保溫隔熱涂料的使用效果示意圖

將太陽熱量阻止于建筑體外已成為建筑節能技術的關鍵之一。熱反射隔熱涂料用于建筑體外墻或玻璃幕墻時,能將太陽的絕大部分熱量以熱反射、熱輻射和熱阻隔3種方式阻擋在建筑體外,從而能在夏季有效降低建筑體內部溫度。

有研究表明,使用熱反射隔熱涂料后能使建筑體內的溫度降低9-10℃。在冬天,用于建筑體內墻或玻璃幕墻的熱反射涂料還能將建筑體的熱量保持在建筑體內,從而起到保暖效果,因此熱反射隔熱涂料成為了近年來節能技術研究的熱點之一。

本文將從熱反射涂料的隔熱原理、涂料基材和顏填料的研究3方面總結近年來熱反射隔熱涂料的最新研究進展,為熱反射隔熱涂料的發展提供參考。

1 熱反射隔熱涂料的隔熱原理

隔熱的三種形式

理想的熱反射隔熱涂料是復合型隔熱涂料,其主要是通過涂料表面對熱能反射,涂料對吸收的熱能向空氣中輻射和對殘余熱量的阻隔3方面的復合作用阻止熱量的傳遞。

太陽光的能量主要集中在可見光區和近紅外區，熱反射隔熱涂料首先是利用涂料中具有反射功能的成分,其主要材料是顏填料,將可見光區和近紅外區的太陽光的能量進行反射。

優良的熱反射隔熱涂料可反射85%甚至更高比例的太陽光熱量,未被反射的太陽光熱量被涂層吸收,涂層將吸收的部分熱量又以熱輻射的方式發射到空氣中。最后,大部分殘余熱量又被涂層中的阻隔性填料,如中空玻璃微珠、陶瓷微球等阻隔在建筑體外,這就是熱反射隔熱涂料的基本原理。

2 熱反射隔熱涂料的顏填料研究

顏填料是決定熱反射隔熱涂料的熱反射性能、熱輻射性能和熱阻隔性的關鍵。有關熱反射隔熱涂料的絕大多數研究都集中在顏填料的研究上。

2.1常用的顏填料

不同顏色的顏料的太陽光反射率

金紅石二氧化鈦熱力學穩定，是遮蓋力最強的顏料之一，是熱反射隔熱涂料中必要的顏料。熱反射隔熱涂料對太陽光的反射能力取決于顏填料折射率和樹脂折射率的比值，比值越大，涂料對太陽光的反射能力最強。

金紅石型二氧化鈦的折射率為2.76，是所有白色顏料中折射率最大的，因而對太陽光具有最強的反射作用。室外太陽光照射測溫試驗也表明，金紅石型二氧化鈦是涂料常用顏料中具有最優的太陽熱反射能力的顏料，因此其在熱反射隔熱涂料的研究中得到了廣泛的使用。

金紅石型二氧化鈦不僅可用于白色熱反射隔熱涂料，還可用于彩色熱反射隔熱涂料的配方中，用以降低彩色顏料對涂料熱反射能力的負面影響。在配置淺色彩色涂料時金紅石二氧化鈦用量為15% 左右；在制備中等顏色彩色時金紅石二氧化鈦的用量為10% 左右；在制備深色彩色涂料時金紅石二氧化鈦的用量為5% 左右。

中空玻璃微珠是熱反射隔熱涂料中常用的熱阻隔型填料。盡管中空玻璃微珠的熱反射能力并不強，但因中空玻璃微珠中的空氣傳熱系數低，能有效延緩熱量向建筑體內的傳遞，因此具有優良的熱阻隔性，是在熱反射隔熱涂料中發揮熱阻隔作用的重要填料之一。

粒徑分布較寬的空心玻璃微珠隔熱性能最好，這是因為粒徑分布寬的微珠群能夠更好地填補涂料中中空玻璃微珠之間的間隙，形成致密的熱阻隔層。應說明的是，中空玻璃微珠由于壁薄而易碎，因此應在低速狀態下加入涂料中，以避免其中空結構被破壞而影響隔熱性能。

常用的熱輻射型填料有氧化鋅和滑石粉，但氧化鋅和滑石粉的熱輻射性能不足。三氧化二鐵、二氧化錳、氧化鎳、三氧化二鈷和氧化銅等金屬氧化物摻雜形成的反尖晶石結構具有較高的紅外發射率，用于熱反射隔熱涂料中能顯著提高涂料的對外熱輻射性能。

2.2 復合型填料的研究

復合型填料通常是集優良的熱反射和優良的熱阻隔性為一體的填料。常見方法是在中空玻璃微珠或中空陶瓷微珠表面沉淀或包裹一層金紅石型二氧化鈦，這樣形成的填料既具有優良的熱反射性能，又具有優良的熱阻隔性能。

2.3 透明熱反射輻熱

建筑體的幕墻玻璃需要透明的熱反射隔熱涂料，基于金紅石型二氧化鈦的熱反射隔熱涂料不再適用。氧化銦錫（ITO）、氟摻雜氧化錫（FTO）、氧化錫銻（ATO）及鋁摻雜氧化鋅（AZO）的納米粉體對太陽光中可見光的透過率很高，但對紅外光卻有優良的屏蔽作用，因此常用于制備透明的熱反射隔熱涂料。

3 熱反射隔熱涂料的未來及應用展望

熱反射隔熱涂料未來的研究將集中在價廉且具有優良熱反射、熱輻射和熱阻隔性能的顏填料，同時對具有優良耐污性和優良耐候性的基材研究也十分重要。

近年來，熱反射隔熱涂料研究取得了巨大的進步，隨著社會的發展，節能減排意識不斷提升，熱反射隔熱涂料的應用市場將逐步打開目前國家和行業已經制定了相應的熱反射隔熱涂料標準，部分省市也制定相應政策，將熱反射隔熱涂料列入外墻系統保溫技術領域，未來熱反射隔熱涂料的應用將會越來越廣闊。

總結

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