降温涂料的研究现状及发展趋势

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摘要：对目前隔热降温涂料的分类及性能进行了阐述，在此基础上提出了集阻隔、反射、辐射性能一身的降温涂料，简述了涂层的降温原理及目标降温的条件。最后，总结了降温涂料的国内外研究现状及存在问题，简要讨论了降温涂料的应用及发展趋势。

关键词：降温涂料；研究进展；发展趋势

0引言

每年建筑业、石油工业、运输业、兵器工业降温致冷设备所用的能量，占全年总能耗的20％以上。在我国，这些设备消耗的能量也越来越多：军事上，高温不但会严重地影响军队的战斗力，同时过高的温度也就等于放大了军事设施，如车船自身的红外目标，很易被敌方所侦察；在船舶上，金属底舱内空气不易流通、外加户外高温持续照射，使得舱内闷热，仪器设备、人员工作环境恶劣。因此，降低或防止太阳光强烈辐照所引起的升温，从而节约能源，改善生活和工作环境是一个重要的研究课题。万客化工在线T2ii+t#^^!X

降温的方法有很多，如隔热层、金属镀膜和涂覆降温涂料等途径，其中涂料因经济、使用方便和隔热效果好等优点越来越受到人们的青睐。所谓的降温涂料是近年来在民用领域迅速发展起来的一种特种功能涂料，它主要通过提高涂层表面的红外发射率、反射率，达到降低建筑物内的辐射温度，减少空调能源消耗，节约能源的目的。

1隔热涂料的分类万客化工在线8g&j0|Qq"c

根据隔热涂料隔热降温机理和隔热方式的不同，可将其分为阻隔型、反射型及辐射型3类。阻隔型隔热降温涂料是通过对热传递的高阻抗性来实现隔热降温的涂料。应用最广泛的是硅酸盐类复合涂料，其名称繁多，如“复合硅酸镁铝隔热涂料”、“稀土保温涂料”、“涂覆型复合硅酸盐隔热涂料”等，但均属硅酸盐系列涂料。此类涂料成本较低，主要用作工业隔热涂料，目前这类涂料正在经历一场由工业隔热向建筑隔热的转变。但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等，故这类隔热涂料较少用于外墙涂装。万客化工在线7l f,khB&z ?3~

选择性太阳热反射涂料是近十几年来兴起的一种以反射太阳光中近红外部分为主的被动式降温涂料。通过选择合适的基料、颜填料及生产工艺，制得高反射率涂层，反射太阳光来达到降温目的利用其热反射原理，可降低被覆空间或物体的表面及内部温度，降低漆膜日光热老化作用，延长使用周期，减少空调能耗，节能效果显著。这种涂料现已用于建筑、石油、运输、造船等领域，市场应用前景比较可观。万客化工在线C*K3Y|9i\

阻隔型隔热涂料及反射型隔热涂料，只能减慢却不能阻挡热能的传递。白天太阳能经过屋顶和墙壁不断传人室内空间及结构，一旦热能传人，就算室外温度减退，热能还是困陷其中。而辐射型隔热涂料是通过辐射的形式把物体吸收的热量以长波辐射的形式辐射到空气中，从而促使室内与室外以同样的速率降温。其中的关键技术是制备具有高热发射率的涂料组分研究表明，多种金属氧化物，如Fe2O3、MnO2、Co2O3、CuO等具有反型尖晶石结构的掺杂型物质，具有热发射率高的特点，因而广泛用作隔热节能涂料的填料。万客化工在线3\/Jj+T2B8\4k

目前，人们对太阳热反射涂料研究得比较多，而综合了阻隔、反射和辐射多重性能的降温涂料的研究才刚刚起步，有待更多的涂料工作者对其进行研究。

2热辐射原理及目标的降温条件

热辐射是自然界中普遍存在的一种现象，它的本质是一种电磁辐射。热辐射所发出的波长绝大部分处于可见光和近红外波段内(可见光区能量占整个波段的45％，紫外区占5％，近红外区占50％)。物体对于入射能量的响应可以分为3类：吸收、透过和反射。定义吸收率为ε，透过率为τ，反射率为ρ，则

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对于大部分物体，包括涂料固化后所形成的涂层可以认为是不透明的，因此τ=0，故万客化工在线j?TeA9p

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因此对于真实物体，只有在一定波段内提高涂层的反射率P同时在一定波段内把吸收的能量最大限度地辐射出去，才可以使涂层表面对能量的积蓄较少，涂层温度上升的幅度就不高。万客化工在线G
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大气对于红外辐射有2个窗口，分别位于3～5μm和8～13．5μm之间，即大气对这2个区域的红外辐射吸收能力较弱，透过率一般在80％以上。要想实现物体的持续降温，就得把吸收的热量尽可能的辐射到外层空间中去。

理想的降温涂料在固化成膜后应当具有如下特点：万客化工在线;}1I}wjjM
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(1)在8～13．5μm波段内具有高辐射性能。万客化工在线Yb!Y["[b)C

(2)在此波段范围外最大程度地增加对外界辐射能量的反射。

(3)采用合适的基料，将涂料所吸收的辐射能量全部转化成为在8～13．5μm波段内的辐射能。在各种类型的降温涂料中，利用反射太阳辐射中近红外波段的能量来达到降温目的是当前普遍采用的方法之一。对用于军事领域的深色降温涂料(军用舰船为增加隐蔽性，现在要求采用半光或无光的面漆，颜色向深灰甚至黑灰转变来说，由于对涂层在可见光区域反射率的限制，只能尽量地提高涂层在近红外区域的反射性能和热辐射性能以达到最佳的降温效果¨。万客化工在线+ZA6D[1|K5A w

3降温涂料的发展状况万客化工在线"XsO6^ \ssm7H

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