三類典型隔熱涂料介紹
發(fā)布者:鑫浪涂料 發(fā)布時(shí)間:2016-9-28 16:40:29
隨著城市化進(jìn)程加快,能源不足的現(xiàn)象日益突顯,國(guó)家規(guī)定自2008 年起,新建住宅必須采 用隔熱保溫措施,截止到 2015 年,新增綠色建筑面積必須達(dá)到 10 億平方米以上。在此政策下,節(jié)能型建筑隔熱材料獨(dú)樹(shù)一幟,其 “代表作”隔熱保溫涂料因豐富多種,且經(jīng)濟(jì)、實(shí)用和隔熱性好受到人們青睞。隔熱涂料是一種近年來(lái)發(fā)展的新型功能涂料,將其用于建筑物表面可達(dá)到降低建筑物內(nèi)部溫度,減少能源消耗的功能。
根據(jù)隔熱方式不同,隔熱涂料被分為阻隔型隔熱涂料、反射型隔熱涂料、輻射型隔熱涂料 3 種類型。
一、阻隔型隔熱涂料
阻隔型隔熱涂料,是一種通過(guò)熱傳遞的阻抗作用來(lái)實(shí)現(xiàn)隔熱的被動(dòng)式降溫涂料。它一般采用低導(dǎo)熱率的組合物或在涂膜中引入熱導(dǎo)率極低的空氣,以獲得良好的隔熱效果。阻隔型隔熱涂料具有堆積密度小,導(dǎo)熱性能低、介電常數(shù)小、耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。它多選擇耐候性好、韌性好、膜性好的基料,并輔以合適的分散劑、阻燃劑、成膜助劑等,將隔熱骨料粘結(jié)在一起,涂覆于設(shè)備或墻體表面,從而形成一定厚度的保溫層,以達(dá)到隔熱保溫功能。
應(yīng)用較為廣泛的阻隔性隔熱涂料是硅酸鹽類復(fù)合涂料,這類涂料發(fā)展起源于 20 世紀(jì) 80 年代末,它最初以松解過(guò)的海泡石作為主要原料,以水玻璃為主要黏結(jié)劑。后來(lái),除使用海泡石外,還加入大量膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、漂珠、粉煤灰、硅藻土、石棉、玻璃棉、礦棉、硅酸鋁纖維等。此外,它所用的黏結(jié)劑也由單一的水玻璃過(guò)渡為石膏(常溫)、水泥(常溫)、高鋁水泥(中溫)、硅溶膠(高溫)等材料。同時(shí),它還添加大量外加劑以改善涂料性能,如流動(dòng)性、硬化性、憎水性、耐高溫性、反射性等,經(jīng)過(guò)機(jī)械打漿、發(fā)泡、攪拌等工藝制成膏狀保溫涂料。
隨著人民生活水平的逐步提高,以及我國(guó)對(duì)于建筑物保溫節(jié)能工作政策性指導(dǎo)的不斷加強(qiáng),保溫涂料將更多地應(yīng)用于建筑物內(nèi)墻的保溫隔熱。復(fù)合硅酸鹽保溫涂料雖然得到較大認(rèn)可和廣泛使用,但也存在部分缺陷。其主要表現(xiàn)為: 1、干燥周期長(zhǎng),施工受季節(jié)和氣候影 響大; 2、抗沖擊能力弱;3、干燥收縮大,吸濕率大;4、對(duì)墻體的黏結(jié)強(qiáng)度偏低,若施工不 當(dāng)易造成大面積空鼓現(xiàn)象; 5、裝飾性有待于進(jìn)一步改善。正因?yàn)槿绱耍藗円矅L試用石蠟來(lái) 生產(chǎn)建筑保溫隔熱材料,采用石蠟微膠囊化來(lái)解決石蠟的耐久性和對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題。
二、反射型隔熱涂料
通過(guò)反射可見(jiàn)及紅外光形式,把太陽(yáng)光能量加以隔絕的涂料稱為反射隔熱涂料。通過(guò)太陽(yáng)光譜能量分布曲線可知,太陽(yáng)能絕大部分處于可見(jiàn)光和近紅外區(qū),即 400~1800nm 范圍, 約占太陽(yáng)輻射能 95%。在該波長(zhǎng)范圍內(nèi),反射率越高則涂層的隔熱效果越好。因此,通過(guò)選 擇合適的樹(shù)脂、金屬或金屬氧化物顏填料和生產(chǎn)工藝,可制成高反射率的涂層,以更好地反射可見(jiàn)及紅外光,達(dá)到最佳隔熱效果。
在我國(guó),噴淋裝置、空調(diào)、冷氣機(jī)和電風(fēng)扇等降溫制冷設(shè)備所耗能量,占全年總能耗的一半多。采用太陽(yáng)熱反射涂料,能克服或緩解以上問(wèn)題,因此市場(chǎng)前景廣闊。這類涂料的研究也是熱點(diǎn),例如以水性丙烯酸樹(shù)脂為成膜基料,用金紅石型鈦白粉、硫酸鋇、空心陶瓷微珠作隔熱材料,制備反射型隔熱涂料的熱反射率達(dá)到 92%,對(duì)紅外線的反射率高達(dá) 95%。 據(jù)研究表明,當(dāng)納米二氧化鈦粉體含量 3%、反射太陽(yáng)光紅外線因子 CICP-L 含量在 4%,就 能讓隔熱涂層的太陽(yáng)光紅外反射率大于 80%??蒲腥藛T通過(guò)有機(jī)硅改性丙烯酸樹(shù)脂,制成可 以耐受高溫的隔熱涂料,在 850 ℃ 條件下能夠 20 個(gè)小時(shí)保持不變性,且對(duì)太陽(yáng)光熱輻射的 反射率也大于 80%。
還有科學(xué)家以硅丙乳液等水性高分子材料為基料,通過(guò)添加中空陶瓷粒 珠等功能性填料,制成對(duì)太陽(yáng)熱反射率高、導(dǎo)熱系數(shù)低的絕熱涂料,現(xiàn)已應(yīng)用于建筑業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)屋頂和玻璃幕墻;石油工業(yè)的海上鉆井平臺(tái)、油罐、石油管道;運(yùn)輸業(yè)的汽車、火車、飛機(jī)表面;造船工業(yè)的船殼、甲板。此外,它還用于坦克、軍艦、火箭、宇宙飛船等,很好地阻止了熱傳導(dǎo),降低暴露在太陽(yáng)熱輻射下裝備的表面溫度和內(nèi)部環(huán)境溫度,極大地改善了工作。
三、輻射型隔熱涂料
通過(guò)輻射的形式,把建筑物吸收的日照光線和熱量一定的波長(zhǎng)發(fā)射到空氣中,從而達(dá)到良好隔熱效果的涂料稱為輻射隔熱涂料。眾所周知,大氣層的紅外輻射主要來(lái)源于大氣中的水蒸氣、二氧化碳和臭氧及懸浮微粒,起主要作用的是水蒸氣和二氧化碳。在波長(zhǎng)為 8~ 13nm 的區(qū)域內(nèi),水蒸氣和二氧化碳的吸收能力較弱,這讓大氣層對(duì) 8~13.5nm 的紅外輻射具有很高的穿透力。因此,建筑物的可以通過(guò)此波段將熱量輻射出去。由于涂料在 8~ 13.5nm 波段內(nèi)有高發(fā)射率,必須加入此波段范圍具有高峰吸收值的物質(zhì),以增強(qiáng)輻射涂層在此波段范圍的輻射能力。而紅外輻射物吸收了輻射熱能,從而改變和加劇了分子內(nèi)部運(yùn)動(dòng),使粒子能態(tài)級(jí)產(chǎn)生從高到低的熱發(fā)射,從而降低被輻射物的溫度。研究表明,在涂料中加入適量紅外粉料,可提高涂層的輻射性能,令涂層具有高發(fā)射率( e>0.9),并以紅外輻射方 式將吸收的能量輻射出去,從而起到隔熱作用。
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