降温原理及颜料的优化选择
发布时间:2013-11-01 新闻来源:一览涂料英才网
降温的方法有很多,例如采用隔热层、金属镀膜和涂料等途径。而涂料因经济、使用方便和隔热效果好等优点越来越受到人们的青睐。降温涂料是通提高涂层表面的红外发射率、反射率,达到降低建筑物内辐射温度目的的一种新型特种功能涂料。但在已应用的降温涂料中,颜色单一,95%以上为白色。而对于军用舰船。为增加安全性通常要求半光或无光的面漆,颜料向深灰甚至黑灰转变。普通的甲板面漆通常为草绿。红棕或黑灰(军用)色。
涂料在反射外部能量的同时,还会吸收部分能量,而涂层本身也以一定的红外波长向外辐射内部能量。相对于浅色降温涂料而言,色素对可见光及近红外光具有很强的吸收能力,颜色深则它的光谱反射率低,吸收率高。本文采用复合配色方法,利用辐射致冷效应配制成深色降温涂料并对其降温性能进行研究。
对用于军事领域的深色降温涂料来说,由于涂层在可见光区域反射率的限制(GJB1887—94),只能尽量提高其在近红外区的反射性能和8~13.5μm波段的热辐射性能以达到最佳的降温目的。
辐射致冷时要求涂料中的颜填料仅吸收8~13.5μm波段的光,而反射其他波段的光波。若涂料对8~13.5μm波段的光吸收率很高,对其他波段的光有着很高的反射比,由于黑体辐射效应的存在,可以不断地向外界辐射内部能量,从而获得优异的散热效果。因此在设计降温涂料时,就要根据其特有的性能来具体地选择其中主要成分和添加剂。设计涂料时,为提高涂层的降温能力,往往需要往涂料中加入几种高反射率的颜填料,使其与固有发射波长相吻合,产生辐射致冷效应,以达到增强涂层热辐射能力,降低表面温度的目的。
在乳胶漆中最常用的无机颜料是氧化铁系颜料,它具有较好的耐候性,色谱较齐全且价格低廉。且乳胶色漆漆膜出现褪色变色较少。铁红能吸收阳光中的紫外光谱,且折光指数较高,有反射隔热作用;铁黄具有屏蔽紫外光辐射的作用,在535nm处有强吸收峰,且对光的反射比较高;铁黑比炭黑易于研磨。在功能性方面铁黄可和铁红、铁黑等配成棕色,其混合物有较高的着色力和遮盖力。铁棕能吸收几乎所有紫外段的光谱,以铁棕制成的涂料,具有与树木、青草、沙地等相同的红外反射,这些添加物质的使用可以大大提高涂料在8~13.5μm以外波段的反射率。本实验我们以铁红、铁黄、铁黑分别制得色浆。然后通过正交设计法优化三者的配比,最终确定的色浆比例为铁红:铁黄:铁黑=1.5:1.5:1。
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