涂料工業(yè):
一、術(shù)語和定義
反射隔熱涂料,通過對太陽光進行反射,從而達到降溫、隔熱的目的。一般情況下,太陽能量的波長主要集中在400~1800 nm的近紅外區(qū)和可見光區(qū),因此反射隔熱涂料在該波長范圍內(nèi)的反射率越高,涂層的隔熱性能越好。這種涂料主要是為了滿足航天和軍事需求而研制的,后來因為該涂料可以隔絕熱量、降低物體的表面溫度,因此又被廣泛用于石油化工行業(yè)、房屋建筑墻面等。
我國開始研究建筑反射隔熱涂料也是本世紀(jì)初開始,之前都是參照國外的應(yīng)用研究。歐美國家最早應(yīng)用航天飛機上使用熱反射隔熱涂料,我國最先使用反射隔熱領(lǐng)域的還是石化行業(yè)開始。隨后進入建筑節(jié)能領(lǐng)域,交通運輸?shù)榷囝I(lǐng)域得到應(yīng)用。
二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
反射隔熱涂料的標(biāo)準(zhǔn)主要分為國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),涵蓋光學(xué)性能、熱工性能及耐久性等核心指標(biāo)。
光學(xué)指標(biāo):太陽反射比、半球發(fā)射率是核心評價參數(shù),不同標(biāo)準(zhǔn)對白色、中高明度等場景有細(xì)化要求;
熱工指標(biāo):隔熱溫差、衰減率等反映涂料實際節(jié)能效果;
耐久性:耐人工老化、耐沖擊性、鹽霧腐蝕等保障長期使用。
GB/T 25261-2010《建筑用反射隔熱涂料》
光學(xué)性能:太陽反射比≥0.80,半球發(fā)射率≥0.80;
熱工性能:引入熱阻概念,提供節(jié)能計算依據(jù);
耐久性:耐人工老化后反射比≥0.81,半球發(fā)射率≥0.83。
JG/T 235-2008《建筑反射隔熱涂料》
光學(xué)性能:太陽反射比(白色)≥0.80,半球發(fā)射率≥0.80;
熱工性能:隔熱溫差≥10 ℃,白色外墻衰減≤12 ℃。
JC/T 1040-2007《建筑外表面用熱反射隔熱涂料》
光學(xué)性能:太陽反射比≥0.83,半球發(fā)射率≥0.85;
耐久性:耐人工老化后反射比≥0.81,半球發(fā)射率≥0.83。
HG/T 4341-2012《金屬表面用熱反射隔熱涂料》
光學(xué)性能:太陽反射比(白色)≥0.85,半球發(fā)射率≥0.83;
適用場景:石油、化工等金屬表面。
ASTM C1483/C1483M-2017(2022)《建筑物室外太陽輻射控制涂料規(guī)格》
GB/T 50393-2017《鋼質(zhì)石油儲罐防腐蝕工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》
石油儲罐領(lǐng)域?qū)S脴?biāo)準(zhǔn),需結(jié)合反射隔熱與防腐要求。
三、反射隔熱涂料分類
隔熱涂料是建筑涂料中具有節(jié)能功效的建筑涂料,按照其隔熱機理主要有三種。
阻隔性隔熱涂料:對熱傳遞進行阻抗而實現(xiàn)隔熱。在制備涂料時主要選擇低熱導(dǎo)率物質(zhì)及在涂料成膜后引入熱導(dǎo)率低的空氣。常用的阻熱填料有空心玻璃珠、空心陶瓷粉、空心纖維、海泡石、蛭石、珍珠巖等。
熱反射隔熱涂料:主要反射太陽光在400~1800 nm的光譜能量。其反射性材料為納米材料。
輻射隔熱涂料:主要是把吸收的日照光線和熱量以一定波長發(fā)射到空氣中。其使用的材料為多種金屬氧化物,如三氧化二鐵、二氧化錳、三氧化二鈷、氧化銅等反射型尖晶石摻雜物。也可把上述幾種功能進行復(fù)合,如既有阻隔又有反射功能的隔熱涂料等,也是隔熱涂料的發(fā)展趨勢。
四、反射隔熱涂料發(fā)展趨勢
隨著科技的發(fā)展,社會的進步,反射隔熱涂料呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢:
(1)高耐候、長效性。改性丙烯酸樹脂、聚硅氧烷樹脂、含氟樹脂等耐紫外線性能優(yōu)異的樹脂的不斷開發(fā),配以高光學(xué)性能的顏填料,使得高耐候、長效性的反射隔熱涂料的開發(fā)成為可能,加之自清潔技術(shù)等合成于同一涂層中,有望實現(xiàn)15年以上的免大修壽命。
(2)單一顏填料向高純度、復(fù)合顏填料向高性能方向發(fā)展。通過對高純度顏料光學(xué)性能的理論研究和試驗,對單一顏料的光學(xué)性能有更深刻的認(rèn)識,然后通過特殊工藝,開發(fā)各種高性能復(fù)合顏填料,使反射隔熱涂料光學(xué)效率更高、效果更好。
(3)環(huán)境友好性。社會發(fā)展要求人類活動對環(huán)境的負(fù)面影響越小越好,因此,水性、高固體分、無溶劑型涂料也成為反射隔熱涂料發(fā)展的大勢所趨。
反射隔熱涂料具有裝飾和隔熱的雙重功能,屬于功能性涂料。由于反射性隔熱涂料能夠顯著的降低暴露于太陽熱輻射下的物體的表面溫度,因而該類涂料從航天工業(yè)應(yīng)用迅速的擴展到石油化工行業(yè)、糧食儲備行業(yè)等。目前,該類涂料已開始在建筑工程上應(yīng)用,用于屋面和墻面的反射隔熱,并具有迅速增大的趨勢,糧倉的應(yīng)用也較廣泛。這類涂料隨著今后建筑節(jié)能的全面開展,其將會受到重視并取得到廣泛應(yīng)用。