几种绿色颜料对太阳光反射隔热涂层性能的影响

目的探究同色异谱颜料对太阳光反射隔热涂层性能的影响,为颜料的筛选提供理论支撑。方法分别将相同掺量的三种绿色颜料与苯丙乳液混合制备太阳光反射隔热涂层,探究颜料本身晶体结构和光学性能对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪、紫外/可见/近红外分光光度计、红外发射率测量仪、精密色差仪和涂层力学性能测量仪对颜料和涂层的性能进行表征。结果晶粒尺寸较大的铁绿颜料相比于晶粒尺寸较小的铬绿颜料具有更优异的近红外反射性能,近红外反射比高0.110。三种绿色颜料对涂层红外发射率及力学综合性能的影响均较小,三种涂层的红外发射率均在0.90以上,综合力学性能均较好。近红外反射性能、近红外能量反射性能和隔热性能由高到低依次为铬绿、铁绿和钴绿涂层。结论筛选太阳光反射隔热涂层用颜料时,不应仅采用颜料的近红外反射比为衡量参数,而应权衡对应涂层的综合性能,从而对颜料筛选做出科学的判断。     

红外低发射率颜料制备及其可见光/红外特性研究

目的 制备Al/Cr2O3红外低发射率颜料,维持红外波段高反射的同时,降低可见光波段的反射特性,以满足可见光/红外兼容伪装材料的要求.方法 采用液相沉积表面包覆技术对片状铝粉进行改性,制得Al/Cr2O3颜料粉体,对Al/Cr2O3颜料粉体的微观形貌、成分进行表征,并对添加Al/Cr2O3的涂层在可见光近红外波段的光谱反射率、在8～14 μm波段的红外发射率、辐射温度及热像图进行表征与分析.结果 Cr2O3成功包覆于铝粉表面,且包覆基本完整.含Al/Cr2O3的涂层光谱反射曲线与背景绿色植被相似,可以较好地模拟自然背景中的绿色植物.涂层的红外发射率与低发射率功能填料Al/Cr2O3的含量密切相关,随Al/Cr2O3颜料含量增加,涂层的发射率由0.91降到0.43,平均辐射温度由27.9℃降低到22.7℃.结论 制备的颜料应用于涂层后,可实现有效的红外热图像分割效果,能够满足可见光/红外兼容伪装材料对红外低发射率功能填料的要求.     

复合型建筑节能涂层的制备及性能研究

目的提高建筑节能涂层的隔热性能,为多种隔热机理于一体的建筑节能涂层提供借鉴意义。方法自制复合乳液作为复合涂层的粘合剂,将含空心微珠填料的涂层做底面涂层,含镍钛黄颜料的涂层做表面涂层,制备了底-表面复合型建筑节能涂层,并探究了镍钛黄掺量对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪、紫外/可见光/近红外分光光度计、长波发射率仪、精密色差仪和扫描电子显微镜对镍钛黄和涂层性能进行表征,采用红外灯模拟太阳热源测量涂层的隔热性能。结果镍钛黄晶体结构为金红石型,且具有优异的可见光和近红外反射特性,其在可见光和近红外波段的平均反射率达72.61%。镍钛黄掺量对复合涂层在可见光和近红外波段平均反射率具有一定的影响,当镍钛黄掺量为20%时,复合涂层在近红外波段的平均反射率最高为66.75%,此时涂层在3~5μm和8~14μm波段的长波发射率分别为0.95和0.94,试板背面平衡温度比仅含相同掺量镍钛黄的表面涂层试板背面平衡温度降低2.4%,隔热性能得到提升。结论采用阻隔-反射型/底-表面复合结构可以提升建筑节能涂层的隔热性能,实际应用时颜料掺量以20%为宜。     

冷颜料对建筑节能涂层性能影响研究

目的探究冷颜料在建筑节能涂层中的应用,通过降低建筑外墙温度来实现节能降耗。方法以钛铬黄及铁黄作为颜料,改性硅溶胶-苯丙复合乳液作为成膜基料,制备了两种建筑节能涂料,探讨了两种颜料及其掺量对建筑节能涂层性能的影响。采用X射线衍射仪、紫外/可见/近红外分光光度计、精密色差仪和红外发射率测量仪,对颜料及涂层性能进行表征,采用红外灯模拟太阳热源测量涂层的隔热性能。结果相比于铁黄,钛铬黄"冷"颜料拥有更大的晶粒尺寸和更高的近红外平均反射率,其晶粒尺寸和近红外平均反射率分别比铁黄高52.3 nm和14.06%。当钛铬黄掺量为20%时,涂层近红外平均反射率最大,最大值为68.69%,试板平衡温度较空白板及相同铁黄掺量试板分别低23.1℃和10.6℃,隔热效果明显。结论冷颜料相比于传统铁系颜料更适宜做建筑节能涂层用颜料,具有一定的应用价值和意义,实际应用中冷颜料掺量以20%为宜。     

SiO2气凝胶复合型隔热涂层的制备及性能研究

目的探究SiO_2气凝胶在复合隔热涂料中的应用,从隔热机理出发,通过降低复合隔热涂层的导热系数,提高反射率、辐射率等方式,使涂层达到隔热降温的目的。方法首先通过单掺实验确定各填料的含量,并采用紫外/可见光/近红外分光光度计、红外辐射率测量仪和自制的测试隔热装置等,分析涂层的发射率、辐射率和隔热性能,最后通过正交实验方法得到最优涂层配方。结果 SiO_2气凝胶能显著降低涂层的导热系数,在此基础上,添加钛白粉、空心玻璃微珠、红外陶瓷粉等颜填料,能有效提高涂层的反射率和辐射率,从而进一步增强了涂层的隔热效果。分别添加质量分数为5%的SiO_2气凝胶、5%的钛白粉、5%的空心玻璃微珠和10%的红外陶瓷粉时,复合隔热涂层具有最优的隔热性能。SiO_2气凝胶复合型隔热涂层的干膜厚度为60μm时,与未涂覆的空白样板对比,温度最高可降低14.8℃。结论 SiO_2气凝胶复合型隔热涂层具有优异的隔热性能,并且具有薄层、轻质、环保等优点,具有一定的实际应用价值。     

反射型蓝色隔热节能涂层的制备及隔热性能

目的 针对目前广泛应用的传统型保温隔热建筑材料存在的施工困难、体系过厚、装饰性安全性较差等不足,制备力学性能和装饰性优异的隔热节能涂层。方法 使用KH560对硅溶胶进行改性,与苯丙乳液进行复合制备隔热节能涂料的成膜基料,加入质量分数分别为5%、10%、15%、20%的群青、钴蓝颜浆,制备8种隔热节能涂层。采用傅里叶红外变换光谱仪、马尔文Zeta电位仪、扫描电镜和热重分析仪分别对硅溶胶的接枝改性效果、粒径分布、微观形貌及热稳定性进行测试。采用扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针分别对2种颜料的微观形貌、晶体特性和元素组成进行分析。采用紫外/可见/近红外分光光度计测试2种蓝色颜料和节能涂层的太阳光反射比和近红外反射比。采用红外热像仪对涂层试板隔热性能进行测试。采用多种涂层力学测试工具和扫描电镜分别对涂层的综合力学性能、微观形貌进行表征。结果 KH560对无机硅溶胶改性效果较好,可以显著降低硅溶胶的团聚,提升硅溶胶的热稳定性及其在有机乳液的分散性。群青和钴蓝颜料的添加量为5%时,2种涂层的节能隔热效果达到最优。添加量为5%群青的涂层的太阳光反射比、近红外反射比分别为0.462、0.533,添加量...     

织物用水性多波段伪装印花涂料的研究与应用

目的 制备水性多波段伪装印花涂料及可见光/近红外/热红外多波段伪装织物.方法 将印花粘合剂、增稠剂、红外低发射率颜料、近红外高反射颜料、着色颜料、分散剂等制备咸水性多波段伪装印花涂料.采用圆网涂料印花工艺,将水性可见光/近红外/热红外多波段伪装印花涂料印染在涤棉混纺织物上,得到了四色可见光/近红外/热红外多波段伪装印花织物.通过环境扫描电镜、分光式测色仪、分光光度计、双波段发射率测量仪、红外热像仪等测试手段对印花织物的形貌、伪装性能、理化性能进行了表征.结果 印花涂层均匀附着在涤棉混纺织物纤维表面,印花织物的可见光迷彩颜色与环境背景相似,近红外光谱反射特性在0.4～1.2 μm范围内与背景基本上实现了同色同谱,在红外成像下形成有效梯度分割,且与背景有较好的融合效果.结论 制备的印花涤棉混纺织物具有可见光/近红外/热红外兼容伪装性能,各项性能指标达到了实用要求.     

填料对建筑节能涂层隔热性能的影响和机理

目的探究反射型、阻隔型和辐射型填料对建筑节能涂层反射隔热性能的影响,为填料在建筑节能涂料中的筛选应用提供一定的理论支撑。方法分别将金红石型二氧化钛、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉与苯丙乳液共混,制备了反射型、阻隔型和辐射型建筑节能涂料。采用扫描电子显微镜、紫外/可见/近红外反光光度计、导热系数测量仪和红外发射率测量仪对涂层性能进行表征,探究了三种填料添加量和平均粒径对涂层反射隔热性能的影响。结果金红石型二氧化钛、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉的最佳添加量(占成膜物质总质量的百分比,全文同)和平均粒径分别为25%和0.25μm、9%和325目、9%和1μm。此时对应涂层的太阳光平均反射率、导热系数、8~14μm波段的红外发射率分别为85.88%、0.05 W/(m·K)和0.91,隔热性能优异。结论填料添加量和平均粒径对建筑节能涂层的隔热性能均具有一定的影响,实际应用时可根据需要选择填料添加量和平均粒径。     

建筑节能涂层光学性能影响因素研究

目的通过研究建筑节能涂层光学性能的影响因素,从而提高建筑节能涂层的光学性能。方法改变涂层的固化温度和涂层的厚度,改变增稠剂用量来调节涂料体系的黏度,采用刷涂、刮涂和喷涂来改变涂层的表面光泽度,采用差示扫描量热仪、紫外/可见光/近红外分光光度计、红外发射率测量仪、涂层光泽度测量仪和涂层测厚仪,来研究涂料体系的固化温度、黏度、涂层表面光泽度和涂层厚度对建筑节能涂层光学性能的影响。结果固化温度、黏度、表面粗糙度和厚度对涂层8~14μm波段的红外发射率的影响均较小,但对涂层的全波段和近红外波段的反射率有一定影响。实际应用时,固化温度、增稠剂用量、制备方式和涂层厚度分别以65℃、1%、喷涂和200μm为宜。结论通过改变几种影响因素可较明显地影响建筑节能涂层的反射性能,但对建筑节能涂层的红外发射率影响不大,实际应用时应综合考虑几种影响因素来获得较满意的涂层光学性能。     

太阳热反射隔热彩色涂料的制备及隔热性能

目的从色彩三原色理论出发,制备隔热性能优异的太阳热反射隔热彩色涂料。方法将复合钛红、钴蓝、钛铬黄、镍钛黄和铬绿颜料复配为颜料,硅溶胶偶联苯丙复合乳液为成膜基料,制备了紫色、蓝色、橙色和绿色太阳热反射隔热彩色涂料。用扫描电子显微镜和电子探针对颜料微观结构和元素进行定量检测,用紫外/可见/近红外分光光度计探究颜料的反射特性、涂膜反射特性和污染处理后涂膜太阳光反射比降低率。分别从涂膜试板背面隔热温差和涂膜试板对箱体中心的辐射热流降低率两个方面,衡量太阳热反射隔热彩色涂料的隔热效果。结果紫色、蓝色、橙色和绿色4种太阳热反射隔热彩色涂膜的太阳光反射比均在0.5000以上,分别为0.6287、0.5433、0.7594和0.6991,涂膜污染后的太阳光反射比降低率均满足相关标准≤15%的要求。涂膜试板背面隔热温差均在3℃以上,涂膜试板对箱体中心的辐射热流降低率均在10%以上,隔热降温性能显著。结论采用色彩三原色理论选择合适的红外反射颜料,可制备出隔热性能优异的太阳热反射隔热彩色涂料。     

石墨烯对聚氨酯/Al复合涂层光泽度及红外发射率性能的影响

目的在不明显升高聚氨酯(PU)/Al复合涂层红外发射率的前提下,明显降低涂层的光泽度,获得低光泽与低发射率兼容的功能涂层。方法采用石墨烯改性PU/Al复合涂层,系统研究石墨烯改性对涂层的微结构、光泽度、红外发射率及力学性能的影响规律,并对其成因进行分析探讨。结果当石墨烯添加量(占Al粉质量的百分比)小于6%时,石墨烯改性可明显降低涂层的光泽度,且对涂层发射率的影响不明显。当石墨烯添加量为4%时,可使涂层同时具备低光泽与低发射率性能,其值分别为11.0和0.245。涂层的力学性能对石墨烯改性并不敏感,改性前后涂层的硬度、附着力和耐冲击强度分别可达到3H,1级和50kg·cm。结论石墨烯改性可明显降低PU/Al复合涂层的光泽度。当石墨烯添加量合适时,可使涂层同时具备低光泽与低发射率性能,从而实现涂层的红外与可见光兼容隐身。     

水性红外隐身涂料制备工艺优化

目的优化水性红外隐身涂层材料制备工艺,提高低发射率红外隐身涂料隐身性能。方法采用红外辐射率测量仪、红外光谱吸收仪等,研究涂层固化温度、涂层表面粗糙度和涂层厚度对低发射率红外隐身涂料隐身性能的影响。结果固化温度对涂层红外发射率和基体树脂红外吸收光谱影响不大,但随着固化温度升高,涂层固化时间明显缩短;随着涂层表面粗糙度的增加,涂层红外发射率增加;表面粗糙材料红外发射率受测试角度影响小于表面光滑材料;在基材上制备不同厚度的涂层,当涂层厚度小于30μm时,涂层红外发射率受基材表面红外发射率影响较大,当大于30μm时,影响较小。结论可以根据实际时间需求选择合适的涂层固化温度,宜选择刮涂方式使涂层表面保持一定的粗糙度,涂层厚度宜为30~40μm。     

Infrared emissivity and corrosion-resistant property of maleic anhydride grafted ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM-g-MAH)/Cu coatings

Maleic anhydride grafted ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM-g-MAH) was prepared by grafting copolymerization method. Composite coatings with varied infrared emissivity were obtained by using copper (Cu) powder as inorganic pigments, either EPDM or EPDM-g-MAH as organic adhesive. The influences of the content of Cu powder and adhesive kinds on the infrared emissivity of the composite coatings were investigated. The as-prepared coatings were characterized by FTIR spectroscopy, infrared emissometer and SEM. The corrosion-resistant property of the coatings in aqueous 3.5 wt.% NaCl was assessed by the potentiodynamic polarization technique and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results have shown that the interfacial interaction between EPDM and Cu is improved due to the MAH grafting on EPDM, benefiting from the compatibility of EPDM with Cu and the low porosity of EPDM/Cu coatings, which leads to the lower infrared emissivity and better corrosion-resistant property of the coatings.