太阳能反射涂料的应用现状及发展前景

    【中国建材网】摘要：介绍了反射涂料的应用现状及前景。阐述了太阳能反射涂料的反射和辐射机理。讨论了涂料的组成、原理及影响因素。展望了单向导热隔热涂料在石油化工品储罐区的应用趋势及优势。
　　
　　程贤，刘敏，冯俊
　　
　　（武汉双虎涂料有限公司，430034）
　　
　　0.引言
　　
　　近20余年来，随着建筑业、石油工业、运输业、兵器工业等的迅速发展，能使被涂物在太阳光照射下产生降温效果的涂料已引起广泛关注，各类太阳能屏蔽涂料、热反射涂料、太空隔热涂料、节能保温涂料、隔热胶等不断有研究报道或产品问世，以降低暴露在太阳辐射下装备的表面温度，阻止热传导，改善工作环境，提高安全性。例如建筑业的外墙；石油工业的海上钻井平台、油罐、输油管道；运输业的汽车、火车、飞机表面；造船工业的船壳、甲板等均用到太阳能反射涂料。近20余年来，国外有代表性的太阳能反射涂料，如美国盾牌节能涂料、新加坡高科（HIT）涂料、美国太阳能集团公司研制的LO/MIT-1型隔热漆等，可使被涂物内部温度大大降低，同时兼有较好的防蚀、阻燃、防水功能，安全无毒，已广泛用于美国、日本、马来西亚和新加坡等国的油气储罐、建筑屋顶，取得较好效果。日本、意大利等国家均投人巨资进行降温涂料或降温材料的研究，并开始产品化。特别是美国ASTM隔热委员会C16还制定了C1483标准（热反射隔热涂料），对热反射涂料的各项技术指标、测试方法作出了规定，标志着“热反射隔热防腐涂料”已正式被美国接受并规定应用于相关领域，如钢结构、建筑外墙等。从1992年开始，我国可使太阳光照射下被涂物降温的各类涂料层出不穷。至今约有40余家研究及生产单位，有代表性的几家单位，如上海大通应用化学所、晨光涂料、镇江远方防腐工程公司、青岛海洋化工研究院、上海广毅涂料有限公司等，虽起步较晚，但由于不少企业携手高等院校及研究单位介入这一领域，在涂料机理研究、品种开发及工程应用方面，取得了巨大进展，不少方面并不比国外同类产品差，具有与国外同步的研发水平。
　　
　　1.太阳能反射涂料的基本原理
　　
　　太阳热反射涂料的基本原理是通过涂膜的反射作用将日光中的红外辐射反射到外部空间，从而避免物体自身因吸收辐射导致的温度升高。太阳能绝大部分处于可见光和近红外区。按波长可分为3部分，在200~300nm的紫外线区的热辐射能量仅占5%；在400~720nm的可见光区占45%；在720~2500nm的近红外区占50%。可见，太阳辐射热绝大部分处于400~1800nm范围内。在该波长范围内，反射率越高，隔热效果越好。
　　
　　1.1反射机理
　　
　　入射在涂层上的太阳电磁波将发生吸收、透射、反射3种现象。吸收率α、反射率ρ、透射率τ之间有如下关系：
　　
　　α+ρ+τ=1（1）
　　
　　因涂层中存在颜填料，太阳热反射涂料一般为红外不透明物质，其透射率τ近似为0。由此，式（1）可
　　
　　简化为式（2）：
　　
　　α=1-ρ（2）
　　
　　由式（2）分析可知：只有提高涂层的反射率ρ，才可以使涂层表面对能量的吸收减少。