配制隔熱涂料，實(shí)現(xiàn)對建筑物隔 熱的目的。傳統(tǒng)隔熱方式主要用來限制熱傳導(dǎo)速率，所以采用導(dǎo)熱系數(shù)來 衡量其性能的優(yōu)劣，實(shí)際上此種隔熱只是在一定程度上延緩了涂覆物內(nèi)部 溫度的上升與下降。因此，開展對光和熱的反射、吸收及輻射等基本理論 的研究，大力開展熱在聚合物及無機(jī)材料中儲存、轉(zhuǎn)換及傳遞規(guī)律的研究， 充分發(fā)揮阻隔、反射和輻射之間的協(xié)同效應(yīng)，可望研制出高隔熱性的、可 以薄層涂裝的、具有優(yōu)良保護(hù)和裝飾性能的隔熱涂料?？傮w上，反射

32、隔熱 涂料的發(fā)展呈以下趨勢：(l)含有納米或納米以下微孔結(jié)構(gòu)的涂膜及采用納米材料制得的涂膜 將是下一階段隔熱涂料發(fā)展的熱點(diǎn)之一。作為一種最具有市場應(yīng)用潛力的 新興科學(xué)技術(shù)，納米技術(shù)的發(fā)展為隔熱涂料的研究提供了前所未有的機(jī)遇 和可能性。(2)研制生產(chǎn)復(fù)合型多功能隔熱涂料。高效隔熱的、涂膜機(jī)械及化學(xué)性 能優(yōu)良的復(fù)合隔熱涂料代表了未來建筑隔熱涂料的發(fā)展趨勢。(3)大力發(fā)展建筑隔熱涂料及相關(guān)技術(shù)。在我國能源消耗中，建筑能耗 大約占全國能源消耗的1/4,而建筑用隔熱材料僅占總量的1%左右，建筑節(jié) 能潛力很大。(4)開發(fā)新型隔熱涂料及相關(guān)技術(shù)，如低輻射傳熱涂料，高效薄層隔熱16 / 46下載文檔可編輯防腐

33、一體化涂料等。（5）為了適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的需要，建筑涂料限制使用有機(jī)溶劑，具有優(yōu)良 耐候性、耐水性和機(jī)械性能的各種顏色的水性、環(huán)保反射型涂料的出現(xiàn)， 將使其在建筑行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。研究意義目前，反射型隔熱涂料在我國的研究還處于起步階段，缺少系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究工作。專利和文獻(xiàn)中所報(bào)道的反射型涂料，熱反射比在80艱上，在工業(yè)還沒有得到廣泛應(yīng)用。而美國、日本等國家對紅外反射型涂料已經(jīng)有 了系統(tǒng)的研究。從文獻(xiàn)報(bào)道可以看出美國現(xiàn)在主要進(jìn)行的是后期研究，如 涂料的耐久性研究，涂覆后能源節(jié)省的研究26,27。因此，提高紅外反射型涂料的反射比，有效的降低涂覆封閉體內(nèi)部溫 度，一直是此方面研究的熱點(diǎn)。2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2.

34、1實(shí)驗(yàn)配方：主要原料：金紅石鈦白粉（TiO2）, CICP （complex inorganic color pigments）顏料（紅，黃，藍(lán)），碳酸鈣（CaCQ涂料的組成：54卷紅石鈦白粉，60%CIC顏料，溶劑。溶劑組成見表:表2.1溶劑的主要化學(xué)成分（g）17 / 46下載文檔可編輯成分聚丙2%HE濰乙基纖分散乙二消泡成膜增稠420乳液田）劑醇劑助劑劑重量5-203123-51-2實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備見表2.2表2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備及型號實(shí)驗(yàn)設(shè)備名稱型號雙頭快速研磨機(jī)KY-II 型強(qiáng)力電動攪拌機(jī)JB200-唐電子天平FA-04 型近紅外分光光度計(jì)Lambda900旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)NDJ-1 型激光粒度

35、分析儀LS-POP(II )型測色色差計(jì)WSC-S方案依據(jù)近紅外反射節(jié)能涂層的有色涂料研究，對于現(xiàn)階段，建筑節(jié)能有著十 分關(guān)鍵的意義。無論是建筑業(yè)、石油及化學(xué)工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)，關(guān)于建筑外墻18 / 46下載文檔可編輯 的涂料要求，都非常的高。節(jié)省能源、降低消耗、提高安全已經(jīng)成為了近 紅外反射節(jié)能涂層研究的主要內(nèi)容。因此，對于涂料中反射核心的二氧化鈦及顏料之間的配比，須進(jìn)行一定的實(shí)驗(yàn)。近紅外反射節(jié)能涂層的反射性能及隔熱效果，由其樹脂，填料，涂層厚度，身處環(huán)境等影響。而對于相同顏色的涂料，具也會由于CaCOj顏料的不同比率，固含量等因素導(dǎo)致其反射率的差別。因此本課題的研究對于 提高有色涂料的近紅外反射

36、率，比較不同顏色在同種配方中所表現(xiàn)出的不 同反射能力的差異提供了有價(jià)值的研究數(shù)據(jù)和應(yīng)用意義。實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容和技術(shù)路線研究各種顏料與金紅石鈦白粉對紅外反射能力的影響。主要包括以下 內(nèi)容： 不同顏色的顏料在相同的固體含量下對反射率的影響。相同顏色的顏料在不同的固體含量下對反射率的影響。增稠劑調(diào)節(jié)粘度4203實(shí)驗(yàn)方法增稠劑調(diào)節(jié)粘度4203實(shí)驗(yàn)方法原料的基本處理(1)金紅石鈦白粉：稱取54g金紅石鈦白粉，加入46g水，加入100g 料球，放入球磨機(jī)中，研磨30min,倒出，至于干燥的地方，密封備用。CICP顏料：稱取60gCICP顏料粉末，加入40g水，加入120g料球，放入球磨機(jī)中，研磨30min,倒

37、出，至于干燥的地方，密封備用。HEC稱取2gHEC加入98g水，滴入若干滴氫氧化鏤，使其變成凝膠狀，至于干燥的地方，備用。涂料的制備稱取120g顏料溶液，加入66g金紅石鈦白粉溶液，同時加入100g2%HEC 5g分散劑，15g乙二醇，1.5g消泡劑,在攪拌機(jī)下高速攪拌(1000r/min ), 至均勻漿體。CICP紅色顏料(1)在漿體中加入230gCaCO再次攪拌，然后加入300g苯丙乳液， 12g成膜助劑，低速攪拌(400-600r/min )。觀察溶液粘稠度，適量的加入 增稠劑及42020 / 46下載文檔可編輯(2)在漿體中加入115gCaCCM 115gCICP紅色顏料粉末，再次攪拌

38、,然后加入300g苯丙乳液，12g成膜助劑，低速攪拌(400-600r/min )。觀察 溶液粘稠度，適量的加入增稠劑及 420。(3)在漿體中加入230gCICP紅色顏料粉末，再次攪拌，然后加入300g 苯丙乳液，12g成膜助劑，低速攪拌(400-600r/min )。觀察溶液粘稠度， 適量的加入增稠劑及420。CICP黃色顏料(1)在漿體中加入230gCaC。再次攪拌，然后加入300g苯丙乳液， 12g成膜助劑，低速攪拌(400-600r/min )。觀察溶液粘稠度，適量的加入 增稠劑及420。(2)在漿體中加入115gCaCCM 115gCICP黃色顏料粉末，再次攪拌， 然后加入300g

39、苯丙乳液，12g成膜助劑，低速攪拌(400-600r/min )。觀察 溶液粘稠度，適量的加入增稠劑及 420。(3)在漿體中加入230gCICP黃色顏料粉末，再次攪拌，然后加入300g 苯丙乳液，12g成膜助劑，低速攪拌(400-600r/min )。觀察溶液粘稠度， 適量的加入增稠劑及420。CICP藍(lán)色顏料(1)在漿體中加入230gCaC。再次攪拌，然后加入300g苯丙乳液， 12g成膜助劑，低速攪拌(400-600r/min )。觀察溶液粘稠度，適量的加入 增稠劑及420。(2)在漿體中加入115gCaCCM 115gCICP藍(lán)色顏料粉末，再次攪拌，21 / 46下載文檔可編輯 然后加

40、入300g苯丙乳液，12g成膜助劑，低速攪拌(400-600r/min )。觀察 溶液粘稠度，適量的加入增稠劑及 420。(3)在漿體中加入230gCICP藍(lán)色顏料粉末，再次攪拌，然后加入300g 苯丙乳液，12g成膜助劑，低速攪拌(400-600r/min )。觀察溶液粘稠度， 適量的加入增稠劑及420。性能測試近紅外反射性能的測定用配有積分球裝置的紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)測反射涂料的太陽熱反射比，測定波長范圍為380-2500nni分光光度計(jì)利用可見光及紫外光之燈管作為光源，通過濾光鏡調(diào)整色 調(diào)后，經(jīng)聚焦后通過單色光分光棱鏡，再經(jīng)過狹縫選擇波長，使成單一且 特定波長之光線，而后射入樣品

41、管中之水樣中，最后射入光電管中將光能 轉(zhuǎn)化為電器訊號，借由樣本及空白水樣間所吸收之光能量差，與標(biāo)準(zhǔn)液之 能量吸收值相比較，便可律定樣本中之待測物的反射率。積分球可降低并除去光線之形狀，發(fā)散角度，及偵測器上不同位置之 響應(yīng)度差異所造成的測量誤差。積分球也可與分光儀搭配，將積分球的光輸出孔銜接于分光儀的入射 光柵前，以確保待測光源射入分光儀的角度皆相同，使得測量的再現(xiàn)性大 幅度的提高。粘度的測定按GB/T 1273-93涂料粘度的測定進(jìn)行粘度測試。取均勻無氣泡、22 / 46下載文檔可編輯 無結(jié)團(tuán)、足夠質(zhì)量的試樣倒入專用容器中，并將3號轉(zhuǎn)子垂直進(jìn)入試樣中心。 然后將其恒溫至25 5C,并保持試樣溫

42、度均勻，用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn) 行測定產(chǎn)品的粘度。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為12r/min ,每個樣測3次，求出其平 均值，即為該試樣的粘度值。干燥時間的測試采用其中的指觸法：以手指輕觸漆膜表面，如感到有些發(fā)粘，但無漆 粘在手指上，即認(rèn)為表面干燥。隔熱效果的測試涂料隔熱效果的測試采用和太陽光光譜相近的碘鴇燈作為光源，自制 測試設(shè)備來進(jìn)行。制作1個空腔尺寸為長x寬x高=300mr 250mrH 250mrm）熱箱，熱箱的5 個面用50mmp的聚苯乙烯泡沫板構(gòu)成，上蓋310m由260mml試板。如圖3-1 所示。23 / 46下載文檔可編輯1. BOtnfflttWi 2.3 mitt 4.& .冷壓電

43、源圖3-1隔熱效果測試裝置圖粒度分析光在傳播中，波前受到與波長尺度相當(dāng)?shù)南犊谆蝾w粒的限制，以受限 波前處各元波為源的發(fā)射在空間干涉而產(chǎn)生衍射和散射，衍射和散射的光 能的空間（角度）分布與光波波長和隙孔或顆粒的尺度有關(guān)。用激光做光 源，光為波長一定的單色光后，衍射和散射的光能的空間（角度）分布就 只與粒徑有關(guān)。對顆粒群的衍射，各顆粒級的多少決定著對應(yīng)各特定角處 獲得的光能量的大小，各特定角光能量在總光能量中的比例，應(yīng)反映著各 顆粒級的分布豐度。按照這一思路可建立表征粒度級豐度與各特定角處獲 取的光能量的數(shù)學(xué)物理模型，進(jìn)而研制儀器，測量光能，由特定角度測得 的光能與總光能的比較推出顆粒群相應(yīng)粒徑級

44、的豐度比例量。24 / 46下載文檔可編輯粒度分析儀采用濕法分散技術(shù)，機(jī)械攪拌使樣品均勻散開，超聲高頻 震蕩使團(tuán)聚的顆粒充分分散，電磁循環(huán)泵使大小顆粒在整個循環(huán)系統(tǒng)中均 勻分布，從而在根本上保證了寬分布樣品測試的準(zhǔn)確重復(fù)。色差分析色差計(jì)是一種常見的光電積分式測色儀器，他利用儀器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)光 源照射被測物體，在整個可見光波長范圍內(nèi)進(jìn)行一次積分測量，得到透射 或反射物體色的3個刺激值和色品坐標(biāo)，并通過專用微機(jī)系統(tǒng)給出2個被測樣品之間的色差值。色調(diào)的顏色空間立體數(shù)學(xué)模型見圖 3-2 。=VW1圖3-2色調(diào)的顏色空間立體數(shù)學(xué)模型其中 E總色差的大小，4L+表不偏白，1-表不偏黑，42+表不偏紅, a-

45、表不偏綠， b+表不偏黃，!?-表不偏藍(lán)4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論原料的基本粒度分布25 / 46下載文檔可編輯顏料粒徑與涂料遮蓋力密切相關(guān)。顏料是一種固體粒子，無論經(jīng)過怎 樣的制造過程，它都不可能是由一種粒徑組成的，而是存在著一定的分布 范圍。以粒子出現(xiàn)頻率對粒徑作圖，則粒徑分布呈非正態(tài)分布，而是右偏 斜狀態(tài)分布。即大粒徑顆粒出現(xiàn)幾率大于小粒徑顆粒出現(xiàn)的幾率，并出現(xiàn) 一個峰值，即某一粒徑下粒子顯現(xiàn)的幾率最大。CICP黃顏料CICP黃顏料粉末的特征參數(shù)和分布，見圖4-15.24UmD50 ：4 76|1 m：2.99S.S.A. ：2.01nr缸rD10】.腔D25 2 8ED757 07|lmDM :

46、9.fl4|lm粒度分布圖粒粒微分累積 產(chǎn)粒徑【皿微分 （如累積產(chǎn)粒徑M）微分累積 （狗0.202.123.7115.19224100.00口一 240.090.092.5UA.74199326.50.00100.000.200.120.222.965.9526,8831.30.00100.000.330.170.383 517.3133.1837.10.00100.000 390.220.604 1537041.0343.90.001CIO.OO。工60.300.904 9199351,8152 00 00100 000 55。工口1.305.61107262.5361.50 00100 0

47、00 650.531.ES36.3310.7573.2872.80.00wo.noD.770.712558.H9.7583.0386.10.00100.000.910.953.99.M77590.70101.90.00100.001.0b1.264.7511.415.1695.94120.60.00100.001 28re?G.斐13.5027198.6514280.00100.001.512.19G.E115981.0499.E91B9.00.00100.001.732.6711.4816.910.2799,9520000.001CIO.OO圖4-1 CICP黃顏料粉末的特征參數(shù)和分布圖CI

48、CP紅顏料26 / 46下載文檔可編輯CICP紅顏料粉末的特征參數(shù)和分布，見圖 4-20(4,3-57J5-5D S 3pm口口由三皎 麗$苫#7 世 封上uDIO :L6|1L 區(qū)5 351u申DM 舊屈，孤D如u犀梅不C itn伊票和板徑(iT1)救奇_ 如年積（因校役C|LTl)甲犯1電0.2IJ2.122.7011 67霓d“ 20的El0.24010mo2i0*口1520國G01999.90U2B01Z0 222 3E耳？4195231 3Q (IB99199：.-3016o.aa3J51葭124 7337.1OOI100.000J90 21UGz4.1,6.3031.03七9uuu

49、100 IJU白的0 27Ub?間工不30拓K.00 00100.000.55。我l.35J01a.5兆95G1 50 001j0 JO0 6S。他1u6加3利930Z?3nnninn in0.770 602明比113.76B6U5Wuoo1UQ.IJ00.91D.7H3 口 79G3?&G0tot 9II uo ID JO1.0Q1.：14.0811413JE3B4.11T20Ld0 001O0,M1291 UG羽1 :rE1?90 q -II ODion on1.511.67?0415.984.7 BS63儂二0 001D0 DO1 73eu317in 512C030英ED】nnnirii

50、rin圖4-2 CICP紅顏料粉末的特征參數(shù)和分布圖4.1.3 CICP藍(lán)顏料CICP藍(lán)顏料粉末的特征參數(shù)和分布，見圖 4-3。27 / 46下載文檔可編輯EC4.X 141? un D50 13.30 usi Dt3自：9足um 心點(diǎn).：(M6鼠/ta口 1口 工工J pm D2S E 59 1dm 口7工- IS 77 )|,lm D9O K/S； pm2U126S1* 余A510205。吊彳kiTlLo 1曲伸W) 0 20 (LM2U126S1* 余A510205。吊彳kiTlLo 1曲伸W) 0 20 (LMU28(JJ9 (UEOES0.91 a Ofl 1.28(?*)QINW

51、期跖期晡匣E13IU25 n- n- nu- D D o D J0,0.0.r0.01 0.01 D.CJ QQA Q.C7 01C n 1d 03 Q.3C 口 DJbU oer累粗 f iQya (埼I刷 2.303.31 462日.9112.23 16.B0 22,76 me. 4i 39.09 51.Ub62.3122J 2G.531.J37. 43月52.J E1.5 7圖4-4白色顏料的近紅外反射曲線CICP紅的基本紅外反射能力，見圖 4-5。29 / 46下載文檔可編輯紅圖4-5 CICP紅顏料的近紅外反射曲線CICP黃的基本紅外反射能力，見圖 4-6圖4-6 CICP黃顏料的近

52、紅外反射曲線30 / 46下載文檔可編輯CICP藍(lán)的基本紅外反射能力，見圖4-7圖4-7 CICP藍(lán)顏料的近紅外反射曲線從圖4-4,圖4-5,圖4-6,圖4-7中可以得到鈦白粉，CICPPI, CIC曲,CIC唯的反射率，見表4.1表4.1基本顏色的反射率反射率（%顏色鈦白粉CICPICIC能CIC演可見光反射率最大值88.548.470.981.7(400-750nm)最小值38.519.221.121.1平均86.1833.7751.8864.9近紅外反射率最大值86.948.466.879.8(750-2500nm最小值31.814.823.625.4平均65.1932.0644.555

53、.8831 / 46下載文檔可編輯總反射率平均 68.693245.7357.37由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以明顯得到，白色顏料的反射率高于彩色顏料的反 射率。白色涂層反射率高于彩色涂層反射率的原因可通過反射率的定義來 說明。圖4-8表示了入射光通量中i與反射光通量中p,不透明體反射光的 程度可用光反射率p來表示。光反射率定義為：被物體表面反射的光通量p與入射到物體表面的光通量i之比?？杀聿粸?(4-1)(4-1)圖4-8入射光通量中i與反射光通量中p下意圖從色彩的觀點(diǎn)來說，每一個反射物體對光的反射效應(yīng)，能夠以光譜反射率積分曲線來描述。光譜反射率p （入）定義為“在波長入的光照射下， 樣品表面反射的光通

54、量中p （入）與入射光通量中i （入）之比”。表示 為：光譜反射率P（A） -篙丁（4-2）對圖4-8,若用光譜反射率來分析，則可以說在入射白光光譜中，藍(lán)色32 / 46下載文檔可編輯光和綠色光部分被吸收，p藍(lán)（入）、p錄（入）值接近于零；有紅色光部分 的輻射能被反射，具有較大的p紅（入）值，故該物體表面呈紅色。由此可 見，白色涂層可以反射所有顏色的光的輻射能，故而物體表面呈白色，反 射的輻射能越多，則反射率越高。因此，白色涂層的反射率明顯高于彩色 涂層的反射率。但是CIC胸料作為一種新開發(fā)出來的NIF熱反射顏料，它具有比普通同 色系顏料在近紅外區(qū)高的多的反射率。如圖 4-9所示，是一種黑色C

55、ICPK料 與普通顏料在太陽光全波段反射率曲線圖。由圖4-9看出，由改性制備而成的無機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的具有近紅外反射能力 的顏填料CICP,相比普通的碳黑顏料，在全波段的半球反射率大大提高。 原先普通碳黑的反射率曲線在所有波段一直低平，平均反射率只有0.05;而CICPS可見光波段雖然較低，但在近紅外波段反射率大幅提升，在1250nm 時達(dá)到最高的0.7 ,平均反射率是0.26,為普通碳黑反射率的5倍多。這種 CICPJ普通碳黑鹽填料色調(diào)上一致，但近紅外區(qū)的反射率大大提高，因此 可以解決在太陽輻射強(qiáng)烈時深色吸熱大的問題，應(yīng)用到節(jié)能涂料中也取得 了很好的隔熱反射效果。33 / 46下載文檔可編輯、七,

56、匚-三、七,匚-三-lLC匚 Lm 一rrF-Gz(Ll:Li:frcHB圖4-9 TiO 2、葉綠色顏料、普通碳黑與包含近紅外反射黑色CI CP顏料反射率太陽光譜的對比顏料的不同含量對反射率的影響CICP紅顏料CICP紅顏料在基本涂料中分別加入 23g, 11.5g, 0g的近紅外反射率見 圖 4-10。34 / 46下載文檔可編輯wo i90 -8070 -/23g 紅匕。11.5g紅/23g 紅匕。11.5g紅0g 紅游 50&$03020 -100-50010001500200025003000光憎(nm)圖4-10 CICP紅顏料在基本涂料中不同含量的近紅外反射曲線由圖4-10,可知

57、在可見光區(qū)，較低的CICP紅含量能使涂料的反射率有 所提高，但是在近紅外區(qū)，含有較高的 CICP紅顏料的涂料，其反射率更為 平滑。CICP黃顏料CICP黃顏料在基本涂料中分別加入 23g, 11.5g, 0g的近紅外反射率見 圖 4-11。35 / 46下載文檔可編輯圖4-11 CICP黃顏料在基本涂料中不同含量的近紅外反射曲線由圖4-11可知，在可見光區(qū)，較低的 CICP黃含量能使涂料的反射率 有所提高，但是在近紅外區(qū)，由于 CICP黃色顏料的反射率接近鈦白粉，所 以其含量對反射率的影響不大，基本上沒有差距。CICP藍(lán)顏料CICP藍(lán)顏料在基本涂料中分別加入 23g, 11.5g, 0g的近紅

58、外反射率見 圖 4-12。36 / 46下載文檔可編輯圖4-12 CICP藍(lán)顏料在基本涂料中不同含量的近紅外反射曲線由圖4-12,可知在400至1750n位間，較低的CIC曲顏料含量始終保持 著較高的反射率，在1750nmi后，較高的CIC曲顏料擁有較高的反射率。由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以明顯得到，CIC胸料的含量對涂料的反射率有著 一定的影響，并且其自身反射率越低，影響越明顯。但是對于顏料本身的 增加，在1750nmi后，過多的顏料會使反射率下降的更快。這是由于顏料 的含量增加，樹脂無法對其進(jìn)行完全包裹或填充顏料間的空隙，涂層中出 現(xiàn)空隙和缺陷。不同含量的CIC除料的色度對上述9種涂料進(jìn)行色差比較，

59、得到結(jié)果見表4.1表4.1不同含量CIC騎料的色度顏色在涂料中L （明度）a （紅綠度）b （黃藍(lán)度）E的含量37 / 46下載文檔可編輯紅2346.0619.345.7575.9111.549.2418.705.1477.65053.5417.714.8180.07黃2382.81-3.3348.57102.311.583.66-4.2145.74101.7085.09-4.0239.78101.0藍(lán)11.568.51-10.83-18.8182.81072.13-10.13-17.4085.83從表中可以得知，在同種顏色中，紅，含23g的紅度就最高。顏料含用越多,則顏色越深,如 CICP并

60、且顏料越多則明度越低，綜合上面的紅外反射圖來分析，明度越高， 也就是含量越低，在可見光的反射率就越高。但是在近紅外區(qū)，顏色的色 度對近紅外反射率并沒有直接的聯(lián)系。CaCQ在涂料中對反射率的影響圖4-13, 4-14, 4-15分別是不含CaCOF口含有11.5g CaCO勺紅外反射曲線38 / 46下載文檔可編輯10030 -70 -60-xCaCO2500300020 -10 -光譜(nm)圖4-13有無CaCOCICPI顏料圖4-14有無CaCOCIC演顏料39 / 46下載文檔可編輯fiCaCO,丸 CaCQI9 i 11 T i| ! T 11500100015002000?50C30