CN108250873B - 室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料，通过添加微米级球形微珠、微米级镀金属片状体，和/或微米级镀金属球形体于涂料体系中，并采用分层涂布的方式，且考虑镀金属片状结构涂装方向实现太阳光高反射及红外高辐射，从而达到被动式制冷的效果。在分层式涂布中，下层采用镀金属球形体和/或镀金属片状体强化反放射效果，上层采用微米级球形微珠吸收墙体热量，增强向外红外辐射外辐射热量率，造成了涂料本体温度小于墙体温度现象。该涂料在无需外在电力等主动降温设备/方式情况下，结合采用强化太阳光反射和红外被动辐射两种机制，从而达到有/无太阳光时有效降温的目的。

Description

室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料
技术领域
本发明涉及化学材料领域，尤其涉及的是一种室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料。
背景技术
现有技术中：
(1)对比发明专利名称
高耐候性环境友好型散热降温涂料及其制备方法
申请公布号CN 102558988 A
对比发明采用了二氧化硅、空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠等微米材料助剂，具有散热降温等功能，但其达不到真正被动式降温效果(即涂料本体温度低于环境温度的现象)，所述涂料无法实现白天在太阳光照下的降温作用。
(2)对比发明专利名称
高耐污耐洗刷水性丙烯酸降温涂料及其制备方法
授权公告号CN 102585642 B
对比发明专利采用了二氧化硅、空心玻璃微珠、纳米红外陶瓷粉等材料助剂，具有太阳光反射能力、较强的红外辐射能力，同时结合空心玻璃微珠独特的隔热作用来达到降温等效果。
但对比发明专利采用纳米材料，依然没有被动式降温效果(涂料本体温度小于墙体温度现象，辐射制冷)，所述涂料无法实现全天候制冷。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种实现白天在太阳光照下的降温作用，并且，可以达到全天制冷的效果的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料。
本发明的技术方案如下：一种室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料，包括涂料上层和涂料下层，其中，所述涂料上层添加有球形微珠，所述涂料下层添加有镀金属材料。
应用于上述技术方案，所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料中，还包括一涂料中间层，所述涂料中间层分别添加有球形微珠和镀金属材料。
应用于各个上述技术方案，所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料中，所述镀金属材料为镀金属球形体和/或镀金属片状体。
应用于各个上述技术方案，所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料中，所述镀金属球形体包括一球形体和包覆在球形体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述球形体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或或任意几种；所述镀金属球形体的直径尺寸为1μm-800μm。
应用于各个上述技术方案，所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料中，所述镀金属片状体包括一片状体和包覆在片状体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述片状体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或或任意几种；所述镀金属片状体的宽度尺寸为1μm-8mm。
应用于各个上述技术方案，所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料中，所述球形微珠为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中的一种或任意几种，其形状为实心或中空球体，其直径尺寸为1-800μm。
应用于各个上述技术方案，所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料中，所述涂料上层采用以下配方配制而成：丙烯酸乳液/聚乙烯乙酸乳液/苯乙烯改性的丙烯酸酯乳液25～60份；球形微珠6～20份，其中，所述球形微珠为SiO2\SiS2\SiC\TiO2中一种或任意几种，其形状为实心或中空球体，其直径尺寸为：5-80μm；颜料3～20份，其中，所述颜料为透明或半透明颜料；填料4～18份；助剂0.1～2.5份；水15～28份。
应用于各个上述技术方案，所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料中，所述涂料下层采用以下配方配制而成：丙烯酸乳液/聚乙烯乙酸乳液/苯乙烯改性的丙烯酸酯乳液25～60份；镀金属球形体0～10份；其中，所述镀金属球形体包括一球形体和包覆在球形体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述球形体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或或任意几种；所述镀金属球形体的直径尺寸为5μm-800μm；镀金属片状体0～10份，所述镀金属片状体包括一片状体和包覆在片状体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述片状体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或任意几种；所述镀金属片状体的宽度尺寸为5μm-8mm；颜料3～20份，其中，所述颜料为透明或半透明颜料；填料4～18份；助剂0.1～2.5份；水15～28份；其中，所述镀金属球形体和所述镀金属片状体的总份数为10份。
应用于各个上述技术方案，所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料中，所述涂料中间层采用以下配方配制而成：丙烯酸乳液/聚乙烯乙酸乳液/苯乙烯改性的丙烯酸酯乳液25～60份；球形微珠6～20份，其中，所述球形微珠为SiO2\SiS2\SiC\TiO2中一种或任意几种，其形状为实心或中空球体，其直径尺寸为：5-80μm；镀金属球形体0～10份；其中，所述镀金属球形体包括一球形体和包覆在球形体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述球形体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或任意几种；所述镀金属球形体的直径尺寸为1μm-800μm；镀金属片状体0～10份，所述镀金属片状体包括一片状体和包覆在片状体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述片状体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或或任意几种；所述镀金属片状体的宽度尺寸为1μm-8mm；颜料3～20份，其中，所述颜料为透明或半透明颜料；填料4～18份；助剂0.1～2.5份；水15～28份；其中，所述镀金属球形体和所述镀金属片状体的总份数为10份。
采用上述方案，本发明通过利用添加微米级球形微珠、微米级镀金属片状体，或微米级镀金属球形体于涂料体系中，并采用分层涂布的方式,且考虑镀金属片状结构涂装方向实现太阳光高反射及红外高辐射，从而达到被动式制冷的效果。在分层式涂布中，下层采用镀金属球形体和/或镀金属片状体强化反放射效果，上层采用微米级球形微珠吸收墙体热量，增强向外红外辐射外辐射热量率，造成了涂料本体温度小于墙体温度现象。该涂料在无需外在电力等主动降温设备/方式情况下，结合采用强化太阳光反射和红外被动辐射两种机制，从而达到有/无太阳光时有效降温的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的太阳光反射与红外辐射的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
本实施例提供了一种室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料，该制冷涂料可以应用在建筑表面(比如外墙、屋顶)、车/船体表面、以及需要暴露于太阳下、需要降温作用的物体表面。
(1)材料配方
本发明由以下原料按重量份配制而成：
1)丙烯酸乳液/聚乙烯乙酸乳液/苯乙烯改性的丙烯酸酯乳液25～60份；其中，丙烯酸乳液/聚乙烯乙酸乳液/苯乙烯改性的丙烯酸酯乳液为一种涵盖主流水性涂料体系；
2)球形微珠6～20份，其中，所述球形微珠为SiO2\SiS2\SiC\TiO2中一种或任意几种，其形状为实心或中空球体，其直径尺寸为：1-800μm；
3)镀金属球形体0～10份；其中，所述镀金属球形体包括一球形体和包覆在球形体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述球形体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或或任意几种；所述镀金属球形体的直径尺寸为5μm-800μm；
4)镀金属片状体0～10份，所述镀金属片状体包括一片状体和包覆在片状体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述片状体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或或任意几种；所述镀金属片状体的宽度尺寸为1μm-8mm；
5)颜料3～20份，其中，所述颜料为透明或半透明颜料；
6)填料4～18份；
7)助剂0.1～2.5份；
8)水15～28份；
其中，镀金属球形体与镀金属片状体可以选择其中一种或者两种，整体比例为1-10份；其片状或者球体结构大小可以为1-1000um。
为达到涂装分层目的，按照上面的配比分两次或者三次配比。第一次配比为涂料上层的配比：采用丙烯酸乳液/聚乙烯乙酸乳液/苯乙烯改性的丙烯酸酯乳液、球形微珠、颜料、填料、助剂、水；第二次配比为涂料下层层的配比，采用丙烯酸乳液/聚乙烯乙酸乳液/苯乙烯改性的丙烯酸酯乳液、镀金属球形体或/和镀金属片状体、颜料、填料、助剂、水；第三次配比为涂料中间层的配比：采用丙烯酸乳液/聚乙烯乙酸乳液/苯乙烯改性的丙烯酸酯乳液、球形微珠、镀金属球形体或/和镀金属片状体、颜料、填料、助剂、水。并且，第三次配比可以省略。
(2)涂装特殊要求。
(a)多层涂装(两层或者三层)
如图1所示，涂料上层1为必需的球形微珠层，涂料上层1添加有微米级球形微珠4，涂料下层3为片状或者球体物体添加层，所述涂料下层3添加有镀金属球形体5或/和镀金属片状体6，涂料中间层2可以要也可以忽略，涂料中间层2也可以是在实际喷涂过程中形成的为过渡层。
(b)镀金属片状体6，其喷涂时，考虑到红外辐射方向朝外太空，镀金属片状结构朝向空旷的外太空，增强其红外辐射率，造成红外辐射无遮挡，强化了制冷效果，具体如图2所示。
本发明具有以下效果：
(1)本发明可以在不耗电等主动方式下实现建筑等内部高效制冷。可使室内气温降低大约5到15度(与为安装该材料的内部比较，环境温度一样)。
(2)该涂料本身除了强化反射太阳光(反射率可达96％)，还可实现全天候辐射制冷。无电力等主动降温措施下，白天：环境温度比室内温度高达10-38℃，涂料表面比墙体温度低5-10℃(形成由内到外的辐射温度差)；晚上：环境温度比室内温度高达10-35℃，涂料表面比墙体温度低5-15℃(形成由内到外的辐射温度差)。
(3)晚上(无/弱太阳光照)制冷效果优于白天(太阳光照强)。
(4)可广泛在应用在主流水性涂料体系(丙烯酸乳液/聚乙烯乙酸乳液/苯乙烯改性的丙烯酸酯乳液等)，体系融合性高。
(5)经济。所采用的主要材料在微米级别，而非纳米级别，降低了制备要求，更为经济。
(6)环保，应用为水性漆***。
(1)采用通过添加微米级球体、镀金属片状/球体物于涂料体系中，获得辐射制冷的效果；
(2)采用分层涂布的方式强化辐射制冷的效果。
(3)镀金属片状物的涂装方向性进一步强化辐射制冷的效果。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料，其特征在于：
包括涂料上层和涂料下层，其中，所述涂料上层添加有球形微珠，所述涂料下层添加有镀金属材料；
所述镀金属材料为镀金属球形体和/或镀金属片状体；并且，在分层式涂布中，下层采用镀金属球形体和/或镀金属片状体强化反放射效果，上层采用微米级球形微珠吸收墙体热量，增强向外红外辐射热量率；
所述涂料上层采用以下配方配制而成：
丙烯酸乳液/聚乙烯乙酸乳液/苯乙烯改性的丙烯酸酯乳液其中一种25～60份；
球形微珠6～20份，其中，所述球形微珠为SiO2\SiS2\SiC\TiO2中一种或任意几种，其形状为实心或中空球体，其直径尺寸为：1-800μm；
颜料3～20份，其中，所述颜料为透明或半透明颜料；
填料4～18份；
助剂0.1～2.5份；
水15～28份。
2.根据权利要求1所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料，其特征在于：还包括一涂料中间层，所述涂料中间层分别添加有球形微珠和镀金属材料。
3.根据权利要求1所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料，其特征在于：所述镀金属球形体包括一球形体和包覆在球形体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述球形体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或或任意几种；所述镀金属球形体的直径尺寸为1μm-800μm。
4.根据权利要求1所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料，其特征在于：所述镀金属片状体包括一片状体和包覆在片状体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述片状体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或或任意几种；所述镀金属片状体的宽度尺寸为1μm-8mm。
5.根据权利要求1或2所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料，其特征在于：所述球形微珠为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中的一种或任意几种，其形状为实心或中空球体，其直径尺寸为1-800μm。
6.根据权利要求1所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料，其特征在于：所述涂料下层采用以下配方配制而成：
丙烯酸乳液/聚乙烯乙酸乳液/苯乙烯改性的丙烯酸酯乳液25～60份；
镀金属球形体0～10份；其中，所述镀金属球形体包括一球形体和包覆在球形体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述球形体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或或任意几种；所述镀金属球形体的直径尺寸为1μm-800μm；
镀金属片状体0～10份，所述镀金属片状体包括一片状体和包覆在片状体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述片状体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或或任意几种；所述镀金属片状体的宽度尺寸为1μm-8mm；
颜料3～20份，其中，所述颜料为透明或半透明颜料；
填料4～18份；
助剂0.1～2.5份；
水15～28份；
其中，所述镀金属球形体和所述镀金属片状体的总份数为10份。
7.根据权利要求2所述的室外用全天候太阳光反射与红外辐射制冷涂料，其特征在于：所述涂料中间层采用以下配方配制而成：
丙烯酸乳液/聚乙烯乙酸乳液/苯乙烯改性的丙烯酸酯乳液25～60份；
球形微珠6～20份，其中，所述球形微珠为SiO2\SiS2\SiC\TiO2中一种或任意几种，其形状为实心或中空球体，其直径尺寸为：1-800μm；
镀金属球形体0～10份；其中，所述镀金属球形体包括一球形体和包覆在球形体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述球形体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或或任意几种；所述镀金属球形体的直径尺寸为1μm-800μm；
镀金属片状体0～10份，所述镀金属片状体包括一片状体和包覆在片状体表面的镀金属层，所述镀金属层为Ag、Al、Cu、Cr中的一种或任意几种，所述片状体为SiO2、SiS2、SiC、TiO2中一种或或任意几种；所述镀金属片状体的宽度尺寸为1μm-8mm；
颜料3～20份，其中，所述颜料为透明或半透明颜料；
填料4～18份；
助剂0.1～2.5份；
水15～28份；
其中，所述镀金属球形体和所述镀金属片状体的总份数为10份。
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