熱反射涂料參考配方

4.1配方1:保溫涂料1

注:此涂料涂布后，使建筑物表面溫度降低約26℃，箱內(nèi)空氣溫度降低約19℃，隔熱效果較明顯。

4.2配方2:保溫涂料2

新型降溫涂料集反射、輻射與空心微珠隔熱與一體，涂料能對400nm--2500nm范圍的太陽紅外線和紫外線進(jìn)行高反射，不讓太陽的熱量在物體表面進(jìn)行累積升溫，又能自動進(jìn)行熱量輻射散熱降溫，把物體表面的熱量輻射到太空中去,降低物體的溫度，即使在陰天和夜晚涂料也能輻射熱量降低溫度,同時在涂料中放入導(dǎo)熱系數(shù)極低的空心微珠隔絕熱能的傳遞，即使在大氣溫度很高時也能隔住外部熱量向物體內(nèi)部傳導(dǎo)，三大功效保證了涂刷涂料的物體降溫，確保了物體內(nèi)部空間能保持持久恒溫的狀態(tài)。

在陽光強(qiáng)烈時，涂料可以降低物體表面溫度20℃以上，陰天和夜晚可以降溫在3℃以上或是降低到和大氣溫度一致。涂料對于涂刷細(xì)小的裂紋的物體有很好的防水、防滲漏作用，涂料有多種顏色可供選擇，可根據(jù)不同顏色要求涂刷不同顏色的常溫降溫涂料，另外涂料涂刷完光滑平整，疏水性、自潔性能好，所以常溫降溫涂料是高效降溫、薄層、裝飾、自潔、防水、防潮、防紫外線老化、耐酸堿、防腐于一體的新型常溫降溫節(jié)能長壽命涂料。

熱反射涂料可廣泛用于建筑、化工、石油、電力、冶金、船舶、輕紡、儲存、交通、航天等行業(yè)上降溫，節(jié)約能源，創(chuàng)造舒適的人類生活、工作環(huán)境。

較早時候，太陽熱反射涂料沒有指標(biāo)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，性能檢測主要參考美國軍標(biāo)。楊曉鴻等研制了用于測量太陽熱反射涂層表面溫度和涂有太陽熱反射涂層的貯罐內(nèi)液體溫度的自動檢測系統(tǒng)，能較好地測量和記錄即時溫度值和升溫曲線，對太陽熱反射涂料的研究大有裨益。殷燕子等在美國車標(biāo)規(guī)定的熱反射涂料反射率測試裝潢進(jìn)行了改進(jìn)，消除了試驗(yàn)過程中環(huán)境和人為因素對試驗(yàn)結(jié)果造成的影響，可獲得科學(xué)可信的試驗(yàn)結(jié)果，縮短研制過程。

2007年5月，國家發(fā)改委發(fā)布了建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T 1040建筑外表面用熱反射隔熱涂料，除了其他與涂料有關(guān)的綜合性能指標(biāo)外，主要規(guī)定了太陽反射比和半球發(fā)射率這兩個代表熱反射隔熱涂料特性的指標(biāo)和測試方法。這兩項(xiàng)指標(biāo)均引用G.JB 2502-1 996衛(wèi)星熱控涂層試驗(yàn)方法(已被GJB 2502~2006航天器熱控涂層試驗(yàn)方法代替)。2008年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了建設(shè)行業(yè)行標(biāo)準(zhǔn)JG/T 235-2008建筑反射隔熱涂料，該標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了太陽反射比、半球發(fā)射率、隔熱溫差和隔熱溫差衰減(白色)4項(xiàng)指標(biāo)，比建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T 1040-2007多出2項(xiàng)與反射隔熱性能有關(guān)的指標(biāo)，但太陽反射比和半球發(fā)射率2項(xiàng)指標(biāo)均低于JC/T 1040-2007中指標(biāo)要求。

力學(xué)及環(huán)境性能指標(biāo):符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是防腐蝕性能優(yōu)秀。降溫性能指標(biāo):熱反射涂料(面漆):反射率R≥70%( 0.3-1.35/μm);半球反射率￡≥60%~70%( =8~13.5μm)。隔熱涂料(中間漆);導(dǎo)熱系數(shù)p≤0.25W/cm·K。能滿足上述指標(biāo)的涂層，一般可有較好的降溫功能。研制并批量供應(yīng)市場的J332，其降溫性能指標(biāo)舉例如下:熱反射涂料:白色R=0.98，￡=0.77;淡紅色R=0.71，￡=0.86。隔熱涂料(各色):p≤0.25w/cm·K。

太陽反射率是一個重要的特征。顏料總是在某些種類的基料如涂料中使用，一旦涂料吸收了紅外能，其必定要向外散熱。不同的基材具有不同的散熱率。通過正確選擇顏料和使用涂料，將反射率和散熱率結(jié)合起來，可消弱建筑物吸熱量，大幅降低制冷耗費(fèi)，這樣散發(fā)到周圍環(huán)境中的熱會少些，因而可降低"熱島效應(yīng)"。

3.2國內(nèi)目前采用的幾種測試方法

(1)太陽光輻射試板(或小筒)法:即用太陽光直射涂有降溫涂料涂層的試板，試板規(guī)格多為100mmX 50mm X 2mm，板背置點(diǎn)溫計(jì)探頭。這種測試方法的特點(diǎn)是:①簡單、直觀，易與普通涂料涂層對比;②受陽光照度、板熱容量、環(huán)境(風(fēng)速等)影響，難以得到準(zhǔn)確數(shù)值?；蛘咧瞥射摪逍⊥?，筒外壁涂降溫涂料，外壁及筒內(nèi)分別置點(diǎn)溫計(jì)探頭測試。

(2)模擬太陽光輻照試板(或小筒)法:考慮到不同地區(qū)太陽光照射試驗(yàn)的局限性，即環(huán)境溫度和太陽光的強(qiáng)度的差異性，需要使用紅外燈模擬太陽光進(jìn)行照射試驗(yàn)。模擬箱550mm×300mm×350mm的三合板制作，中間用20mm XPS聚苯板一分為二，成兩個測試艙，箱頂為斜坡(高度300mm)，四壁與箱底部位內(nèi)襯20 mm XPS聚苯板。箱頂上方懸掛兩只275 W的紅外燈，并接有穩(wěn)壓變壓器。紅外燈距待測涂膜樣板的高度為250 mm。將涂料噴涂在330 mm×260 mm×0.5 mm的輕鋼板上，涂膜厚度為0.3 mm，室溫放置48 h。測涂膜表面的反射溫度及涂膜的隔熱溫度，用紅外燈同時對空白輕鋼板和涂膜樣板進(jìn)行照射，從照射初始起計(jì)時和讀數(shù)，每5min記錄一次溫度，連續(xù)照射30 min后記錄平衡時樣板的溫度，根據(jù)不同配方涂料樣板溫度的變化來計(jì)算隔熱反射率:

P=(t blank-t1)/ (t0-t1)

式中:p-隔熱反射率，t blank:空白輕鋼板的實(shí)測溫度，固定為68℃;t1:實(shí)測的涂料樣板溫度;t0:當(dāng)時的室溫。

模擬太陽光不是自然太陽光，其熱能分布與自然太陽光有差別，難以準(zhǔn)確反映目標(biāo)在真實(shí)狀態(tài)(自然太陽光)下的降溫效果。其優(yōu)點(diǎn)是避免了環(huán)境的影響。

(3)太陽光輻照實(shí)物測試法:實(shí)物可以是鋼質(zhì)容器、車輛、建筑物等。把涂有不同涂層的試樣放在強(qiáng)太陽光下照射(室外溫度達(dá)到35~40℃的高溫天氣)，同時記錄環(huán)境溫度。每隔20 min用紅外線測溫儀測試試樣內(nèi)外部溫度和環(huán)境溫度，測試至少6個周期以上。這種測試方法的特點(diǎn)是:①真實(shí)、可信度高;②對比性測試要多點(diǎn)測試并接入計(jì)算機(jī)。整個測試過程由計(jì)算機(jī)自動完成，全套測試設(shè)備價格高，需專業(yè)人員進(jìn)行。

(4)涂層反射率、發(fā)射率及導(dǎo)熱系數(shù)測試:涂料降溫性能最直接的指標(biāo)是其在所需(前述)波段內(nèi)的反射率R、發(fā)射率e(熱反射涂料)、導(dǎo)熱系數(shù)J0(隔熱涂料)。R及e的測試可由專門儀器(如DG型地物光譜測試儀及IR~Ⅱ型發(fā)射率測試儀)進(jìn)行。整個過程由計(jì)算機(jī)自動完成，可同時繪制涂層在所需波段的光譜反射曲線，并可給出該波長范圍內(nèi)任意一點(diǎn)的反射率值，從而避免了人為主觀因素的影響。這種測試方法的特點(diǎn)是:①可真實(shí)反映涂層的降溫性能;②測試方法簡單、可行。

2.1太陽熱反射節(jié)能涂料的組成

太陽輻射能的波長覆蓋面很廣，到達(dá)地面空間的波長在303nm~2500nm之間。波長在300nm~400nm之間的高能紫外光只占能量的5%，其大部分被吸收，其主要損傷和降解有機(jī)材料，如涂料中的聚合物;大約45%的太陽輻射能在波長為400nm~700nm之間的可見光，不同的顏色反射不同波段不同程度的光;波長在700~2500nm之間的太陽波譜屬紅外區(qū)域，占太陽輻射能的50%。紅外輻射既可被吸收，又可被反射，吸收可致涂料升溫，并通過遠(yuǎn)紅外區(qū)將能量散發(fā)出去。

2.1.1顏料

1)反射型IR顏料的選擇:

研究發(fā)現(xiàn)，一種顏料可以反射可見光區(qū)的光，吸收紫外區(qū)的光，透射紅外區(qū)的光，或是任何其中3種情況的組合。這樣其既有一定的色彩，甚至是較深的顏色，又能反射一部分紅外光，減少熱量的集結(jié)，起到降溫作用。把在可見光區(qū)呈現(xiàn)一定的色彩，在紅外區(qū)具有反射紅外光性能的顏料稱為紅外反射顏料，簡稱IR顏料(Infrared Reflective Pigment)。具有這種特性的紅外反射無機(jī)顏料由金屬氧化物，硝酸鹽，醋酸鹽，或氧化物混合后經(jīng)1000C以上高溫煅燒、反應(yīng)，原料中的金屬離子和氧離子重新排列，形成更穩(wěn)定的類似于尖晶石(spine1)結(jié)構(gòu)或金紅石型(rutile)結(jié)構(gòu)。這些顏料里通常含有鎳、錳、鉻、鈦、鐵、鈷等金屬離子。

據(jù)研究，添加不同濃度的鐵紅、鐵黃、酞青藍(lán)和酞青綠，分別配制成深淺2種色調(diào)的涂料，共8種。結(jié)果表明，隨添加色漿濃度的加深，對反射型建筑保溫隔熱涂料280~780 nm可見光范圍的反射率影響最大，在780~900 nm近紅外范圍內(nèi)，色漿濃度對反射率影響也很大，在900~1200nm近紅外范圍內(nèi)，色漿濃度對反射率影響開始減小，而1200~2500nm范圍內(nèi)，色漿濃度對反射率影響較小。在試驗(yàn)的4種色漿中，鐵黃添加到隔熱涂料中對反射比的影響最小。

反射型功能顏填料對可見光和紅外光的反射較高，以往的研究主要集中以白色或淺色為主。首選為金紅石型鈦白粉反射系數(shù)≥80%，折光指數(shù)2.8，能夠起到光熱反射作用，并且它具有良好的遮蓋率和著色力，在大氣中較為穩(wěn)定，因此顏料首選金紅石型鈦白粉。

近年來，對近紅外區(qū)反射率高的深色CICP顏填料的開發(fā)漸成熱點(diǎn)。常用的深色顏料有:P Black 30，P Green 17，P Green 26，P Green 50，P Brown 29，P Brown 24，PBrown 33，P Blue 36，P Blue 28，P Yellow 53，P BIack12，等。如Shepherd公司的Black 10C909，它在紅外區(qū)有較大的反射，太陽光總反射率(TSR)達(dá)到25%，而普通黑色顏料的TSR只有5%左右，白顏料是升溫最低的，TiO2可的TSR為70%。通常，IR顏料的TSR明顯高于普通顏料。Synnefa用CICP制得10種不同顏色的節(jié)能涂料，與同色系的普通涂料作對比，在夏季環(huán)境下，反射率最大提高440%，溫度最大降低了10.2℃。

新開發(fā)的復(fù)合無機(jī)顏料技術(shù)，具有高度耐候、耐熱、耐化學(xué)品性，用在耐候涂料配方體系中，可維續(xù)30年而無明顯降解，由其配制出的涂料因升溫低，熱降解也低。復(fù)合無機(jī)顏料化學(xué)技術(shù)的最新進(jìn)展是已開發(fā)出新型紅外反射黑顏料，早期研究的產(chǎn)品有3倍炭黑的反射率，而最新品的反射率已超出炭黑5倍，而且黑度不變，效果極其明顯。

美國Oak Ridge(ORNL)和Lawrence Berkeley(LBNL)2個國家實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合眾多建材、涂料、顏填料廠商，建立了近100種常見顏填料的具體屬性的數(shù)據(jù)庫，包括顏填料的名稱、顏色、化學(xué)特性、力學(xué)性能、光譜屬性利用數(shù)據(jù)庫的信息，并建立了關(guān)于散射系數(shù)S和吸收系數(shù)K的模型。根據(jù)數(shù)據(jù)庫，可以選用不同的顏料，混合制備出高反射率的制品。

2)影響IR顏料紅外反射的因素

(1) 顏料的混合:任何IR顏料與白顏料混合后，其TSR都比單獨(dú)的1R顏料要高。

(2) 顏料的分散:過度的研磨會破壞顏料的顆粒結(jié)構(gòu)，使主色調(diào)變淡，TSR變小;

(3) 涂層的不透明性:IR無機(jī)顏料一般都有較好的可見光遮蓋力。它對紅外光有反(散)射和透射的作用。較薄的涂層不能完全反射紅外光，因此需要更厚的涂層來保證對紅外光的反射。

(4) 污染:IR顏料如果與紅外吸收的顏料混合，其紅外反射性能會急劇下降。因此在使用IR顏料的過程中要非常注意不能受到一些普通顏料，尤其是炭黑、鐵黑等顏料的污染。研磨設(shè)備必須清洗干凈，保證沒有交叉污染。

2.1.2 基料

太陽熱反射涂料主要用于戶外，從環(huán)保角度考慮，基料最好是水性的，其本身不帶吸熱基團(tuán)，并綜合考慮耐水、耐沾污、耐候性等性能。反射太陽光能力的強(qiáng)弱主要用物質(zhì)的折光指數(shù)來表征，折光指數(shù)越大，對人陽光的反射能力越強(qiáng)。環(huán)氧樹脂的折光指數(shù)為1.45~1.50，其中常用的醇酸樹脂為1.48與環(huán)氧樹脂的折光指數(shù)接近;含氟聚合物具有相對較低的折光指數(shù)1.34~1.42。因此，選擇不同的有機(jī)樹脂，涂層的太陽熱反射效果不會發(fā)生顯著的改變。常用樹脂如丙烯酸樹脂、有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、有機(jī)硅改性醇酸樹脂、含氟樹脂、環(huán)氧樹脂、氯化橡膠等，都可用作太陽熱反射涂料的基料。

用于反射型建筑絕熱涂料的樹脂對可見光和近紅外光的吸收越小越好，通常要求樹脂的透明度高(透光率應(yīng)在80%以上)，對太陽熱的吸收率低，且結(jié)構(gòu)中盡量少含-C-O-C-、C=O和-OH等吸能基團(tuán)。如聚吡咯摻雜的三元共聚物(丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸)，另外還要摻雜微量的二氯化鐵，就是一種很好的水性紅外反射涂料的成膜物質(zhì)。

2.1.3 功能性填料

功能性填料是影響涂膜保溫隔熱性的關(guān)鍵材料。要獲得高反射率的涂膜，必須選用反射率高的填料。選用空心微珠作為隔熱填料的主要作用有:(1)利用其特有的球型中空結(jié)構(gòu)中的無數(shù)空腔形成隔熱層來阻止熱傳導(dǎo)。(2)它具有一定的填充作用，能減少涂料中基料用量，降低涂料中VOC含量。(3)提高涂料的流平性，改善涂膜的硬度。(4)提高涂膜的耐沾污性和耐黃變性能。

1)微珠種類對涂料隔熱性能的影響

在相同條件下，空心微珠對近紅外光的反射率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通填料，玻璃微珠與陶瓷微珠的反射率相接近，陶瓷微珠略高于玻璃微珠?？招奈⒅橐卜Q涂料用多功能空心添加劑，其顆粒呈圓形或者近似圓形，表面為光滑堅(jiān)硬、結(jié)構(gòu)致密的玻璃體，對各種液體介質(zhì)幾乎不吸收，能夠很好地反射光、熱等入射波。這些性能，使之適合作為反射型隔熱涂料的反射性填料。但是，玻璃玻璃空心微珠內(nèi)部為空心，因而密度低、導(dǎo)熱系數(shù)小、傳熱隔絕性能也很好。但是空心玻璃微珠(尤其是漂珠)比重小于l，球體為薄壁多孔結(jié)構(gòu)，抗壓強(qiáng)度低(一般為100~350kg/m)，在高剪切作用下易破碎，降低隔熱效果。采用陶瓷空心微珠，球體壁堅(jiān)硬，抗壓強(qiáng)度高(1 000~7 000 kg/m )，在高速分散、研磨過程中，球體完整無損，便于涂料的工業(yè)化生產(chǎn)。

2)微珠添加量對涂料隔熱性能的影響

隨著空心微珠添加量的增加，涂料的反射率也隨著增加;但是，涂料的黏度也變化較大，黏度太高會影響涂料的施工性，故微珠的添加量在4.5%~6.0 wt%之間較為適宜。

3)微珠尺寸對涂料隔熱性能的影響

微珠粒徑的大小與其反射入射光的波長大小有關(guān)，當(dāng)微珠的直徑與入射光波長的比例為0.1~1.0，則顏料表現(xiàn)為菲涅耳型反射。這種反射對溫控是有用的。若比值小于0.1，顏料表現(xiàn)為瑞利散射，這對于溫控毫無用處。

費(fèi)凡等發(fā)現(xiàn);當(dāng)空心微球粒子直徑>200目，在涂料中的含量>20%時，對涂料的附著力、沖擊強(qiáng)度等各項(xiàng)使用性能指標(biāo)沒有明顯的影響，對涂料的反射率也基本沒有影響。

4)微珠級配對涂料隔熱性能的影響

微珠的級配對涂料體系的隔熱效果及涂膜性能有一定的影響，微珠的粒徑大對涂料的反光隔熱效果好，但涂膜表面粗糙、空隙較多，涂料的耐沾污性差;微珠的粒徑小涂膜表面光滑平整，涂料的耐沾污性好，但涂料的反光隔熱效果不好。所以，應(yīng)選擇一合理的粒徑搭配，即使涂料反射太陽熱的隔熱效果良好，又使涂膜表面光滑平整，涂料的耐沾污性好。經(jīng)過試驗(yàn)確定:微珠的粒徑分布為270~325目占20%，500~600目占60%，800~1250目占20%時，綜合效果較好。

2.1.4 PVC值

在低P V C涂料中，顏料粒子分散在基料聚合物的連續(xù)相里，形成所謂"海-島"結(jié)構(gòu)。但隨著顏料和填料的增加，PVC超過某一極限值時，基料聚合物就不能將顏料和填料粒子之間的空隙完全充滿，這些未被填充的空隙就潛藏在涂膜中，因而涂膜的物理性能以該P(yáng)VC的極限為界限，開始急劇下降，此時的PVC稱為CPVC(1l~界顏料體積濃度)。所以高性能或外用涂料配方的PVC一般不應(yīng)超過CPVC，否則涂膜許多物理性能將受到不利影響。另外，實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)PVC值在40%~50%之問時，漆膜呈現(xiàn)菲涅耳反射，大大提高了涂膜對太陽光的反射比;若PVC值較高，反射則接近漫反射，不利于涂膜對太陽光的反射。

路國忠選用壁薄空心體積大的玻璃微珠和不透明聚合物為功能材料，通過合理級配，使涂料具有高的反射率。(2)通過添加適量的紅外輻射填料，可大大提高了涂層的輻射率。采用有機(jī)硅改性丙烯酸為基料，確定合適的P V C值，使漆膜具有獨(dú)特的硅氧結(jié)構(gòu)和低的表面張力，使涂膜具有良好疏水透氣性，保持墻面處于健康狀態(tài);選用超細(xì)氫氧化鎂作為阻燃劑，即使涂料具有一定的阻燃性能，又可調(diào)節(jié)涂料的p H值，節(jié)省了pH值調(diào)節(jié)劑，使涂料具有良好的阻燃性能。

2.1.5 乳液的選擇

由于太陽熱反射隔熱涂料主要用于建筑物或油罐的外裝飾面，故其性能就必須滿足外墻的要求，要求具有良好的耐候性及保色性、優(yōu)異的附著力及耐沾污性，有機(jī)硅樹脂能有效地抵御紫外線對涂膜的光氧化降解，所以有機(jī)硅改性乳膠漆具有令人滿意的耐久性。有機(jī)硅樹脂分子由于具有有機(jī)基團(tuán)，同時分子對稱性好，極性相互抵消，整個分子呈非極性，從而使其具有很低的表面張力，使涂膜具有很好的疏水性能。其優(yōu)點(diǎn)在于:(1)能對建筑物起到有效的保護(hù);(2)能提高涂膜的耐沾污性，這是因?yàn)槭杷院玫耐磕?，吸水性低，進(jìn)入涂膜毛細(xì)孔的灰塵少，所以耐沾污性提高。有機(jī)硅樹脂由于具有硅氧骨架結(jié)構(gòu)，所以涂膜透氣性好。(3)有機(jī)硅樹脂Si-O主鏈成螺旋狀，其基團(tuán)在界面能定向排列，與基層硅酸鹽類材料還可交聯(lián)，形成化學(xué)鍵，因此大大地改善了涂膜與基層之間的粘結(jié)，從而提高了涂膜的附著力。(4)該乳液還具有良好的延伸性，可使涂料具有優(yōu)異的彈性，能夠彌補(bǔ)基層的細(xì)微裂紋

添加不透明聚合物乳液，可以提高涂層的太陽光反射率。這是由于干膜中粒徑均勻的中空不透明聚合物球體具有抗聚集效應(yīng)，充分填充空心微珠中的空隙，使涂層中多級組合排列的空心球體更加緊密。如苯乙烯和丙烯酸酯的共聚乳液，乳液粒子呈球形，是由中空的苯乙烯芯/丙烯酸酯殼組成。起初，在乳液態(tài)和涂料中時，該聚合物的芯中充滿水，當(dāng)涂料涂覆在基層表面干燥后，水由微球的芯中擴(kuò)散出來而被空氣所代替，形成微球內(nèi)充滿氣體的空氣穴，使其成為具有極好的光散射介質(zhì)，賦予干膜光散射效果和不透明度，從而進(jìn)一步提高了涂層的太陽光熱反射率，也提高了涂料的白度和遮蓋力。

2.1.6 其他助劑的選擇

王曉莉等以水性丙烯酸彈性乳液為成膜物質(zhì)，鈦白粉、空心玻璃微珠、高嶺土等為顏填料制備的反射隔熱彈性涂料中，通過調(diào)節(jié)助劑在涂料配方中的用量，發(fā)現(xiàn)0.22%的分散劑對涂料流動性的改善最為明顯;消泡劑含量為0.2%左右即可達(dá)到良好的消泡效果;耐沾污劑的最佳用量為1.3%。并且，堿性條件更有利于分散劑效果的發(fā)揮，提高涂料的貯存穩(wěn)定性。然而，助劑的添加對涂膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂延伸率都有一定程度的影響。涂料制備中應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整組分配方，避免不必要的負(fù)面效應(yīng)，使涂膜的力學(xué)性能滿足不同的使用要求。

2.1.7 工藝流程

制備反射型節(jié)能涂料分為兩個過程，首先要在玻璃微珠表面包覆一層TiO2，然后以此為部分功能填料來配制反射型紅外節(jié)能涂料。以Ti(SO4)2為原料制備二氧化鈦包覆中空玻璃微珠的工藝過程為:稱取空心玻璃微珠5 g，加入到500 mL四口燒瓶中，加人蒸餾水50 mL，滴人2%的十二烷基苯磺酸鈉水溶液2 mL ，攪拌，分散，升溫到100C。用10%的NaOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值?？刂圃诓煌姆磻?yīng)時間內(nèi)加完Ti(SO4)2溶液。反應(yīng)結(jié)束后，過濾，洗滌濾餅。濾餅在鼓風(fēng)十燥箱中以120℃干燥3 h，再在馬弗爐中于600℃煅燒2 h，得到包覆二氧化鈦的空心玻璃微珠。反射型功能涂料的制備工藝與乳膠漆的生產(chǎn)工藝基本相同:先分散顏填料，然后低速攪拌下加入空心微珠，攪拌分散均勻后加入乳液，再加入適蹬的消泡劑、增稠劑等助劑。由于微珠中空，在攪拌分散時注意避免微珠的破壞，需在低速攪拌下加入。

早在20世紀(jì)70年代，國外已經(jīng)開始了反射隔熱涂料的研究，并逐漸向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。有代表性的如美國盾牌(Thermo-hield)節(jié)能涂料，新加坡高科(HIT)涂料，美國太陽能集團(tuán)公司研制的LO/MIT-1型隔熱漆，雅典的Intermat防務(wù)涂料公司等。盾牌節(jié)能涂料用于航天飛機(jī)隔熱保溫，涂料中含有極細(xì)的陶瓷泡，對陽光有較高的反射率，且成膜后陶瓷泡緊密排列形成完整的隔熱層，可令被涂物內(nèi)部溫度大大降低，節(jié)能約40%。太陽能集團(tuán)的LO/MIT-1型隔熱漆，其隔熱效果是標(biāo)準(zhǔn)金屬薄膜的85%-95%，夏天用于屋頂涂裝，可令室內(nèi)溫度降低5.5-14.5℃，即可節(jié)省空調(diào)能8-12%;冬天，可阻止熱量向外輻射，又可節(jié)省取暖能1%-2%。Intermat防務(wù)涂料公司開發(fā)的熱反射涂料，可將物體的溫度降到一個特定值，與環(huán)境溫度相近，紅外特征降低達(dá)50%，表面溫度降低達(dá)65%。此涂料的防護(hù)范圍為400-2000nm，熱觀測儀、夜視產(chǎn)品、以及衛(wèi)星、激光定位系統(tǒng)等很多傳感器都難以分辨。

國內(nèi)研究雖起步較晚，但不少高等學(xué)校及研究單位介入這一領(lǐng)域，因此，在機(jī)理研究、品種開發(fā)及工程應(yīng)用方面，取得了巨大進(jìn)展。近幾年，可見光及近紅外隱身涂料、紅外隱身涂料的研發(fā)，更取得了較大進(jìn)步，可以說已具有與國外同步的研發(fā)水平。屠平亮等早在20世紀(jì)90年代就研制出一種在高溫時仍保持高發(fā)射率的節(jié)能涂料。上海大通應(yīng)用化學(xué)所于1992年研制的涼涼隔熱膠，已大量工程應(yīng)用，尤其是油罐。

目前，我國建筑能耗占能源總消耗的1/3左右，建筑單位面積采暖能耗是國際氣候條件相近發(fā)達(dá)國家的2倍~3倍。隨著建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的出臺，發(fā)展低能耗、保溫隔熱性能好的新型材料成為主流趨勢，建設(shè)部從2007年起全面推行節(jié)能建筑認(rèn)證體系。建筑節(jié)能新技術(shù)的研究開發(fā)和新產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，是推動建筑節(jié)能工作的有效途徑。巨大的建筑節(jié)能市場將帶動建筑涂料產(chǎn)進(jìn)行新的發(fā)展，我國是節(jié)能涂料最具發(fā)展?jié)摿Φ拇笫袌觥?/p>

在建筑節(jié)能外墻保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用較多的為白色熱反射隔熱涂料，以空心微珠和高折射率TiO2為主要功能顏填料，對太陽光的熱反射比可達(dá)80%以上。隨著建筑節(jié)能的需求日益迫切，單一白色熱反射涂料已不能滿足多色彩的外墻涂料要求;而彩色熱反射涂料因在可見光波段的高吸收性和顏料耐候性差，其使用和推廣受到限制。選擇紅外反射性好的顏料，通過補(bǔ)色原理調(diào)色制備的灰色系涂料，成為節(jié)能涂料發(fā)展的主流。

1)樹脂對涂層反射率的影響

用于太陽熱反射涂層的樹脂，對可見光和近紅外光吸收越小越好，一般涂料常用的樹脂都可用于太陽熱反射涂層。要求樹脂的透明度高，透光率在80%以上，太陽能的吸收率低，有些基團(tuán)吸熱，故在設(shè)計(jì)合成樹脂時，盡量使樹脂中少含有C-O-C、C=O、O-H等基團(tuán)。

2)顏料對涂層熱反射率的影響

顏料對可見光和近紅外光的吸收同樣越小越好，同時，為減少太陽光透過，顏料對太陽光應(yīng)有盡可能大的散射。

顏料對可見光和近紅外輻射的散射能力取決于顏料和樹脂折光指數(shù)的差異，散射率m定義為顏料與樹脂折光指數(shù)的比值(如右圖)。nρ為顏料的折光指數(shù)(常用顏料的指數(shù)為1.4(2.8)，nR為樹脂的折光指數(shù)(常用有 機(jī)樹脂的指數(shù)為1.45(1.50，變化很小)。要達(dá)到高反射率，必須選用折光指數(shù)高的顏料。

3)涂層厚度的影響

涂層厚度熱反射面漆涂層厚度越薄越好，一般涂層厚度20~40μm較好。

雙向熱反射建筑節(jié)能無機(jī)保溫系統(tǒng)由基層墻體、無機(jī)中空?；⒅楸貙印⒖沽焉皾{護(hù)面層和內(nèi)、外熱反射涂料飾面層組成。

主要產(chǎn)品有:無機(jī)中空保溫砂漿、抗裂砂漿、外墻膩?zhàn)?、絕熱保溫反射涂料(外隔熱層)、絕熱節(jié)能保健涂料(內(nèi)保溫層)、防火保溫板。