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建筑反射隔热涂料主要发展方向
发布时间:2014-04-03     阅读:3970

  性能优良的隔热涂料一般兼具反射、辐射和低热导系数其中两种或三种机理特性。因此,隔热涂料的发展方向主要为:
  积极开发新型建筑反射隔热涂料及相关技术。如低辐射反射隔热涂料,高效薄层反射隔热防腐一体化涂料等。含纳米或亚纳米微孔结构的涂膜及采用纳米材料制得的涂膜将是下一阶段反射隔热涂料发展的热点之一。
  注重环保,利用“三废”开发反射隔热涂料。环保越来越引起世界各国的重视,反射隔热涂料的研制应遵循涂料发展的潮流,向水性、环保的方向发展,避免使用环保法规中禁用的有害物质。

  关于隔热效果的概念

  某种涂料的隔热效果一般是指:同一天气气温的情况下,涂覆该种涂料与涂覆普通非隔热涂料,隔热目标物和隔热目标空间的温度差值。
  只有在相同的天气温度、隔热目标物,以及同等目标空间的情况下,才能准确比较两种隔热涂料的隔热效果。
  在炎热的夏季,即使使用同一种隔热涂料,如隔热目标空间相差很大,则室内降温效应相差也很大。空间越小,不使用隔热涂料时升温越明显,故此时使用隔热涂料降温效应越明显。

  一、按隔热的机理来分

  1. 阻隔性隔热涂料

  阻隔性隔热涂料属无机涂料,通过对热传递的显著阻抗性来实现隔热的涂料。热传递是通过对流、辐射及分子振动热传导三种途径来实现的。目前主要用作工业隔热涂料,由于存在自身材料结构带来的缺陷,如干燥周期长,施工受季节和气候影响大,抗冲击能力弱,干燥收缩大,吸湿率大,对墙体的粘结强度偏低以及装饰性有待进一步改善等,故这类隔热涂料较少用于外墙涂装。

  2. 建筑反射隔热涂料

  反射隔热涂料是在铝基反光隔热涂料的基础上发展而来,通过选择的树脂(一般进口固体丙烯酸树脂)和金属或金属氧化物填料,利用特种材料,如“空心微珠”等,制得高反射率涂层来达到隔热目的。
  现已用于建筑业的钢结构屋顶和玻璃幕墙;石油工业的海上钻井平台、抽罐、石油管道;运输业的汽车、火车、飞机表面;造船工业的船壳、甲板;以及坦克、军舰、火箭、宇宙飞船等,起到阻止热传导、降低暴露在太阳热辐射下装备的表面温度和内部环境温度、改善工作环境以及提高建筑安全性等作用。

  3. 辐射隔热涂料

  辐射隔热涂料是通过辐射的形式把建筑物吸收的日照光线和热量以一定的波长发射到空气中,从而达到良好隔热降温效果的涂料。此类涂料的关键技术是制备具有高热发射率的涂料组分。

  4. 薄层隔热反射涂料

  选择耐候性好、韧性好、耐温较高、成膜性好的基料,加入轻质、孔隙率高、热绝缘系数大的绝缘填料及反射率高、表面光洁的反射填料,并辅以合适的分散剂、阻燃剂、成膜助剂等,研制成的薄层隔热反射涂料的热反射率可达 85 %以上,可用于成品油罐及低温容器的隔热保温。

  5. 真空绝热保温涂料

  真空状态能使分子振动热传导和对流传导两种方式完全消失,为此采用真空的填料以制备性能优良的保温涂料成为当前研究的热点之一。美国推出利用太空科技的 astec 陶瓷绝热涂料在建筑物内使用,施以薄层即可有效地增强隔热保温效果,秋天可使室温提高2.8-4.4 ℃ ,夏天可使室内降低同样的温度,该涂料也具有较长的使用寿命。

  6. 纳米孔超级绝热保温涂料

  纳米孔超级绝热材料是建立在低密度和超级细孔(小于 50nm)结构基础上,从理论上其导热系数可趋近于零。采用纳米孔原料获得比静止空气导热系数 (0.023w/m.k) 更小的涂膜是完全可能的。降低生产成本,开发使用温度高于1050℃ 的纳米孔绝热材料在中科院地球化学研究已成为现实。作为最具市场应用潜力的新兴纳米科学技术,其发展为隔热涂料的研究提供了前所未有的机遇和可能性。

二、按是否为水性体系分类

  隔热涂料也可按体系分为溶剂型和水性两大类涂料。水性化是涂料的发展趋势和环保要求的必然归宿,超长寿命(10年以上)的水性反射隔热涂料已成为国内外隔热涂料研究的热点之一。

  1.溶剂型反射隔热涂料

  反射隔热涂料是在铝基反光隔热涂料的基础上发展而来的,通过选择合适的树脂、金属或金属氧化物填料及生产工艺,制得高反射率的涂层,反射太阳热以达到隔热的目的。

  该类涂料的优点在于:工艺成熟,产品稳定性高,寿命长达8年以上。

  此种涂料的缺点在于:导热系数高,自身辐射降温能力弱,无环保特性。

  2.水性反射隔热涂料

  目前的水性隔热涂料主要分为金属填料反射隔热涂料和特殊微珠反射隔热涂料两种,其隔热效果要优于纯辐射类水性隔热涂料。

  金属填料反射隔热涂料

  根据溶剂型反射隔热涂料机理而研发出来的一种新型水性反射隔热涂料。和溶剂型发射隔热涂料相比,该涂料的主要优点在于环保。目前该类产品性能稳定性方面不如溶剂型反射隔热涂料,涂料寿命尚待提高,且导热系数高,自身辐射降温能力弱。

  特殊微珠反射隔热涂料

  由极微小的特殊真空微珠和与其相适应的环保乳液组成的水性涂料。它与墙体、金属、木质品等基体有着较强的附着力,直接在基体表面涂抹两遍至0.4-0.5mm左右,即可达到长久隔热保温的目的。美国豪斯实验室对民用建筑使用效果的测试结果表明,夏天空调能耗至少节省64%。其核心技术是真空陶瓷微珠(或陶瓷微珠与玻璃微珠的组合微珠,微珠的质量直接影响涂料的效果和寿命),由于它的特殊结构,因此具有很强的延展性,可有效避免因基体吸水后热胀冷缩产生裂缝以及因强阳光照射引起基体内张力变化而产生裂缝。

  经测试,该涂料在波长500-2500nm波长范围内对阳光的反射率平均达到86%。可变化的透气性也是这种新兴涂料的重要特点。由于微珠陶瓷球体的间距随空气湿度加大而增加,整个体系的间距随之增大,反之湿度小于50%时,它对水蒸气则具有密封性。这种涂料过去仅限于在航天产品上使用。近年来,发达国家先后将其应用到了民用建筑和工业设施。其在化工行业的液体贮罐、罐车隔热以及各种生产设备的表面防腐等方面具有市场潜力。
  与上面的金属填料反射隔热涂料相比,其最大优点在于:导热系数小,有辐射功能,冬夏都有效,寿命长。

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