多色系热反射节能涂料的研究

论文摘要

热反射节能涂料是指对太阳光辐射具有高的反射率,能阻隔热的传导,且在长波段上能将吸收的部分能量发射出去,从而在不消耗外界能量的情况下降低涂层表面温度（被动降温）的功能性涂层材料。热反射涂料可以用于建筑物或油罐等的表面,起到降低物体表面温度的作用,从而可以节约制冷设备的能源消耗,同时涂料基料采用的是对环境友好的水性乳液,因此又是一种节能环保材料。本文根据热反射涂料的作用原理,实验研究了热反射涂料反射隔热性能的主要影响因素,即成膜物质的种类、颜填料折光指数、颜填料的含量、颜填料的粒径,并对多种颜填料在多种色系下的设计了配比优化实验。另外,由于深色系涂料具有更佳的装饰性效果,依据K-M理论,结合颜填料光谱属性图,得到了多种深色系但同时在近红外区具有高反射的颜填料。实验结果如下:1、选用硅丙乳液作为成膜物质,涂层会有更高的反射率、粘结力和耐候性,这主要是由于Si-O键能高的缘故。但是若考虑到成本的因素,也可以选择综合性能较佳的纯丙乳液。2、颜填料的折光指数可以作为反射率的参考指标,折光指数越大,一般反射率也大。颜填料粒径的选择应依据折光指数和散射原理来选取能对近红外波段最大反射的粒径大小;涂料中颜填料的含量应根据配方实验来选择,对功能性颜填料,一般要在20～30%时效果比较好。3、用配得的深色颜填料制备的涂层样板经电子温度计测量,相比同色系的普通涂料表面温度降低10～20℃,证明具有近红外高反射率。4、对自制的热反射涂料考察了耐褪色性、耐老化性能,结果证明经过长时间的太阳暴晒和氙弧灯的加速老化,涂层的性能没有明显的下降。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 热反射建筑节能涂料的发展状况
• 1.3 热反射涂料的机理
• 1.3.1 传热学分析机理
• 1.3.1.1 涂层对太阳辐射的吸收
• 1'>1.3.1.2 涂层对大气辐射的吸收Q₁
• 2'>1.3.1.3 涂层自身的辐射散热Q₂
• 3'>1.3.1.4 涂层的对流散热Q₃
• 1.3.2 涂层应具备的光谱特性
• 1.3.2.1 太阳光线的辐射光谱范围
• 1.3.2.2 物体的热辐射
• 1.3.2.3 组成材料对热反射涂层反射率的影响
• 1.3.3 本节小结
• 1.4 国内外的研究现状
• 1.4.1 红外热反射节能涂料基料的研究进展
• 1.4.2 近红外反射型颜填料的研究进展
• 1.4.3 红外辐射型颜填料的研究进展
• 1.4.4 隔热-反射复合型颜填料的研究进展
• 1.4.5 红外热反射节能涂料反射隔热效果的评估手段
• 1.5 本课题研究内容
• 1.5.1 论文课题的立论、目的和意义
• 1.5.2 本课题的研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料与试剂
• 2.2 实验装置与设备
• 2.3 测试仪器和方法
• 2.3.1 平衡温度的测量
• 2.3.2 太阳反射率的测量
• 2.4 实验过程与方法
• 2.4.1 反射颜填料的选择
• 2.4.1.1 折射指数的要求
• 2.4.1.2 颜填料粒径的选择
• 2.4.1.3 颜填料的质量分数
• 2.4.1.4 颜填料的配比
• 2.4.2 节能涂料的制备工艺
• 2.4.3 节能涂料的涂装工艺
• 2.4.4 涂层耐候性与耐久性的研究方法
• 2.4.5 热反射涂层隔热性能模拟性研究试验
• 第三章 影响节能涂料热反射性能因素的研究
• 3.1 成膜物质
• 3.2 功能性颜填料
• 3.2.1 浅色系热反射颜填料的研究
• 3.2.1.1 颜填料折光指数对热反射性能的影响
• 3.2.1.2 颜填料含量对热反射性能的影响
• 3.2.1.3 颜填料粒径大小对热反射性能的影响
• 3.2.1.4 颜填料配比对热反射性能的影响
• 3.2.2 多钯系颜填料的研究
• 3.2.2.1 铁红色系颜填料的配比研究
• 3.2.2.2 棕红色系颜填料的配比研究
• 3.2.2.3 肽青蓝色系颜填料的配比研究
• 3.2.2.4 铬绿色系颜填料的配比研究
• 3.2.2.5 深灰色系颜填料的配比研究
• 3.2.2.6 本节小结
• 3.2.3 近红外区热反射深色系颜填料的研究
• 3.2.3.1 颜填料的K-M系数
• 3.2.3.2 CICP颜填料
• 3.2.3.3 热反射深色颜填料的配制
• 3.2.3.4 对比试验研究
• 3.2.3.5 本节小结
• 第四章 热反射节能涂料的应用研究
• 4.1 节能涂料的耐褪色性
• 4.2 节能涂料的耐久性研究
• 4.3 节能涂料热反射性能的模拟性实验
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 附件