隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人們生活水平的逐步提升,全球能源需求量正在逐年增長,節(jié)能減排也成為社會持續(xù)發(fā)展的必由之路,其中,建筑節(jié)能是節(jié)能減排的一項重要措施。近年來,基于建筑外圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱節(jié)能技術(shù)得到了較快的發(fā)展與應(yīng)用,其中反射隔熱涂料以其較優(yōu)異的隔熱性能和易施工特點得到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。為了解決鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房屋頂隔熱問題,本論文首先在丙烯酸酯乳液基料基礎(chǔ)上研制了一種隔熱性能較好的白色反射隔熱涂料,并在此基礎(chǔ)上嘗試開發(fā)彩色反射隔熱涂料,以豐富人們對反射隔熱涂料的選擇需求。本文以丙烯酸酯乳液作為樹脂基料,鈦白粉、中空玻璃微珠、中空陶瓷微球作為功能性顏填料制備了一種白色反射隔熱涂料。實驗采用紅外光譜議、紫外可見近紅外分光光度計、導(dǎo)熱系數(shù)儀、自行搭建的隔熱檢測設(shè)備,以及參照相關(guān)國家標準對純丙、硅丙和苯丙三種乳液的結(jié)構(gòu)和涂膜基本性能,涂料涂膜的隔熱性能和基本性能進行了測試與分析,結(jié)果顯示,純丙乳液及其制備的涂料在涂膜硬度、附著力、干燥速率和隔熱效果等方面的表現(xiàn)均優(yōu)于硅丙和苯丙乳液,適合作為反射隔熱涂料的乳液基料,且質(zhì)量分數(shù)為20%時隔熱效果最佳,隔熱溫差可達5.1℃。采用沉降法考察了不同分散... 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

太陽輻射形式及反射隔熱涂料的隔熱機理Figure1.1Theformofsolarradiationandthermalinsulationmechanismofreflective

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文3太陽輻射到達地表時的輻射光譜主要分布在3個光譜區(qū)：紫外區(qū)（280~380nm），約占太陽能量的4%；可見光區(qū)（380~780nm），約占太陽能量的43%；近紅外區(qū)（780~2500nm），約占太陽能量的53%，即太陽輻射約96%的能量集中在波長為380~2500nm的可見光區(qū)和近紅外區(qū)[8,9]。圖1.2地表太陽輻射光譜Figure1.2Thespectrumofsurfacesolarradiation在屋頂表面涂布反射隔熱涂料，能夠增加屋頂表面反射率，較好地阻隔屋頂對太陽福射的吸收作用，有效降低確定表面溫度，從源頭上減少熱量的傳入，有效抑制太陽福射對表面的加熱作用。對于反射隔熱涂料而言，其熱反射作用機理有鏡面反射和背散射兩種方式[10]。但在實際應(yīng)用中，鏡面反射涂層表面沾污后，會嚴重影響涂層的反射能力；另外，鏡面反射涂層還存在光污染的問題，且存在輻射率較低的問題。因此鏡面反射大多應(yīng)用于透明的玻璃幕墻涂層上。相比鏡面反射，采用背散射原理的反射涂層更適合應(yīng)用在屋頂或墻體反射涂層中，其反射性能主要依賴涂料中折射率較高的顏填料。涂層中的顏填料粒子對入射光線造成散射時，會產(chǎn)生漫反射，這一過程可以實現(xiàn)涂層對入射光的反射，填料對太陽光的散射能力取決于填料和涂層基料的相對折射率，即：S=np/nr(1.1)其中，S為相對折射率（也稱散射系數(shù)），np為顏填料的折射率，nr為涂層基料的折射率。根據(jù)Mie散射理論，相對折射率越大，單個粒子的背散射能力越強[11]。如金紅石型TiO2粒子的散射，根據(jù)球狀金紅石型TiO2粒子理論散射強度隨角度變

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文4化的極圖，如圖1.3所示，（a）圖散射粒子相對折射率較小，而（b）圖散射粒子相對折射率較大；當相對折射率由小變大時，背向半球散射光強度增大，即光線更多地向入射方向散射，從而具有較好的漫反射性能[12]。圖1.3球狀金紅石型TiO2粒子理論散射強度隨角度變化的極圖[11]Figure1.3PolardiagramoftheoreticalscatteringintensityofsphericalrutileTiO2particlesasafunctionofangle[11]圖1.4TiO2在多孔材料中可能的存在方式[10]Figure1.4PossibleexistenceofTiO2inporousmaterials[10]Mie散射理論是針對單個球形粒子對電磁波散射的理論，其前提假設(shè)為：粒子隨機分布且彼此相距很遠，粒子對光的散射獨立發(fā)生。而涂料涂層體系中，顏填料粒子堆積密度很大，并且粒子形態(tài)不一定是嚴格的球形，各個粒子散射相互影響；因此，Mie散射理論在涂料涂層中應(yīng)用時存在一定局限性。盡管如此，Levinsom等人[13]的研究仍然表明，利用相對折射率指標來選擇反射隔熱涂料用顏填料時仍然具有指導(dǎo)意義，即高相對折射率的涂層體系仍然可以得到較好的太陽光反射效果。同時也有研究[14]表明，在涂層中引入微孔可以適度提高體系的相對折射率，尤其是樹脂體系中還存在TiO2時，兩者對提高體系的光散射能力有一定協(xié)同作用。William[12]針對二者的協(xié)同作用還做了系統(tǒng)的研究，提出了六種TiO2和微孔

【參考文獻】：
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