墨绿色反射隔热涂料的研究基于不同色浆在光谱中的反射率的不同

墨绿色反射隔热涂料的研究，基于不同色浆在光谱中的反射率的不同

近年来，建筑节能及绿色建筑越来越受到人们的重视，通过在建筑物表面涂刷反射隔热涂料，可以有效的将太阳光中90 %以上的热量反射出去，从而降低传入到室内的热量，大大降低空调使用率。目前关于反射隔热涂料的研究文章大多针对白色系反射隔热涂料，然而白色建筑仅占20 %左右，不能满足人们对彩色反射隔热外墙建筑的大量需求[4-8]。

目前国内对浅色彩色反射隔热涂料的研究逐渐增加，但是在深色系特别是用于特种军事伪装用途的绿色反射隔热涂料研究较少，本文利用三原色原理，通过筛选具有不同种类反射红外波长的色浆并复配出绿色色浆，研究了反射隔热涂料的明度值及反射隔热涂料性能的影响，并与高性能反射红外颜料进行隔热性能对比分析，对多彩的反射隔热涂料研究具有一定的积极作用

1 实验部分

1.1 实验仪器与设备

实验的主要原料：丙烯酸弹性乳液，颜填料(金红石型钛白粉，陶瓷粉，云母粉)，空心玻璃微珠，润湿剂，分散剂，增稠剂，消泡剂，成膜助剂，水等，如表1 所示：实验仪器如表2。

实验原材料

反射隔热涂料基础配方

1.2 涂料的制备

1.2.1 白色基础反射隔热涂料的制备

依次将水、润湿剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂、pH 调节剂依次加入塑料搅拌杯中，搅拌5~10 分钟至均匀；在上述均匀溶液中，依次加入颜填料(金红石钛白粉，陶瓷粉，云母粉)，在1200~5000 r/min 的转速下高速搅拌20-30min 获得分散体系；调节转子的转速为800~1200 r/min，在上述分散体系中，加入弹性丙烯酸乳液，搅拌时间为15~20 min；调节转子的转速为250~400r/min，加入防霉剂、增稠剂、空心玻璃微珠，继续搅拌10~15 min即获得白色反射隔热弹性涂料。

1.2.2 调色反射隔热涂料的制备

称取一定量的互补色浆加入到上述基础涂料中，调节转子转速为800 r/min，搅拌时间为20 分钟，通过斯托默粘度计检测粘度并控制在90±2 KU。

2 结果与讨论

2.1 不同种类的色浆互补出的绿色色浆对涂料的太阳反射性能影响

实验中，基于上述白色反射隔热涂料基础配方，通过调节不同种类色浆互补出绿色色浆以制备反射隔热涂料，试验中调节各种色浆的比例并控制其涂料的明度值基本一致，检测互补绿色色浆的太阳反射性能。实验结果如表4。

反射隔热涂料配方

2.2 空心玻璃微珠对互补绿色反射隔热涂料的隔热性能影响

反射隔热涂料中加入一定量的空心玻璃微珠Im16k，也可以增强其反射红外能力，从图1 紫外可见漫反射图谱中可以看出波长在400~2500 nm 之间，由于3 号样品空心玻璃微珠的加入提高的其在可见和红外区域的反射率，进而提高其太阳反射比。而不选用空心玻璃微珠的涂料1 号样品则在红外区域反射率显著下降。

空心玻璃微珠对太阳反射比的影响

从表5 中同样可以看出随着空心玻璃微珠的加入量的增加，涂料的反射太阳光的能力呈现先增加后降低的趋势。由于空心玻璃微珠在含量较低时，其在涂料总排布较为疏松，无法形成致密的反射层，光线容易穿透涂料直接到基底，因此太阳反射比较低，当空心玻璃微珠含量为7 %时，玻璃微珠在膜中排列致密，光线可以照射到涂膜表面时能够通过空心玻璃微珠表面并在内壁进行多次反射，从而提高涂膜对太阳光的反射比，同时空心玻璃微珠的有效成分为硼硅酸盐，具有较大的折光指数，同时由于其具有中空的结构，内含惰性气体，其导热系数为0.03 W/(m*K)左右。

不同用量的空心玻璃微珠对涂料性能的影响

2.3 陶瓷粉含量对互补绿色反射隔热涂料的半球发射率的影响

陶瓷粉主要是由一些半导体金属氧化物(如TiO2，MgO，Al2O3，Fe2O3，Cr2O3，MnO2，ZrO2 等)通过控制煅烧温度在1000~1500 ℃及时间2~6 小时来制备陶瓷粉体，当光线照射到半导体金属氧化物表面时，发生光电作用从而产生大量电子跃迁，从而将一部分能量以红外线的形式辐射到太空中。实验中将陶瓷粉按照0，1 %，2 %，3 %，4 %，5 %，的添加量制备反射隔热涂料，通过检测所制备涂料的半球发射率讨论陶瓷粉的用量对涂料半球发射率的影响，如表6 所示。

陶瓷粉的用量对涂料的半球发射率的影响

2.4 互补绿色反射隔热涂料的隔热性能

涂料的隔热性能依据标准JG/T 235-2008 中隔热温差的试验装置进行实验，对比1 号市售普通绿色，2 号高性能反射红外色浆及3 号自制互补色浆进行隔热温差试验，试验检测背板的温度。实验中保证所制备的涂料的明度值均为36。试验结果如图2 和3所示。

不同色浆制备的反射隔热涂料隔热性能

不同绿色浆对反射隔热涂料太阳反射率的影响

从图中 2 可以看出，1 号市售普通铬绿色浆所制备的隔热涂料，隔热效果较差，在模拟红外灯的照射下，样品的背板温度接近60 ℃，而3 号高性能反射红外色浆所制备的涂料，隔热效果突出，温度接近45 ℃，采用自制的黄蓝互补绿色浆进行调色的2号样品获得最好的隔热效果，样板背板温度仅为40 ℃。市售铬绿色浆对光谱全吸收，因此背板吸热较多。

3 号样品为高性能反射红外色浆反射率情况，高性能反射红外色浆在成分上是由单一的钴绿尖晶石晶型，仅对红外波段的光线具有较高的反射，从数据可以看出所制备的涂料仅在1200~2500 nm 之间具有较高的反射红外能力，但是在此区间的太阳光谱的能量分布情况却远远弱与可见光区域420~780 nm 及近红外780~1200 nm 区间的热量分布情况。

而自制2 号互补黑色浆，通过对黄蓝色浆在太阳光下对光谱进行叠加反射，图1.2 所示为2 号样品在可见光区域420~780nm 及近红外780~1200 nm 获得较高的太阳反射率，而这光谱区间为太阳光谱热量最高的区域，整体提升了，黄，蓝色浆反射太阳光波段的能力，特别在太阳热量分布区间较多的红外光波段具有较高的反射能力，因此隔热效果最好。

2.5 互补绿色反射隔热涂料的基本性能检测

按照国家标准JG/T 235-2014《建筑反射隔热涂料》进行涂料检测，送检结果如表7，实验结果均通过项目考核指标。

反射隔热弹性涂料基本性能

3 结论

通过筛选不同反射率的色浆互补出绿色浆并与市售普通铬绿色浆及高性能红外反射色浆进行反射隔热涂料的性能对比，铁黄+群青获得优异的性能。当明度值为36 时，空心玻璃微珠含量为7 %，陶瓷粉含量为3 %时，太阳反射比为0.34，近红外发射比为0.67，其隔热效果优异于市售普通铬绿色色浆及高性能红外反射涂料。

墨绿色反射隔热涂料的研究

沈志明 1,2，李安宁1,2，陈中1，李晴1,2，李娟1,2，殷蕾1

(1．江苏丰彩新型建材有限公司，江苏南京 211100；2．江苏省既有建筑绿色化改造工程技术研究中心，江苏南京 211100)

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