超疏水自洁净荧光彩色降温涂料的研究

发布时间：2020-06-04 08:14

【摘要】：在能源危机日益严重的今天,不可再生资源的日益减少,节能减排成为国际共识。据统计建筑能耗占全球总能耗40%,以及随之带来的一系列环境问题,因此有必要对建筑进行降温,降温涂料的广泛应用能很大程度减少建筑能耗。对于降温涂料来说,其表面干净程度对其降温效果有较大影响,具有自洁净功能的降温涂料便应运而生,本文旨在通过简单的方法制备出超疏水自洁净降温涂料。本文从涂料配方开始,借助已知材料的反射率,选取合适的颜填料,通过涂层的接触角测试,确定具有低表面能的基础配方,着重研究通过砂纸打磨建立超疏水表面所需的粗糙表面的可能,针对这种蓝灰色涂料,进行如下研究:首先,为了研究砂纸打磨建立超疏水表面的可能性,测试不同目数砂纸打磨后涂层表面的接触角、接触角滞后和滚动角。实验结果表明用120、240和320目砂纸打磨后的涂料表面具有超疏水性以及好的自洁净功能。其次,为了更好地了解打磨对超疏水性能的影响,通过SEM和AFM等观测手段细致深入地观测打磨后涂层表面的微观形貌。通过SEM表面形貌观察和AFM表面粗糙结构分析,结果表明打磨产生的微米级的沟壑和暴露出的粗糙颗粒是实现超疏水的重要因素,符合Cassie模型中水珠在粗糙表面的存在状态。第三,为了研究该涂料的降温效果,分别测定了该涂料和普通混凝土的太阳反射率和热发射率,测试结果表明该涂料具有0.808的太阳反射率和0.88的热发射率,满足高反射隔热降温涂料的国家标准要求。随后通过计算得出,在晴朗夏日的标准环境条件下,该涂料表面相对混凝土表面有22.6℃的降温效果。第四,为了研究该涂料的耐老化能力,对该涂料进行400小时的人工加速老化试验(约相当于户外暴露5-10年)。本章通过对老化试验后的超疏水功能和光学性能进行研究,实验结果表明老化试验后超疏水的特性消失当仍具有极好的自洁净功能,并且经过再次打磨超疏水功能恢复,老化试验对涂料的光学性能几乎没有影响。
【图文】：

希腊,涂料,白色,热发射率

对波长在４００－２５００ｎｍ范围内的太阳波段有很强的反射效果，同时辐逡逑射热量降温。逡逑反射型降温涂料的降温的原理可以用图１．２来表示。冷屋面的降温材料需要逡逑满足以下两个条件，即高的太阳反射率和高的红外发射率（热发射率）［ｎ］，前者逡逑通过大量反射太阳能降低了屋面对太阳热的吸收，后者通过快速大量的热发射加逡逑速了屋面对吸收热的散出１１２１，冷的屋而集成了两者的功效，，从而减少进入室内的逡逑热量，起到降温制冷的效果．逡逑屋顶在阳光下达到热平衡时，太阳反射率、热发射率、光照强度、天空温度、逡逑大气温度以及表面温度等之间存在以下关系：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逦０－１）逡逑其中，Ｒ为太阳反射率，Ｉ为光照强度，ｅ为热发射率，Ｓ为常数５６６８ＳＸ逡逑１０＿８以／爪２／＜：４，７＞为表面温度，７＞／＾为天空温度（１0，／１＜：为对流系数（１１／／爪２／0，７＾逡逑为空气温度（Ｋ）

耐沾污性,涂料性能,外墙涂料,涂料

提高城市整体反射率，使得吸收的热量减少同时减少向外界环境传递出逡逑的热量，有效降低城市温度１－３°Ｃ，对缓解城市热岛效应有很大作用。逡逑图１．３大面积使用白色降温涂料的希腊小镇逡逑除了对周围环境影响之外，降温涂料对于建筑物本身来说一方面降低了屋顶．逡逑表面温度，减少了热量的进入，从而降低室内温度。另一方面因为表面温度的降逡逑低，减小了温度对建筑使用寿命的影响，延长其耐久性。总的来说，降温涂料对逡逑于建筑物本身节能以及周围环境改善都有着非常重要的作用，符合可持续发展的逡逑战略要求，更是建筑节能改造的重要环节。逡逑１．２．４降温涂料的发展前景逡逑降温涂料中白色降温涂料的反射率最高，目前来说己知白色降温涂料的反射逡逑率达到０．８８己经接近降温涂料的工业极限，具有较好的降温性能如何进一步优逡逑化甚至于实现白天低于气温的制冷作用将是未来的研究Ｓ标。制冷的一个很直观逡逑的现象就是在炎热的夏季
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU561.6

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