CN110204968A - 一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料 - Google Patents

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Abstract

一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，它涉及一种制冷涂料。本发明的目的是要解决现有白色制冷涂料会在阳光下引起炫目，造成光污染的问题。一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料由白色底漆和淡绿色面漆组成，所述白色底漆的太阳反射率为0.9，阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的有效太阳反射率≥0.935。优点：在中午时段(上午10点至下午2点)阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的表面温度平均低于气温(环境温度)4℃以上。本发明主要用于制备阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料。

Description

一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料
技术领域
本发明涉及一种制冷涂料。
背景技术
因为可以提供无氟、无电的制冷，作为一种被动制冷措施，阳光直射下低于周边环境气温的辐射制冷技术已成为过去几年里世界范围内最热门的前沿研究领域之一。自2014年美国科学家首次在复杂结构、量子尺寸的光子辐射制冷器上首次成功观察到阳光直射下低于周边环境气温的辐射制冷现象以来，相继由不同的研究人员采用不同的方法成功实现了阳光直射下低于周边环境气温的制冷。制冷涂料与太阳热反射隔热涂料的区别在于，在阳光直射下，制冷涂料的表面温度低于周边环境温度，而太阳热反射率隔热涂料在阳光直射下，其表面温度明显高于气温。因此，不可将二者混为一谈。
无论是光子辐射制冷器、镀银超级辐射膜、多孔全氟共聚物膜、去木质素结构材料，还是荧光及辐射制冷涂料，其共同特征在于其表面全部为白色，因为白色具有很高的太阳反射率。然而，如果将这些技术用于坡屋顶或建筑护围结构时，一方面会在阳光下引起炫目，造成光污染，另一方面不能满足建筑业主对墙体和屋顶颜色多样性的需求。
发明内容
本发明的目的是要解决现有白色制冷涂料会在阳光下引起炫目，造成光污染的问题，而提供一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料。
一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，它由白色底漆和淡绿色面漆组成，所述白色底漆的太阳反射率为0.9，阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的有效太阳反射率≥0.935。
所述白色底漆的厚度≥250μm，所述淡绿色面漆的厚度为50μm～100μm。
本发明原理及优点：
一、本发明利用光致发光物质吸收太阳光谱中紫外区域能量同时在可见光波段发光带走能量以及在近红外波段通透的特点，研发一种双层结构阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，以高太阳反射率(太阳反射率为0.9)的白色底漆作为背景，是为了利用背向反射(散射)来增加涂层的有效太阳反射率，再通过调整淡绿色面漆的组份及厚度，最终控制阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的有效太阳反射率≥0.935，解决了现有白色制冷涂料会在阳光下引起炫目，造成光污染的问题；二、在中午时段(上午10点至下午2点)阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的表面温度平均低于气温(环境温度)4℃以上。
附图说明
图1是实施例1的时间-温度曲线图，图中A表示阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料底部的测温元件测试温度，B表示百叶箱内测温元件测试温度；
图2是实施例2的时间-温度曲线图，图中A表示阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料底部的测温元件测试温度，B表示百叶箱内测温元件测试温度。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，它由白色底漆和淡绿色面漆组成，所述白色底漆的太阳反射率为0.9，阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的有效太阳反射率≥0.935。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述白色底漆的厚度≥250μm，所述淡绿色面漆的厚度为50μm～100μm。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述白色底漆为由苯丙乳液、钛白粉、滑石粉、远红外陶瓷粉、水和助剂组成，且白色底漆中苯丙乳液的质量分数为44％，钛白粉的质量分数为30％，滑石粉的质量分数为8％，远红外陶瓷粉的质量分数为6％，水的质量分数为10％，助剂的质量分数为2％。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三的不同点是：所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂和增稠流平剂组成，且助剂为中分散剂的质量分数为0.4％，润湿剂的质量分数为0.4％，消泡剂的质量分数为0.4％，增稠流平剂的质量分数为0.4％，成膜助剂的质量分数为0.4％。其他与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述淡绿色面漆由乳液、滑石粉、黄绿色或蓝绿色光致发光颜料、水和助剂组成，且淡绿色面漆中乳液的质量分数为40％～50％，滑石粉的质量分数为8％～10％，黄绿色或蓝绿色光致发光颜料的质量分数为8％～15％，水的质量分数为20％～30％，助剂的质量分数为2％～5％。其他与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五的不同点是：所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂和增稠流平剂组成，且分散剂与润湿剂的质量比为1:1，分散剂与消泡剂的质量比为1:1，分散剂与增稠流平剂的质量比为1:1，分散剂与成膜助剂的质量比为1:1。其他与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：所述乳液为苯丙乳液、纯丙乳液或硅丙乳液。其他与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：所述黄绿色或蓝绿色光致发光颜料为镱掺杂的铝酸锶盐。其他与具体实施方式一至七相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
采用下述试验验证本发明效果
实施例1：一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，它由白色底漆和淡绿色面漆组成，所述白色底漆的厚度为250μm，所述淡绿色面漆的厚度为50μm。
所述白色底漆为由苯丙乳液、钛白粉、滑石粉、远红外陶瓷粉、水和助剂组成，且白色底漆中苯丙乳液的质量分数为44％，钛白粉的质量分数为30％，滑石粉的质量分数为8％，远红外陶瓷粉的质量分数为6％，水的质量分数为10％，助剂的质量分数为2％；所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂和增稠流平剂组成，且助剂为中分散剂的质量分数为0.4％，润湿剂的质量分数为0.4％，消泡剂的质量分数为0.4％，增稠流平剂的质量分数为0.4％，成膜助剂0.4％。
所述白色底漆是按以下制备的：
一、称取苯丙乳液、钛白粉、滑石粉、远红外陶瓷粉、水和助剂，白色底漆中苯丙乳液的质量分数为44％，钛白粉的质量分数为30％，滑石粉的质量分数为8％，远红外陶瓷粉的质量分数为6％，水的质量分数为10％，助剂的质量分数为2％；所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂和增稠流平剂组成，且助剂为中分散剂的质量分数为0.4％，润湿剂的质量分数为0.4％，消泡剂的质量分数为0.4％，增稠流平剂的质量分数为0.4％，成膜助剂0.4％；将增稠流平剂均分为两份；
二、将步骤一称取的苯丙乳液、钛白粉、滑石粉、远红外陶瓷粉、水、分散剂、润湿剂、消泡剂和增稠流平剂中的一份装入分散罐体中，在分散罐体中高速搅拌(搅拌速度为900r/min)分散30min，得到分散好的混合物，再将分散好的混合物通过真空压入研磨罐中研磨60min，得到研磨后混合物；
三、向步骤二得到的研磨后混合物中加入步骤一称取的成膜助剂和另一份增稠流平剂，分散均匀后，通过真空压入调漆罐中分装，得到白色底漆；
所述淡绿色面漆由乳液、滑石粉、黄绿色或蓝绿色光致发光颜料、水和助剂组成，且淡绿色面漆中乳液的质量分数为45％，滑石粉的质量分数为10％，黄绿色或蓝绿色光致发光颜料的质量分数为15％，水的质量分数为25％，助剂的质量分数为5％；所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂和增稠流平剂组成，且分散剂与润湿剂的质量比为1:1，分散剂与消泡剂的质量比为1:1，分散剂与增稠流平剂的质量比为1:1，分散剂与成膜助剂的质量比为1:1；所述乳液为苯丙乳液；所述黄绿色或蓝绿色光致发光颜料为镱掺杂的铝酸锶盐。
所述淡绿色面漆是按以下制备的：
一、称取苯丙乳液、滑石粉、镱掺杂的铝酸锶盐、水和助剂，且淡绿色面漆中苯丙乳液的质量分数为45％，滑石粉的质量分数为10％，镱掺杂的铝酸锶盐的质量分数为15％，水的质量分数为25％，助剂的质量分数为5％；所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂和增稠流平剂组成，且分散剂与润湿剂的质量比为1:1，分散剂与消泡剂的质量比为1:1，分散剂与增稠流平剂的质量比为1:1，分散剂与成膜助剂的质量比为1:1；将增稠流平剂均分为两份；
二、将步骤一称取的苯丙乳液、滑石粉、镱掺杂的铝酸锶盐、水、分散剂、润湿剂、消泡剂和增稠流平剂中的一份装入分散罐体中，在分散罐体中高速搅拌(搅拌速度为900r/min)分散30min，得到分散好的混合物，再将分散好的混合物通过真空压入研磨罐中研磨60min，得到研磨后混合物；
三、向步骤二得到的研磨后混合物中加入步骤一称取的成膜助剂和另一份增稠流平剂，分散均匀后，通过真空压入调漆罐中分装，得到淡绿色面漆。
1、白色底漆性能检测：
按照白色底漆的厚度为250μm将实施例1制备的白色底漆通过滚涂方式涂敷在面积为5m×5m的镀铝膜上，测试白色底漆的太阳反射率及光谱反射率，如表1所示。
表1
太阳反射率 紫外反射率 可见光反射率 近红外反射率
0.90 0.13 0.94 0.90
2、阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的有效太阳反射率检测：
按照白色底漆的厚度为250μm将实施例1制备的白色底漆通过滚涂方式涂敷在面积为5m×5m的镀铝膜上，按照白色底漆的厚度为250μm和淡绿色面漆的厚度为50μm将实施例1制备的阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料通过滚涂方式涂敷在面积为5m×5m的镀铝膜上，放置在太阳直射下。参照ASTME1918-16(Standard Test Method forMeasuring Solar Reflectance of Horizontal and Low-Sloped surfaces in thefield)的方法，利用两个便携式光照仪测定实施例1制备的白色底漆的太阳反射率以及实施例1制备的阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的有效太阳反射率，分别计为SR和ESR。ESR-SR通常被定义为荧光制冷贡献。户外测试结果表明，ESR-SR为0.038。由于户外测试的太阳反射率测定的是太阳散射光的反射率，而利用分光光度计测定的太阳反射率则是垂直入射光的太阳反射率，因此，户外测试的太阳反射率通常比分光光度计测试的太阳反射率低0.08。另一方面，依据热平衡公式或用于计算制冷功率的计算公式中一般采用垂直入射的太阳反射率，而且荧光物质的太阳反射率不能直接采用分光光度计测定，因为荧光物质在激发态会发光，干扰了光源。因此，采用这种间接法测定实施例1制备的阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的有效太阳反射率为0.938。
3、制冷效果检测：
将测定屋顶表面温度的测温元件安装在屋顶表面中央位置，测温元件的上表面与屋顶表面平齐，然后按照白色底漆的厚度为250μm和淡绿色面漆的厚度为50μm将实施例1制备的阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料通过滚涂方式涂敷在预制混凝土屋顶，测定周边环境气温的测温元件放置在百叶箱内，百叶箱离地高度为1.5米。测试时间为，夏季的上午10点至下午2点，即夏季阳光直射的时间段；测试结果如图1所示，图1是实施例1的时间-温度曲线图，图中A表示阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料底部的测温元件测试温度，B表示百叶箱内测温元件测试温度；从图1可以看出，在阳光直射下，阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的表面温度恒低于气温，中午时段(10:00～14:00)屋顶实施例1制备的阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料表面温度平均低于气温6.1℃。
实施例2：一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，它由白色底漆和淡绿色面漆组成，所述白色底漆的厚度为250μm，所述淡绿色面漆的厚度为50μm。
所述白色底漆为由苯丙乳液、钛白粉、滑石粉、远红外陶瓷粉、水和助剂组成，且白色底漆中苯丙乳液的质量分数为44％，钛白粉的质量分数为30％，滑石粉的质量分数为8％，远红外陶瓷粉的质量分数为6％，水的质量分数为10％，助剂的质量分数为2％；所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂和增稠流平剂组成，且助剂为中分散剂的质量分数为0.4％，润湿剂的质量分数为0.4％，消泡剂的质量分数为0.4％，增稠流平剂的质量分数为0.4％，成膜助剂0.4％。
所述白色底漆是按以下制备的：
一、称取苯丙乳液、钛白粉、滑石粉、远红外陶瓷粉、水和助剂，白色底漆中苯丙乳液的质量分数为44％，钛白粉的质量分数为30％，滑石粉的质量分数为8％，远红外陶瓷粉的质量分数为6％，水的质量分数为10％，助剂的质量分数为2％；所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂和增稠流平剂组成，且助剂为中分散剂的质量分数为0.4％，润湿剂的质量分数为0.4％，消泡剂的质量分数为0.4％，增稠流平剂的质量分数为0.4％，成膜助剂0.4％；将增稠流平剂均分为两份；
二、将步骤一称取的苯丙乳液、钛白粉、滑石粉、远红外陶瓷粉、水、分散剂、润湿剂、消泡剂和增稠流平剂中的一份装入分散罐体中，在分散罐体中高速搅拌(搅拌速度为900r/min)分散30min，得到分散好的混合物，再将分散好的混合物通过真空压入研磨罐中研磨60min，得到研磨后混合物；
三、向步骤二得到的研磨后混合物中加入步骤一称取的成膜助剂和另一份增稠流平剂，分散均匀后，通过真空压入调漆罐中分装，得到白色底漆；
所述淡绿色面漆由乳液、滑石粉、黄绿色或蓝绿色光致发光颜料、水和助剂组成，且淡绿色面漆中乳液的质量分数为50％，滑石粉的质量分数为8％，黄绿色或蓝绿色光致发光颜料的质量分数为8％，水的质量分数为30％，助剂的质量分数为4％；所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂和增稠流平剂组成，且分散剂与润湿剂的质量比为1:1，分散剂与消泡剂的质量比为1:1，分散剂与增稠流平剂的质量比为1:1，分散剂与成膜助剂的质量比为1:1；所述乳液为苯丙乳液；所述黄绿色或蓝绿色光致发光颜料为镱掺杂的铝酸锶盐。
所述淡绿色面漆是按以下制备的：
一、称取苯丙乳液、滑石粉、镱掺杂的铝酸锶盐、水和助剂，且淡绿色面漆中苯丙乳液的质量分数为50％，滑石粉的质量分数为8％，镱掺杂的铝酸锶盐的质量分数为8％，水的质量分数为30％，助剂的质量分数为4％；所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂和增稠流平剂组成，且分散剂与润湿剂的质量比为1:1，分散剂与消泡剂的质量比为1:1，分散剂与增稠流平剂的质量比为1:1，分散剂与成膜助剂的质量比为1:1；将增稠流平剂均分为两份；
二、将步骤一称取的苯丙乳液、滑石粉、镱掺杂的铝酸锶盐、水、分散剂、润湿剂、消泡剂和增稠流平剂中的一份装入分散罐体中，在分散罐体中高速搅拌(搅拌速度为900r/min)分散30min，得到分散好的混合物，再将分散好的混合物通过真空压入研磨罐中研磨60min，得到研磨后混合物；
三、向步骤二得到的研磨后混合物中加入步骤一称取的成膜助剂和另一份增稠流平剂，分散均匀后，通过真空压入调漆罐中分装，得到淡绿色面漆。
1、阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的有效太阳反射率检测：
按照白色底漆的厚度为250μm将实施例2制备的白色底漆通过滚涂方式涂敷在面积为5m×5m的镀铝膜上，按照白色底漆的厚度为250μm和淡绿色面漆的厚度为50μm将实施例2制备的阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料通过滚涂方式涂敷在面积为5m×5m的镀铝膜上，放置在太阳直射下。参照ASTME1918-16(Standard Test Method forMeasuring Solar Reflectance of Horizontal and Low-Sloped surfaces in thefield)的方法，利用两个便携式光照仪测定实施例2制备的白色底漆的太阳反射率以及实施例2制备的阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的有效太阳反射率，分别计为SR和ESR。ESR-SR通常被定义为荧光制冷贡献。户外测试结果表明，ESR-SR为0.035。由于户外测试的太阳反射率测定的是太阳散射光的反射率，而利用分光光度计测定的太阳反射率则是垂直入射光的太阳反射率，因此，户外测试的太阳反射率通常比分光光度计测试的太阳反射率低0.08。另一方面，依据热平衡公式或用于计算制冷功率的计算公式中一般采用垂直入射的太阳反射率，而且荧光物质的太阳反射率不能直接采用分光光度计测定，因为荧光物质在激发态会发光，干扰了光源。因此，采用这种间接法测定实施例2制备的阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的有效太阳反射率为0.935。
2、制冷效果检测：
将测定屋顶表面温度的测温元件安装在屋顶表面中央位置，测温元件的上表面与屋顶表面平齐，然后按照白色底漆的厚度为250μm和淡绿色面漆的厚度为50μm将实施例2制备的阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料通过滚涂方式涂敷在预制混凝土屋顶，测定周边环境气温的测温元件放置在百叶箱内，百叶箱离地高度为1.5米。测试时间为，夏季的上午10点至下午2点，即夏季阳光直射的时间段；测试结果如图2所示，图2是实施例2的时间-温度曲线图，图中A表示阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料底部的测温元件测试温度，B表示百叶箱内测温元件测试温度；从图2可以看出，在阳光直射下，阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的表面温度恒低于气温，中午时段(10:00～14:00)屋顶阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料表面温度平均低于气温4.3℃。

Claims (8)

1.一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，其特征在于一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料由白色底漆和淡绿色面漆组成，所述白色底漆的太阳反射率为0.9，阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料的有效太阳反射率≥0.935。
2.根据权利要求1所述的一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，其特征在于所述白色底漆的厚度≥250μm，所述淡绿色面漆的厚度为50μm～100μm。
3.根据权利要求1所述的一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，其特征在于所述白色底漆为由苯丙乳液、钛白粉、滑石粉、远红外陶瓷粉、水和助剂组成，且白色底漆中苯丙乳液的质量分数为44％，钛白粉的质量分数为30％，滑石粉的质量分数为8％，远红外陶瓷粉的质量分数为6％，水的质量分数为10％，助剂的质量分数为2％。
4.根据权利要求3所述的一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，其特征在于所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂和增稠流平剂组成，且助剂为中分散剂的质量分数为0.4％，润湿剂的质量分数为0.4％，消泡剂的质量分数为0.4％，增稠流平剂的质量分数为0.4％，成膜助剂0.4％。
5.根据权利要求1所述的一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，其特征在于所述淡绿色面漆由乳液、滑石粉、黄绿色或蓝绿色光致发光颜料、水和助剂组成，且淡绿色面漆中乳液的质量分数为40％～50％，滑石粉的质量分数为8％～10％，黄绿色或蓝绿色光致发光颜料的质量分数为8％～15％，水的质量分数为20％～30％，助剂的质量分数为2％～5％。
6.根据权利要求5所述的一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，其特征在于所述助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂和增稠流平剂组成，且分散剂与润湿剂的质量比为1:1，分散剂与消泡剂的质量比为1:1，分散剂与增稠流平剂的质量比为1:1，分散剂与成膜助剂的质量比为1:1。
7.根据权利要求6所述的一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，其特征在于所述乳液为苯丙乳液、纯丙乳液或硅丙乳液。
8.根据权利要求7所述的一种阳光直射下低于周边环境气温的淡绿色制冷涂料，其特征在于所述黄绿色或蓝绿色光致发光颜料为镱掺杂的铝酸锶盐。
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