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隨著夏季的到來，日曬對(duì)建筑、路面、車輛等帶來的高溫愈發(fā)給人們帶來了不適，同時(shí)也影響著設(shè)施設(shè)備的能耗、壽命與安全。熱反射涂料能利用填料的高折光率對(duì)太陽輻射進(jìn)行有效反射，來降低物質(zhì)吸收的熱量，從而緩解高溫日曬對(duì)物體表面帶來的影響，提高節(jié)能性、安全性與舒適性。

1. 熱反射涂料的降溫機(jī)理

太陽輻射波段中，可見光與紅外光分別占輻射總能量的50%和43%，且后者照射至物體表面后轉(zhuǎn)化成熱量的速度很快。熱反射涂料主要是對(duì)可見光區(qū)（400~760 nm）和紅外光區(qū)（760~2500 nm）輻射進(jìn)行反射，其必須具備盡可能高的反射率和盡可能低的吸收率，才能確保熱量能最大程度不被吸收，實(shí)現(xiàn)降溫。

同時(shí)，根據(jù)大氣對(duì)紅外輻射的吸收特性，更為理想的情況則是熱反射涂料可以將吸收的能量以800~1400 nｍ波長的能量反射出去，這個(gè)波段的能量被大氣吸收少，可以更好地實(shí)現(xiàn)物體表面及周圍環(huán)境的持續(xù)降溫，緩解夏季“熱島效應(yīng)”。

2. 熱反射涂料的成膜物質(zhì)

熱反射涂料的成膜物質(zhì)一般為樹脂。在眾多樹脂品類中，一般選擇透明度高（≥80%）、對(duì)太陽能吸收率低的樹脂作為成膜物質(zhì)。

聚氨酯樹脂涂料能表現(xiàn)出良好的柔韌性能，加之聚氨酯樹脂合成單體多，配方調(diào)整空間大，可以與丙烯酸、環(huán)氧、有機(jī)硅和有機(jī)氟單體進(jìn)行改性，性能調(diào)試空間大，因此在被廣泛應(yīng)用于車輛、家具、化工儲(chǔ)罐、船舶等領(lǐng)域。但由于其生產(chǎn)成本昂貴，粘接性能略差，應(yīng)用于建筑、道路的熱反射涂料并未普及。

環(huán)氧樹脂具有價(jià)格低、粘接性能優(yōu)、強(qiáng)度高、使用范圍廣等特點(diǎn)。常用胺類物質(zhì)或酸酐類物質(zhì)對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行固化，前者在室溫下就可固化，而后者需在高溫下固化。由于環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中存在大量苯環(huán)、環(huán)氧基團(tuán)，其耐老化性能（尤其是抗紫外老化性能）較差，因此不適用于青藏、云南等海拔高、紫外線強(qiáng)的地區(qū)。有研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過摻入特定型號(hào)的紫外吸收劑與受阻胺光穩(wěn)定劑，讓環(huán)氧樹脂熱反射涂料的耐老化性能顯著改善。

丙烯酸樹脂是一個(gè)大家族，包括氟丙樹脂、醋丙樹脂、叔丙樹脂、純丙樹脂、硅丙樹脂、苯丙樹脂等，研制熱反射涂料時(shí)應(yīng)根據(jù)所需要的性能選擇合適的丙烯酸樹脂。日本某科研團(tuán)隊(duì)發(fā)明的一種用于瀝青路面的丙烯酸樹脂熱反射涂料具有固化快、降溫效果好等優(yōu)點(diǎn)，涂料顏色有黑色和灰色兩款，能使瀝青路面溫度分別降低10 ℃和17 ℃ 。不過，丙烯酸樹脂熱反射涂料也存在氣味重、大面積施工時(shí)VOC釋放量較高、玻璃化溫度偏低、材料損耗因子高、耐磨性差等缺點(diǎn)。

綜上所述，單一樹脂具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，難以將涂料的性能發(fā)揮到極致。因此在熱反射涂料的實(shí)際研發(fā)中，更傾向于運(yùn)用復(fù)合樹脂可將單一樹脂的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行互補(bǔ)，明顯改善性能。

3. 熱反射涂料的填料

熱反射涂料的填料包括著色功能顏料和反射功能填料。著色功能顏料改變涂料顏色，使設(shè)施設(shè)備更加美觀；反射功能填料則尤為重要，它確保了涂料對(duì)于太陽輻射的高反射率和低吸收率，決定了物體表面的冷卻性能。填料的折光率越大、對(duì)光線的反射率越高、吸收率越低，涂料的冷卻性能就越好。研究發(fā)現(xiàn)，熱反射涂料的填料粒徑也會(huì)影響反射波長，因此在選擇填料時(shí)應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

常見填料的折光率

近年來，多重降溫功能填料成為研究熱點(diǎn)，如輻射降溫填料、隔熱降溫填料等。中空玻璃微珠由于具有質(zhì)輕、隔音、隔熱等特點(diǎn)，經(jīng)常與反射功能填料共同使用制備熱反射涂料；二氧化鈦?zhàn)鳛橐环N高折光率物質(zhì)也常應(yīng)用于涂料中。

4. 熱反射涂料的助劑

熱反射涂料中的助劑用量雖然很少，僅占百分之幾，卻能明顯提高熱反射涂料的應(yīng)用性能。油性熱反射涂料和水性熱反射涂料中的助劑種類與用量均有所差異：油性熱反射涂料主要使用消泡劑、分散劑和降黏劑等調(diào)節(jié)涂料使用性能；水性熱反射涂料與涂覆表面存在較大的表面張力差，使用時(shí)還需考慮因界面產(chǎn)生的涂層缺陷，因此使用助劑種類較多，如成膜助劑、消泡劑、分散劑、增稠劑、防沉劑、濕潤劑和流平劑等，助劑用量也較多。

5. 熱反射涂料的展望

隨著綠色化、宜居化、科技感成為當(dāng)前城市發(fā)展建設(shè)的趨勢(shì)，作為一種新型節(jié)能材料的熱反射涂料也受到了行業(yè)的關(guān)注與青睞。而由于技術(shù)研發(fā)、苛刻環(huán)境與涂裝施工等的局限，熱反射涂料依然存在較大的發(fā)展空間。

目前大多數(shù)熱反射涂料仍為溶劑型，在使用過程中存在高VOC的問題，對(duì)環(huán)境和人員健康造成危害。水性化和無溶劑化是其發(fā)展趨勢(shì)，但與傳統(tǒng)溶劑型涂料相比，環(huán)保型水性涂料的一些性質(zhì)依然有待改進(jìn)，大范圍替代仍需加大投入研發(fā)。

其次，無論溶劑型還是水性熱反射涂料的耐久性均不是很理想。在長期的高溫照射下，樹脂老化、顏填料剝離、抗紫外性下降等問題最終都容易導(dǎo)致涂層被破壞。因此，延長熱反射涂料的使用壽命、提高其耐候性能也是今后的研究方向。

此外，由前文可知，熱反射涂料的降溫節(jié)能效果源自于高效的反射功能填料，高反射率、低吸收率的功能填料無疑成為了當(dāng)前的研發(fā)重點(diǎn)。與此同時(shí)，功能復(fù)合型、質(zhì)輕、制備容易、施工方便、低成本、性能穩(wěn)定等也是理想型功能填料需要追求的。

終狀態(tài)。施工中需嚴(yán)格區(qū)分兩者，避免因干燥階段判斷失誤導(dǎo)致涂層缺陷。

來源：聚氨酯涂料技術(shù)信息

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