【摘要】：在能源危機(jī)日益嚴(yán)重的今天,不可再生資源的日益減少,節(jié)能減排成為國際共識。據(jù)統(tǒng)計建筑能耗占全球總能耗40%,以及隨之帶來的一系列環(huán)境問題,因此有必要對建筑進(jìn)行降溫,降溫涂料的廣泛應(yīng)用能很大程度減少建筑能耗。對于降溫涂料來說,其表面干凈程度對其降溫效果有較大影響,具有自潔凈功能的降溫涂料便應(yīng)運而生,本文旨在通過簡單的方法制備出超疏水自潔凈降溫涂料。本文從涂料配方開始,借助已知材料的反射率,選取合適的顏填料,通過涂層的接觸角測試,確定具有低表面能的基礎(chǔ)配方,著重研究通過砂紙打磨建立超疏水表面所需的粗糙表面的可能,針對這種藍(lán)灰色涂料,進(jìn)行如下研究:首先,為了研究砂紙打磨建立超疏水表面的可能性,測試不同目數(shù)砂紙打磨后涂層表面的接觸角、接觸角滯后和滾動角。實驗結(jié)果表明用120、240和320目砂紙打磨后的涂料表面具有超疏水性以及好的自潔凈功能。其次,為了更好地了解打磨對超疏水性能的影響,通過SEM和AFM等觀測手段細(xì)致深入地觀測打磨后涂層表面的微觀形貌。通過SEM表面形貌觀察和AFM表面粗糙結(jié)構(gòu)分析,結(jié)果表明打磨產(chǎn)生的微米級的溝壑和暴露出的粗糙顆粒是實現(xiàn)超疏水的重要因素,符合Cassie模型中水珠在粗糙表面的存在狀態(tài)。第三,為了研究該涂料的降溫效果,分別測定了該涂料和普通混凝土的太陽反射率和熱發(fā)射率,測試結(jié)果表明該涂料具有0.808的太陽反射率和0.88的熱發(fā)射率,滿足高反射隔熱降溫涂料的國家標(biāo)準(zhǔn)要求。隨后通過計算得出,在晴朗夏日的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下,該涂料表面相對混凝土表面有22.6℃的降溫效果。第四,為了研究該涂料的耐老化能力,對該涂料進(jìn)行400小時的人工加速老化試驗(約相當(dāng)于戶外暴露5-10年)。本章通過對老化試驗后的超疏水功能和光學(xué)性能進(jìn)行研究,實驗結(jié)果表明老化試驗后超疏水的特性消失當(dāng)仍具有極好的自潔凈功能,并且經(jīng)過再次打磨超疏水功能恢復(fù),老化試驗對涂料的光學(xué)性能幾乎沒有影響。
【圖文】：

對波長在４００－２５００ｎｍ范圍內(nèi)的太陽波段有很強(qiáng)的反射效果，同時輻逡逑射熱量降溫。逡逑反射型降溫涂料的降溫的原理可以用圖１．２來表示。冷屋面的降溫材料需要逡逑滿足以下兩個條件，即高的太陽反射率和高的紅外發(fā)射率（熱發(fā)射率）［ｎ］，前者逡逑通過大量反射太陽能降低了屋面對太陽熱的吸收，后者通過快速大量的熱發(fā)射加逡逑速了屋面對吸收熱的散出１１２１，冷的屋而集成了兩者的功效，，從而減少進(jìn)入室內(nèi)的逡逑熱量，起到降溫制冷的效果．逡逑屋頂在陽光下達(dá)到熱平衡時，太陽反射率、熱發(fā)射率、光照強(qiáng)度、天空溫度、逡逑大氣溫度以及表面溫度等之間存在以下關(guān)系：逡逑（１邋－邋Ｒ）Ｉ邋＝邋￡５（ＴＳ４邋－邋ＴＳ＼Ｙ）邋＋邋ｈｃ（Ｔｓ邋－Ｔａ）－Ａ邋ｄＴ／ｄｘ邐０－１）逡逑其中，Ｒ為太陽反射率，Ｉ為光照強(qiáng)度，ｅ為熱發(fā)射率，Ｓ為常數(shù)５６６８ＳＸ逡逑１０＿８以／爪２／＜：４，７＞為表面溫度，７＞／＾為天空溫度（１0，／１＜：為對流系數(shù)（１１／／爪２／0，７＾逡逑為空氣溫度（Ｋ）

提高城市整體反射率，使得吸收的熱量減少同時減少向外界環(huán)境傳遞出逡逑的熱量，有效降低城市溫度１－３°Ｃ，對緩解城市熱島效應(yīng)有很大作用。逡逑圖１．３大面積使用白色降溫涂料的希臘小鎮(zhèn)逡逑除了對周圍環(huán)境影響之外，降溫涂料對于建筑物本身來說一方面降低了屋頂．逡逑表面溫度，減少了熱量的進(jìn)入，從而降低室內(nèi)溫度。另一方面因為表面溫度的降逡逑低，減小了溫度對建筑使用壽命的影響，延長其耐久性�？偟膩碚f，降溫涂料對逡逑于建筑物本身節(jié)能以及周圍環(huán)境改善都有著非常重要的作用，符合可持續(xù)發(fā)展的逡逑戰(zhàn)略要求，更是建筑節(jié)能改造的重要環(huán)節(jié)。逡逑１．２．４降溫涂料的發(fā)展前景逡逑降溫涂料中白色降溫涂料的反射率最高，目前來說己知白色降溫涂料的反射逡逑率達(dá)到０．８８己經(jīng)接近降溫涂料的工業(yè)極限，具有較好的降溫性能如何進(jìn)一步優(yōu)逡逑化甚至于實現(xiàn)白天低于氣溫的制冷作用將是未來的研究Ｓ標(biāo)。制冷的一個很直觀逡逑的現(xiàn)象就是在炎熱的夏季
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU561.6

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本文編號：2696109