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反射隔热材料的明度与填料选择

反射隔热材料的明度与填料选择

发布时间:
2019/08/20
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相信大家都有过这样的生活经历,在夏天穿黑色的衣服会比穿白色的衣服热很多,特别是在阳光的直接照射下。因为黑色的物体比浅色的更能吸收阳光的能量。我们能看得见物体的颜色,是因为物体自身吸收了一部分照射在它上面的可见光,不能吸收的部分就会反射出来进入人的眼睛,我们才能分辩出物体的颜色。黑色的物体对可见光能基本全部吸收,而白色的物体能全部反射。因此降低物体表面的温度的重点应该放在选用合适颜色的材料来提高对太阳辐射的反射率。一般来讲是越白越好(提高明度)

可见光的颜色

但是材料的明度并不能代它隔热节能功效的强弱,因为太阳光中很大一部分的能量是以红外线的形式存在的,占43%左右,而可见光波段占50%。白色等浅色系的材料在反射可见光上有优势不代表它们对红外辐射也有高反射的性质。因此一般的反射隔热材料都会添加玻璃或者陶瓷来阻挡红外辐射。

 

很多企业在这一块有着一个误区:在阳光下直接用红外温度计对比施工前后的固体表面。这么做非但不能证明材料反射性能的优秀,反而会起到反效果。测量温度越低说明材料反射太阳的红外线的能力弱,这意味着建筑因此要吸收更多热量,这是所有人都不乐意见到的。正确的做法是经过暴晒后在屋面上创造一个完全遮阳的条件,然后立刻用测温枪测量。或者直接使用其他温度计测量。

尽管这看起来是一个不错的解决办法。但是固化物成分的含量会影响材料的抗污性能,玻璃和陶瓷微珠因为粒径较大,涂料表面粗糙,耐沾污性差。因为现在的国家标准的两大指标是太阳反射比和半球反射率。并不涵盖耐候性和功能性寿命等长期属性,所以很多市场上销售的隔热材料尽管在国家要求的产品质量检测中表现良好,但是实际使用中因为明度过高又没有很好的抗污能力,所以使用一两年后就会被污染,表面明度下降,导致隔热效果大打折扣。另外明度过高的表面容易造成光污染,行业应该以开发不同浅色系颜色的隔热材料作为发展方向。

现在主流的反射隔热涂料是以聚丙烯酸乳液为成膜物质,添加各种功能填料来达到反射隔热的效果。各种功能填料隔热效果:玻璃微珠≥复配功能填料>陶瓷微珠>纳米金属氧化物;耐污能力、耐洗刷性:纳米金属氧化物≥复配功能填料>陶瓷微珠>玻璃微珠。可以看出,如果要开发出同时具备高效隔热和耐污的屋面涂料,那么如何调整配方中各种材料的比例,就是这类材料开发过程中的一大难题。

更为重要的是协调涂层表面的粗糙程度的问题。光滑平整的表面吸附能力差,不容易因为被污染而明度下降。选用致密,表面光滑,耐沾污性好的高分子乳液,能延长隔热材料的使用寿命。但是光滑的表面减少了与空气的接触面积,对于有着辐射散热能力的材料来说,减少了粗糙程度就意味着降低了单位面积对外红外辐射的量。可能会导致表面温度上升,降低隔热效果。如何权衡两者的关系需要研发工程师团队在不断地实践之中找到最为合理的平衡点。如何开发低明度的抗污隔热材料并保持高的太阳反射比和半球反射率也是现在反射隔热材料的发展方向之一。