反射型隔熱涂料的隔熱原理和特點(diǎn)
反射型隔熱涂料是通過在體系中添加對(duì)熱輻射(太陽輻射、紅外輻射等)有高反射率的顏填料,避免設(shè)備及建筑物對(duì)太陽輻射的吸收,達(dá)到隔熱效果的涂料。
反射型隔熱涂料顏填料是保證反射型隔熱涂料對(duì)太陽輻射有高反射率的關(guān)鍵。一般來說,涂層顏色越淺,其對(duì)太陽輻射的反射率越高。因此傳統(tǒng)的反射型隔熱涂料都以白色為主,它們一般使用白度較高的TiO2、ZnO作為顏料。該類涂料對(duì)太陽輻射的反射率可高達(dá)80%以上,部分涂料甚至可達(dá)95%。因此,在夏天,涂裝了反射型隔熱涂料的建筑物的外墻溫度遠(yuǎn)小于普通建筑物,僅略高于環(huán)境溫度,大幅降低了建筑的冷卻負(fù)荷,明顯節(jié)省了用電量。在石化行業(yè),反射型隔熱涂料在石油儲(chǔ)罐的隔熱上有廣泛應(yīng)用,它能有效防止儲(chǔ)罐溫度過高而帶來的安全隱患,提高罐區(qū)的可用庫容。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們更傾向于色彩豐富的涂料。因此非淺色的反射型隔熱涂料得到了廣泛的研究。其主要的研究思路是針對(duì)太陽輻射能量主要集中于近紅外區(qū),制備出僅對(duì)紅外輻射有高反射率的彩色顏填料,使得涂層吸收可見光而呈現(xiàn)出豐富色彩的同時(shí),反射熱量較高的紅外輻射,從而達(dá)到隔熱目的。目前,苝類、酞菁銅類及偶氮類的有機(jī)顏料,鉻類、鎘類、稀土類的無機(jī)顏料都具有較好的紅外光反射能力。但有機(jī)顏料在耐紫外、耐熱性方面往往不足,而鉻類、鎘類無機(jī)顏料則存在重金屬污染的問題。只有稀土類無機(jī)顏料整體性能較好,但該類顏填料制備技術(shù)難度大,原材料成本高。因此,彩色的反射型隔熱涂料尚需進(jìn)一步研究。
在涂層耐久性能方面,由于反射型隔熱涂料主要用于反射太陽輻射,因此目前該涂料的成膜樹脂主要以丙烯酸樹脂、含氟樹脂等耐紫外老化性能優(yōu)異的聚合物為主。丙烯酸樹脂由于其分子結(jié)構(gòu)中不含有苯環(huán)、雙鍵等結(jié)構(gòu),具有優(yōu)異的耐紫外老化性。而且烯類單體多種多樣,涂料在保持良好耐候性的同時(shí),它的性能也能依據(jù)單體而作出多樣的調(diào)整,可適應(yīng)不同環(huán)境中的使用。含氟樹脂的C—F鍵的鍵能高達(dá)485.6 kJ/mol,分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,而且在其分子鏈中,每個(gè)C—C鍵都被螺旋式三維排列的F原子緊緊地包圍著。這種結(jié)構(gòu)能保護(hù)其免受紫外線的侵害,耐候性能優(yōu)異。而且C—F鍵還使得這類涂料涂膜表面堅(jiān)硬、耐磨性好;表面能低、手感光滑、耐沾污性好、易于用水沖洗保潔;而且涂膜還具有防霉耐熱等多種優(yōu)點(diǎn)。
但反射型隔熱涂料只是一種反射熱輻射的材料,它不能阻礙其他2種傳熱方式對(duì)基材的傳熱。因此無法對(duì)高溫傳熱介質(zhì)(如高溫輸油管道、工業(yè)鍋爐)保溫,僅是一種應(yīng)用于設(shè)施及建筑的外墻的隔熱涂料。此外,一般的反射型隔熱涂料耐腐蝕性能不佳,在重腐蝕環(huán)境,需要通過與重防腐涂層配套涂裝來防止基材被腐蝕。顯然,進(jìn)一步提高涂料的耐腐蝕性能,實(shí)現(xiàn)涂層的防腐保溫一體化具有良好的發(fā)展前景。
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