太阳热反射隔热涂料.doc

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1、JIANGSUUNIVERSITY反射隔热涂料研究进展及应用学院名称：京江学院专业班级：J高分子1001学生姓名：习伟文学号：指导教师：莫小娟2011年12月反射隔热涂料研究进展及应用摘要：综述了国内外反射隔热涂料的最新研究进展。阐述了其隔热保温的作用机理，并分析了影响其隔热保温效果的相关因素。介绍了其工程应用情况和发展前景。关键词：反射隔热涂料；隔热性能影响因素；研究进展引言：可以说，地球上绝大部分能量都来自于太阳，煤炭，石油，风能，水的运动能等都是太阳能的一种形式。现在太阳仍以大约1.77×1017J/s的速度将能量辐射到地球表面，给地球生命提供了生存条件，但强烈的热辐射也给

2、人类生活带来诸多不便。据分析，喷淋装置、空调、冷气机和电风扇等降温制冷设备每年所消耗的能量占全年总能耗的20%以上[1]故对新型节能材料的需求日益增加。反射隔热涂料是近年来发展起来的一种新型节能材料，通过有效地反射，阻隔、辐射太阳光的能量，能明显降低建筑物外墙、屋顶和室内温度，降低空调等制冷设备在高温条件下的能耗，既改善了工作环境又节约了大量的能源[2]1反射隔热涂料的作用机理太阳光热辐射按波长不同可划分为3个部分：各部分在总能量中所占的比例是不同的，见表1太阳光热能主要集中在波长为400-2500nm的太阳光热能主要集中在波长为500nm时太阳光热辐射最强[3]，从表1可以看出

3、，可见光和近红外光辐射占太阳光总能量的95%，所以隔绝了可见光和近红外光就可以使太阳照射下的物体变得凉爽，降低空调制冷的费用。但在设计时由于受外观的限制，不可能使整个可见光反射光谱曲线的反射比同时达到最大，所以通过使可见光的反射比最大化来降低太阳辐照下物体的温度不是行之有效的途径。但是在不影响外观的情况下，通过使近红外反射比最大化可明显地降低太阳辐照下物体的温度.近红外热辐射占太阳总辐射的50%所以抑制了近红外热辐射，就可以隔绝大部分热辐射的能量[4]太阳热反射隔热涂层是一种对近红外辐射具有显著反射作用的功能型涂层,这种涂层一般是将对近红外辐射具有反射功能作用的粒子,通过辊涂、刷

4、涂、喷涂或刮涂的方法涂覆到基质上，它不需要消耗能源就能将辐射到物体表面的近红外热辐射、反射或散射到外部空间，从而降低热辐射下被覆空间或物体的表面及内部环境温度。太阳热反射隔热涂层作用示意见图12影响隔热性能的主要因素对于硬质基（如金属、墙体等），一般是直接将太阳热反射隔热涂料涂覆在基材表面上而起隔热作用的，较少考虑基材对隔热性能的影响，因此影响这类涂层隔热性能的主要因素有树脂和功能填料的种类、粒径分布、用量及涂层厚度。对于软质基（如织物等)，一般是将太阳热反射隔热涂料涂覆在织物上，然后再用这种涂层织物制成各种篷布或篷盖覆盖在物体表面上起隔热作用，所以影响其隔热性能的主要因素除包含

5、以上几种外，基布的影响也是必须考虑的。2.1树脂反射隔热涂料处于强太阳光的直接照射下，树脂必须能耐紫外线照射，因此，环氧树脂、芳香族聚氨酯树脂等不宜用作基料树脂，而大部分树脂，如醇酸树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂、聚酯树脂、有机硅改性醇酸树脂、有机硅改性聚酯树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、有机硅树脂、含氟树脂等都可以用作太阳热反射隔热涂料的基料树脂。要求树脂的透明度高，透光率在80%以上（以利于颜填料反射），对辐射能吸收率低（树脂分子中尽量少含C-O-C、C=O、-OH等吸能基团）。随着环保要求的不断提高，采用高固体分、无溶剂和水性树脂已成为涂料工业的发展趋势，因此，耐候性好、符合环保要

6、求的无溶剂聚氨酯、硅丙乳液、水性聚氨酯、水性氟树脂等成为反射隔热涂料的首选树脂。2.2颜填料的影响涂层的热辐射率取决于颜填料折光指数（n1与树脂折光指数（n2）的比值（n1/n2）、涂层厚度、颜填料粒径d、颜填料纯度以及颜料体积浓度（PVC）等。2.3颜填料光学性质的影响当颜填料的折光指数与基料的折光指数相等时，涂料是透明的；当颜填料的折光指数大于基料的折光指数时，涂料就有了遮盖力。涂料的遮盖力F取决于颜填料和基料折光指数之差，见如下公式（1）计算。公式1物体对光的反射包括全反射和散射，涂层中颜填料对光的反射主要以散射为主。颜填料折光指数与树脂折光指数的比值（n1/n2）为颜填料

7、对太阳光的散射能力m。m值越大，散射能力越强。颜填料遮盖力越强，散射能力越强。2..3颜填料粒径的影响颜填料粒径与反射入射光的波长有关，对应于最大反射的颜填料粒径可用式（2）计算公式2式中：d—颜填料粒径；n1—基料树脂的折光指数；m—颜填料散射能力；λ—入射光波长。当颜填料粒径与入射光波长比（d/λ）为0.1~10时，表现为菲涅耳型反射，对温控有利；当d/λ<0.1时，表现为瑞利散射，对温控无效。根据上述分析，颜填料粒径大，对反射太阳热辐射有利，最小粒径不应小于0.02μm。但