冷颜料在涂料中的应用
随着社会的发展,使用者对于颜料的性能要求越来越高,单纯的着色属性已不能满足客户对颜料的功能要求,因此,在满足着色的基本要求的同时,具有其他性能的颜料被不断开发出来。用于建筑涂料的颜料需要具有耐候性、耐温性、环保性和节能性等多种性能,随着国内节能涂装要求的不断提高,冷颜料在建筑涂料领域的应用越来越广泛。本文结合冷颜料的作用原理,讨论了冷颜料的定义及相关标准,以及在涂料中的应用问题。
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冷颜料的概念
随着建筑领域对节能要求的不断提高,要求涂装产品具备隔热和降温的性能,相关的隔热保温和反射太阳光热能的涂料体系应运而生。涂层能反射太阳光的热能主要是由涂料体系中的颜料提供的,其中较具代表性的是冷颜料。。作为冷颜料,必须同时具备以下3个属性:高遮盖力、优异的耐候性和高近红外反射率。复合无机颜料MMO(MixedMetalOxideInorganicColoredPigments)/CICP(ComplexInorganicColoredPigments)因具有优异的耐候性和耐温性,很好的遮盖力,同时很多复合无机颜料又具备较好的反射太阳光热能的性能,因此从复合无机颜料中派生出的冷颜料体系符合节能要求。在国外,应用冷颜料制成的冷涂料产品已经有超过30a的实际使用经验,其中所使用的冷颜料也主要是从复合无机颜料中派生而来的冷颜料。在我国,对于节能涂料的需求日益增加,相应的标准如JG/T235—2014《建筑反射隔热涂料》正式出台,在国内首次建立了除了白色之外其他颜色的冷效果指标,从颜色的量化数值角度,对冷颜料提出了明确的要求,从而使得冷颜料的应用更加规范。
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冷颜料的作用机理
太阳光按波长可分为γ射线波段、X射线波段、紫外线、可见光和红外线(又分为近红外和远红外)波段等,由于大气层的保护,进入地球表面的太阳能量波段只剩下少量的紫外线(占到达地球表面能量的5%)、可见光(占43%)和近红外波段(占52%)。在紫外线波段,因其占比能量只有5%,并且紫外线穿透性很强,使得各种颜色对其反射率均较低,因此本文重点讨论可见光和近红外波段颜色和颜料的反射率情况。太阳光照射到物体表面时通常会发生光线的反射、吸收和传导。在可见光波段内,每个颜色的反射率曲线是唯一的。因为颜色是反射成像的原理,在可见光波段内,反射成像的同时也反映了该颜色反射太阳光能量的性能。以涂料行业常用的白色颜料和黑色颜料为例,钛白粉对可见光的反射率超过80%,虽然在近红外波段内的反射率在1500nm后有所降低,但整体的太阳光反射率(全反射率)还是较高,这也是日常生活中感知白色是冷颜色的原因。炭黑对太阳光的反射率整体都很低。反射成像的原理要求黑色必须在可见光波段内全吸收,但在近红外波段内并不是所有黑色颜料都像炭黑一样。图1为3个不同的黑色颜料在可见光和近红外波段内的反射率曲线。冷黑色颜料在近红外区域的反射率非常高,在超过1500nm波段后,冷黑色颜料的反射率甚至比钛白粉更好。因此在近红外波段的具有高反射率的性能,是该种黑色颜....
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