中國新型涂料網(wǎng)訊：
0 前 言
專用的通信系統(tǒng)用室外機(jī)房等隨著移動(dòng)通信基站、接入網(wǎng)的大量應(yīng)用，而被廣泛使用。通信系統(tǒng)用室外機(jī)房是指應(yīng)用于通信系統(tǒng)，直接處于氣候影響下，為內(nèi)部通信設(shè)備提供機(jī)械和環(huán)境保護(hù)的機(jī)房。室外機(jī)房特點(diǎn)是內(nèi)部有熱源，由于其內(nèi)部電氣設(shè)備的長期運(yùn)行發(fā)熱，會(huì)導(dǎo)致機(jī)房內(nèi)蓄熱升溫，需一年四季用空調(diào)來保持站內(nèi)溫度(主要是降溫)，從而導(dǎo)致電能的浪費(fèi)，營運(yùn)成本居高不下。
通常傳統(tǒng)的隔熱涂料特點(diǎn)是既反射外表面的太陽光熱能來達(dá)到隔熱效果，同時(shí)通過對(duì)熱傳遞的顯著阻抗來實(shí)現(xiàn)隔熱，阻隔被保護(hù)體內(nèi)外溫度傳遞、交換，達(dá)到保溫隔熱效果。當(dāng)室外機(jī)房內(nèi)部溫度高于外界氣溫時(shí)需要向外散熱，由于傳統(tǒng)隔熱涂料的保溫功能阻隔了機(jī)房向外散熱的途徑，會(huì)導(dǎo)致機(jī)房內(nèi)蓄熱升溫，增加空調(diào)能耗。
本論文研制一種具有單向反射散射特點(diǎn)的陶瓷智能隔熱涂料，該涂料涂刷在通信系統(tǒng)用室外機(jī)房外表面，不僅可反射太陽光，減少進(jìn)入機(jī)房內(nèi)部的太陽輻射熱量，還可有效將機(jī)房內(nèi)的熱量迅速向外遷移，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)散熱，從而在一定程度上降低電能消耗和營運(yùn)成本，延長空調(diào)使用壽命。該涂料采用單向反射散熱技術(shù)，使用在通信機(jī)房外表面，當(dāng)太陽光照射升溫時(shí)，可將機(jī)房外表面的太陽光熱能反射回大氣。當(dāng)無太陽光照射時(shí)，可將機(jī)房積蓄的高溫向外散發(fā)、輻射出去，有效減少空調(diào)用電量。因其能根據(jù)機(jī)房內(nèi)外溫度變化自動(dòng)選擇反射太陽光照射熱能或通過散射、輻射形勢(shì)將機(jī)房內(nèi)積蓄的熱量散發(fā)出去，所以可稱其為“智能”型隔熱涂料。
1 試驗(yàn)部分
1.1 試驗(yàn)原料
水性丙烯酸彈性乳液，改性有機(jī)硅微乳液，復(fù)合陶瓷晶體微粉，金紅石型鈦白粉，惰性填料，Texanol，丙二醇，聚羧酸鹽類分散劑，低泡潤濕劑，礦物油類和有機(jī)硅類消泡劑，四氯間苯二腈類防霉劑，有機(jī)胺類pH值調(diào)節(jié)劑，聚醚類流平劑，聚氨酯類締合型增稠劑。
1.2 試驗(yàn)配方(見表1)
陶瓷智能隔熱涂料的參考配方
按表2、表3所列檢測方法制板，進(jìn)行性能測試。
涂膜性能的測試結(jié)果
陶瓷智能隔熱涂料穩(wěn)定性的測試結(jié)果
為平衡涂膜的彈性與強(qiáng)度，提高其耐沾污性，本試驗(yàn)主要是采用彈性丙烯酸防水乳液為主要基料，與特殊結(jié)構(gòu)改性的有機(jī)硅微乳液按一定比例混合作為隔熱涂料的成膜物，使得涂膜在彈性、機(jī)械強(qiáng)度、耐水性、耐沾污性等方面優(yōu)于一般建筑外墻熱反射隔熱涂料。可有效防止水性隔熱涂層戶外暴露和環(huán)境灰塵、廢氣、雨水痕跡等造成的臟污，可延長涂層的使用壽命，長久保持潔凈。
2.2 顏料的選擇
顏料的選擇要求對(duì)可見光和紅外的吸收率要小，對(duì)太陽光的散射能力要強(qiáng)。顏料的散射能力取決于顏料與樹脂的折光指數(shù)差值，一般樹脂的折光指數(shù)比較低，所以折光指數(shù)越高的顏料其散射率越大。由于受太陽反射隔熱涂膜光學(xué)屬性的限制，該涂料的顏色必須是白色或是淺色的。因?yàn)榘咨伭蠈?duì)太陽能的反射系數(shù)大于吸收系數(shù)，而深色顏料則相反。金紅石型鈦白粉的折光指數(shù)達(dá)2.8，反射系數(shù)≥80%，位居顏料之首，因此選用金紅石型鈦白粉為涂料的顏料。
2.3 功能性填料的選擇
空心玻璃微珠具有高反射(輻射)率、低導(dǎo)熱和低蓄熱系數(shù)，其在涂層中呈緊密多級(jí)排列，形成真空層和負(fù)壓惰氣層，對(duì)太陽的輻射熱有著極強(qiáng)的反射和阻隔作用，有效降低輻射傳熱和對(duì)流傳熱，從而可以降低物體表面的熱平衡溫度。但是，空心玻璃微珠的堆積密度比較小，體積比較大，容易引起涂料的后增稠，導(dǎo)致涂料的貯存穩(wěn)定性降低，所以需要特殊的分散和添加工藝。此外，空心玻璃微珠粒徑越大，隔熱效果越顯著，但隨著空心玻璃微珠的粒徑增大，微珠的空腔壁比較薄，受高速剪切容易破裂，施工性能不是很好。添加空心玻璃微珠的涂料制成的涂膜，固化后表面比較粗糙，耐沾污性能相對(duì)較差，被污染后，隔熱效果下降比較顯著。
多種金屬氧化物摻雜形成的具有反型尖晶石結(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有熱發(fā)射率高的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于隔熱節(jié)能材料的填料。因此本試驗(yàn)選擇了在常溫下具有特殊單向反射散射功能的復(fù)合陶瓷晶體微粉作為功能性填料，外加少量稀土氧化物，以提高該陶瓷粉體材料晶格振動(dòng)活動(dòng)性，且具有激活催化作用，從而提高其反射率。
3 結(jié) 語
本試驗(yàn)研制的陶瓷智能隔熱涂料，對(duì)太陽輻射熱具有良好的反射作用，可有效降低夏季太陽照射造成機(jī)房內(nèi)部升溫。同時(shí)可將機(jī)房內(nèi)蓄積的高溫向外散發(fā)、輻射出去，有效減少空調(diào)用電量。并且，涂膜具有良好的耐沾污性，不會(huì)因表面污染而降低對(duì)太陽輻射的反射作用，可長期保持穩(wěn)定的隔熱效果。
0 前 言
專用的通信系統(tǒng)用室外機(jī)房等隨著移動(dòng)通信基站、接入網(wǎng)的大量應(yīng)用，而被廣泛使用。通信系統(tǒng)用室外機(jī)房是指應(yīng)用于通信系統(tǒng)，直接處于氣候影響下，為內(nèi)部通信設(shè)備提供機(jī)械和環(huán)境保護(hù)的機(jī)房。室外機(jī)房特點(diǎn)是內(nèi)部有熱源，由于其內(nèi)部電氣設(shè)備的長期運(yùn)行發(fā)熱，會(huì)導(dǎo)致機(jī)房內(nèi)蓄熱升溫，需一年四季用空調(diào)來保持站內(nèi)溫度(主要是降溫)，從而導(dǎo)致電能的浪費(fèi)，營運(yùn)成本居高不下。
通常傳統(tǒng)的隔熱涂料特點(diǎn)是既反射外表面的太陽光熱能來達(dá)到隔熱效果，同時(shí)通過對(duì)熱傳遞的顯著阻抗來實(shí)現(xiàn)隔熱，阻隔被保護(hù)體內(nèi)外溫度傳遞、交換，達(dá)到保溫隔熱效果。當(dāng)室外機(jī)房內(nèi)部溫度高于外界氣溫時(shí)需要向外散熱，由于傳統(tǒng)隔熱涂料的保溫功能阻隔了機(jī)房向外散熱的途徑，會(huì)導(dǎo)致機(jī)房內(nèi)蓄熱升溫，增加空調(diào)能耗。
本論文研制一種具有單向反射散射特點(diǎn)的陶瓷智能隔熱涂料，該涂料涂刷在通信系統(tǒng)用室外機(jī)房外表面，不僅可反射太陽光，減少進(jìn)入機(jī)房內(nèi)部的太陽輻射熱量，還可有效將機(jī)房內(nèi)的熱量迅速向外遷移，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)散熱，從而在一定程度上降低電能消耗和營運(yùn)成本，延長空調(diào)使用壽命。該涂料采用單向反射散熱技術(shù)，使用在通信機(jī)房外表面，當(dāng)太陽光照射升溫時(shí)，可將機(jī)房外表面的太陽光熱能反射回大氣。當(dāng)無太陽光照射時(shí)，可將機(jī)房積蓄的高溫向外散發(fā)、輻射出去，有效減少空調(diào)用電量。因其能根據(jù)機(jī)房內(nèi)外溫度變化自動(dòng)選擇反射太陽光照射熱能或通過散射、輻射形勢(shì)將機(jī)房內(nèi)積蓄的熱量散發(fā)出去，所以可稱其為“智能”型隔熱涂料。
1 試驗(yàn)部分
1.1 試驗(yàn)原料
水性丙烯酸彈性乳液，改性有機(jī)硅微乳液，復(fù)合陶瓷晶體微粉，金紅石型鈦白粉，惰性填料，Texanol，丙二醇，聚羧酸鹽類分散劑，低泡潤濕劑，礦物油類和有機(jī)硅類消泡劑，四氯間苯二腈類防霉劑，有機(jī)胺類pH值調(diào)節(jié)劑，聚醚類流平劑，聚氨酯類締合型增稠劑。
1.2 試驗(yàn)配方(見表1)
陶瓷智能隔熱涂料的參考配方
1.3 制備工藝
在配漿容器中加入準(zhǔn)確計(jì)量的水、分散劑、潤濕劑、pH值調(diào)節(jié)劑、消泡劑、丙二醇、防霉劑，用高速分散機(jī)攪拌均勻；依次加入各種惰性填料、金紅石型鈦白粉，攪勻；將攪拌終了的漿料轉(zhuǎn)移到研磨設(shè)備中，研磨至細(xì)度小于30 μm，得色漿；將色漿轉(zhuǎn)移到調(diào)漆容器中，按計(jì)量加入乳液和成膜助劑，攪勻；攪拌分散后在低速攪拌下加入預(yù)先用硅烷偶聯(lián)劑處理過的復(fù)合陶瓷晶體微粉，攪拌均勻。最后加入增稠劑、流平劑攪勻，調(diào)節(jié)到需要的黏度。用80～120目篩網(wǎng)過濾，得到涂料成品。
1.4 性能測試按表2、表3所列檢測方法制板，進(jìn)行性能測試。
涂膜性能的測試結(jié)果
陶瓷智能隔熱涂料穩(wěn)定性的測試結(jié)果
2 結(jié)果與討論
2.1 成膜物的選擇
由于移動(dòng)通信系統(tǒng)室外機(jī)房所處的環(huán)境溫度變化比較劇烈，因此對(duì)外表面涂覆的隔熱涂層的抗裂和柔性要求比較高。普通丙烯酸乳液缺乏柔韌性和彈性、缺乏遮蓋微裂縫的能力，如果進(jìn)行厚涂，也容易引起涂層收縮導(dǎo)致開裂。彈性丙烯酸乳液的涂膜具有彈性，能夠遮蓋基層的微細(xì)裂紋而使涂層不開裂，但其玻璃化溫度低，在使用溫度下涂膜會(huì)隨著氣溫的升高而變軟返黏，導(dǎo)致極易黏附污染物，耐沾污性較差。當(dāng)涂膜變臟后，會(huì)大大影響隔熱涂料的反射隔熱效果，并且也使涂層的裝飾效果變差。為平衡涂膜的彈性與強(qiáng)度，提高其耐沾污性，本試驗(yàn)主要是采用彈性丙烯酸防水乳液為主要基料，與特殊結(jié)構(gòu)改性的有機(jī)硅微乳液按一定比例混合作為隔熱涂料的成膜物，使得涂膜在彈性、機(jī)械強(qiáng)度、耐水性、耐沾污性等方面優(yōu)于一般建筑外墻熱反射隔熱涂料。可有效防止水性隔熱涂層戶外暴露和環(huán)境灰塵、廢氣、雨水痕跡等造成的臟污，可延長涂層的使用壽命，長久保持潔凈。
2.2 顏料的選擇
顏料的選擇要求對(duì)可見光和紅外的吸收率要小，對(duì)太陽光的散射能力要強(qiáng)。顏料的散射能力取決于顏料與樹脂的折光指數(shù)差值，一般樹脂的折光指數(shù)比較低，所以折光指數(shù)越高的顏料其散射率越大。由于受太陽反射隔熱涂膜光學(xué)屬性的限制，該涂料的顏色必須是白色或是淺色的。因?yàn)榘咨伭蠈?duì)太陽能的反射系數(shù)大于吸收系數(shù)，而深色顏料則相反。金紅石型鈦白粉的折光指數(shù)達(dá)2.8，反射系數(shù)≥80%，位居顏料之首，因此選用金紅石型鈦白粉為涂料的顏料。
2.3 功能性填料的選擇
空心玻璃微珠具有高反射(輻射)率、低導(dǎo)熱和低蓄熱系數(shù)，其在涂層中呈緊密多級(jí)排列，形成真空層和負(fù)壓惰氣層，對(duì)太陽的輻射熱有著極強(qiáng)的反射和阻隔作用，有效降低輻射傳熱和對(duì)流傳熱，從而可以降低物體表面的熱平衡溫度。但是，空心玻璃微珠的堆積密度比較小，體積比較大，容易引起涂料的后增稠，導(dǎo)致涂料的貯存穩(wěn)定性降低，所以需要特殊的分散和添加工藝。此外，空心玻璃微珠粒徑越大，隔熱效果越顯著，但隨著空心玻璃微珠的粒徑增大，微珠的空腔壁比較薄，受高速剪切容易破裂，施工性能不是很好。添加空心玻璃微珠的涂料制成的涂膜，固化后表面比較粗糙，耐沾污性能相對(duì)較差，被污染后，隔熱效果下降比較顯著。
多種金屬氧化物摻雜形成的具有反型尖晶石結(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有熱發(fā)射率高的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于隔熱節(jié)能材料的填料。因此本試驗(yàn)選擇了在常溫下具有特殊單向反射散射功能的復(fù)合陶瓷晶體微粉作為功能性填料，外加少量稀土氧化物，以提高該陶瓷粉體材料晶格振動(dòng)活動(dòng)性，且具有激活催化作用，從而提高其反射率。
3 結(jié) 語
本試驗(yàn)研制的陶瓷智能隔熱涂料，對(duì)太陽輻射熱具有良好的反射作用，可有效降低夏季太陽照射造成機(jī)房內(nèi)部升溫。同時(shí)可將機(jī)房內(nèi)蓄積的高溫向外散發(fā)、輻射出去，有效減少空調(diào)用電量。并且，涂膜具有良好的耐沾污性，不會(huì)因表面污染而降低對(duì)太陽輻射的反射作用，可長期保持穩(wěn)定的隔熱效果。
