TWI751740B

TWI751740B - 輻射散熱無機塗料

Info

Publication number: TWI751740B
Application number: TW109135697A
Authority: TW
Inventors: 鄭大偉; 吳家和; 陳彥鈞; 黃志弘; 古竹君
Original assignee: 均利科技股份有限公司
Priority date: 2020-10-15
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2022-01-01
Also published as: TW202216915A

Abstract

一種輻射散熱無機塗料，該塗料係能夠應用於土木建材，而該無機塗料係具備至少70%太陽光反射率，另在大氣窗口為8~13μm波段係具備至少85%發射率，該塗層可提升附著之基材表層其反射性能及輻射散熱性能，以將基材吸收之熱以不易被大氣層反射或吸收之長波輻射形式，帶離都市低空散熱至高空，用以實現輻射散熱之效果，並提升整體都市環境降溫散熱能力。

Description

輻射散熱無機塗料

本發明是有關一種輻射散熱無機塗料，特別是一種能夠應用於土木建材，並能夠針對大氣窗口於8~13μm波段係具備有至少85%發射率，故能夠將基材吸收之儲存熱能，以不易被大氣層吸收之長波輻射形式帶離至高空，用以使建築外殼、或都市路面能夠具有良好輻射散熱效果與提升整體都市環境散熱冷卻能力。

根據NASA全球氣候變遷資料指出， 2018年之全球平均溫度異常指數已達0.8OC，此暖化之趨勢預計在2040年到達1.5 OC。隨著氣候變遷帶來的高溫，加劇的都市熱島效應也影響人類的生活品質，並造成能源消耗大增後果。

而熱島效應的蓄熱來源主要有建築物外牆、屋頂、無綠色植被之裸地及瀝青道路鋪面等，故現會針對建築物外牆及屋頂使用有機隔熱塗料來輔助散熱，而目前常見的有機隔熱塗料為了提升基材之反射能力，僅能夠以白色外觀來提升，然而其效果是非常有限的。

而常見之有機隔熱塗料在生產過程更會消耗大量資源，如生產合成樹酯需消耗大量煤及石油，並排放大量CO ₂及SO ₂等，再者，會使用大量對人體和環境有害之溶劑、顏料及助劑，並且塗裝後會隨時間釋放揮發性有機溶劑(VOC)，有機物質也更容易產生塗層劣化現象，在現今環保意識抬頭下，傳統有機塗料用途將受侷限。

另外，沿上所述，目前由有機化合物摻雜，及/或完全由有機化合物構成的隔熱塗料，雖然具有良好的隔熱性，但僅為單純透過反射隔熱，無法有效將熱以不易被大氣層吸收之輻射形式傳遞至高空，故會產生減緩整體都市熱島效應甚至全球暖化，且有機化合物摻雜，及/或完全由有機化合物構成的隔熱塗料在生產過程中及塗佈後遭逢火害時皆會釋出有害的氣體等缺點，故為了解決有機隔熱塗料的缺點，本案提出了一種不添加有機化合物之無機塗料，原料主要使用天然礦石粉體及工業副產品，且有別於常見的市售有機隔熱塗料的反射性，可再透過不易被大氣層吸收之長波輻射將熱帶離至高空，以此實現都市地區輻射散熱之效果，因此本發明應為一最佳解決方案。

本發明輻射散熱無機塗料，係由一粉體及一調和劑混合成為一塗料，其中該粉體係由至少一種重量百分比為30~55%的具高發射率之發射功能材料、至少一種重量百分比為10~40%的填充材料、至少一種重量百分比為20~30%的主劑所組成，而該粉體與該調和劑之比例係介於0.7至1。

更具體的說，所述發射功能材料係為在大氣窗口波段為8~13μm具高於發射率80%之材料，而該材料係為鎂鋁矽酸鹽、電氣石、蛇紋石、氧化鋁、轉爐石、玻璃珠、二氧化錳、奈米碳管、碳化矽、氧化鎢或氧化銅。

更具體的說，所述填充材料係為二氧化鈦、氧化鐵、碳黑、鈣鎂碳酸鹽礦物、矽酸鈣，或此等之一組合所構成。

更具體的說，所述主劑係為一能夠與一卜特蘭水泥基材進行卜作嵐反應之材料，而該材料係為水淬爐石粉、飛灰、變高嶺土，或此等之一組合所構成。

更具體的說，所述調和劑為純水、氫氧化鉀溶液、矽酸鉀溶液、奈米級二氧化矽水溶液，或此等之一組合所構成。

更具體的說，所述輻射散熱無機塗料，能夠塗抹形成具有多個不同層的堆疊結構，其中每一層具有不同或相同之發射功能材料，為達到最好的隔熱及散熱效果，而每一層厚度係控制於150~500μm，且其總厚度不大於1.5mm。

有關於本發明其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

本案之輻射散熱無機塗料，係由一粉體及一調和劑混合成為一塗料，而粉體係包含： (1) 至少一種占比為30~55 wt.%的具高發射率之發射功能材料，該發射功能材料係為在大氣窗口具高發射率之鎂鋁矽酸鹽、電氣石、蛇紋石、氧化鋁、轉爐石、玻璃珠、二氧化錳、奈米碳管、碳化矽、氧化鎢、氧化銅，提供輻射散熱效果，而該些發射功能材料係在大氣窗口波段為8~13μm具有高於發射率80%。 (2) 至少一種占比為10~40 wt.%的填充材料，該填充材料係為二氧化鈦、氧化鐵、碳黑、鈣鎂碳酸鹽礦物、矽酸鈣，或此等之一組合所構成，而該些填充材料主要用以提升功能，例如二氧化鈦能夠提升塗料反射能力、鈣鎂碳酸鹽礦物能夠提升塗料反射能力亦或像是矽酸鈣能夠提升抗裂能力。 (3) 至少一種占比為20~30 wt.%的主劑，該主劑係為能夠與卜特蘭水泥基材進行卜作嵐反應之水淬爐石粉、飛灰、變高嶺土，或此等之一組合所構成的材料，用以能夠提供塗層與基材之黏結能力。

而該調和劑係為純水、氫氧化鉀溶液、矽酸鉀溶液或奈米級二氧化矽水溶液或此等之一組合所構成的材料，該調和劑能夠與主劑反應溶解出矽、鋁膠體，並經聚合作用形成一連續性網狀結構，該連續性網狀結構能夠再與卜特蘭水泥基材進行卜作嵐反應以產生高黏結性能，而該連續性網狀結構更可根據傅立葉轉換紅外光譜儀偵測之特徵峰值訊號判別。

而該粉體與該調和劑之比例介於0.7~1（比例能夠為0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95或1）。

而本案之輻射散熱無機塗料的製備流程，如第1圖所示，其流程為： (1) 將至少一種發射功能材料、至少一種填充材料與至少一種主劑混合得一原始輻射散熱無機塗料粉末（粉體）101； (2) 再將該原始輻射散熱無機塗料粉末與至少一種調和劑混合成為一輻射散熱無機塗料102。

如第2圖所示，當將本案之輻射散熱無機塗料塗佈於一土木建築1上時，將可達到阻絕部份太陽光熱能並藉由建築外殼、或都市路面輻射散熱途徑將熱散失之目的，如圖中所示，該塗層2係由輻射散熱無機塗料所形成，而該輻射散熱無機塗料之組成物質為： (1) 發射功能材料21，其重量百分比為原始輻射散熱無機塗料粉末（粉體）的30~55 wt.%。 (2) 填充材料22，其重量百分比為原始輻射散熱無機塗料粉末（粉體）的10~40 wt.%。 (3) 而於本例中，關於發射功能材料21及填充材料22的說明如下： (a) 發射功能材料21及填充材料22同樣是選自無機材料構成並分散於該膠結材18中； (b) 該發射功能材料21包括鎂鋁矽酸鹽、玻璃球、碳化矽、二氧化矽、二氧化錳、氧化銅、氧化鋁、磷酸鋁、氟化鈣、溴化鉀，或此等之一組合，其所佔該原始輻射散熱無機塗料粉末重量百分比30%~55%； (c) 該填充材料22擇自於二氧化鈦(提升塗料反射能力)、鈣鎂碳酸鹽礦物(提升塗料反射能力)、或矽酸鈣(提升抗裂能力)，或此等之一組合； (d) 當以上述成分混合原始輻射散熱無機塗料粉末與調和劑時，可配置成黏度範圍大約在50~1000m‧Pas的液態輻射散熱無機塗料，此時，該塗層2經聚合作用形成連續性網狀之結構可與土木建築1如卜特蘭水泥基材進行卜作嵐反應產生高黏結性能，用以延長該塗層2於室外暴露之耐候性。 (4) 主劑及調和劑混合所形成之膠結材23，其中，主劑之重量百分比為原始輻射散熱無機塗料粉末（粉體）的20~30 wt.%，而調和劑係為輻射散熱無機塗料之總粉末量的50%~100%，關於膠結材23的說明如下： (a) 於本實施例中，膠結材23為一調和劑之液體介質與一主劑之溶解於該液體介質中的溶質，液體介質是水，可揮發而使輻射散熱無機塗料固化，而該主劑為鹼金屬矽酸鹽，及鹼金屬鋁酸鹽的無機材料構成，溶於調和劑介質後並包含有氧化矽(SiO ₂)、氧化鋁(Al ₂O ₃)，及氧化鉀(K ₂O)； (b) 其中，氧化矽與氧化鋁的莫耳數比值是40~100，且氧化矽與氧化鉀的莫耳數比值是0.5~2.0。

再如第3圖所示，當該塗層2受到太陽6（提供的可見光為環境中的主要熱量來源）照射時，該塗層2可透過反射4太陽光阻止部分熱進入到塗層2及基材1內部，剩餘則進入到塗層2及基材1內部之熱量，再透過在大氣窗口具高發射率之發射功能材料21，將熱以輻射形式5穿透雲層3同時不會被大氣層72中的溫室氣體吸收並發射回地表，而可直達高空71，進而達到輻射散熱之效果。

而除了上述應用說明之外，本案更提供以下三個實施例，其中第一實施例說明如下： (1) 第一實施例之配比如表一所示：

材料種類	發射功能材料	顏料及填充材料	主劑
材料名稱	玻璃球	二氧化鈦	鈣鎂碳酸鹽礦物	矽酸鈣	變高嶺土
添加wt.%	30~45	10~25	10~15	5~10	10~20

表一第一實施例之配比表 (2) 而第一實施例之調和劑的氧化矽/氧化鋁莫耳比為50，氧化矽/氧化鉀莫耳數比值為1.28。 (3) 而第一實施例之粉體/調和劑的比值為0.75，其黏度為185 m‧Pas，具備73%太陽光反射率，且在8~13μm波段(大氣窗口)具備87%發射率，該塗層塗佈於卜特蘭水泥基材之附著力高於5kg/cm ²。 (4) 於第一實施例中，進行測試如下： (a) 利用卜特蘭水泥、粗細粒料及水製成四塊200mm×2000mm×50mm(長×寬×厚)的測試基材，一基材（無塗料之裸露卜特蘭水泥基材）作為對照組，另三塊基材分別塗上上述第一實驗例的輻射散熱無機塗料、市售得市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)及市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料。 (b) 而上述的塗料厚度皆控制於150μm左右，所有待測樣品嵌入內襯貼有陶瓷棉之保麗龍盒內，並置於空曠的大樓頂樓，以確保待測基材可吸收足夠的太陽光，並可將熱量集中於塗層並向外散失。該實驗紀錄連續三天以上的溫度變化。 (c) 在連續三天的實驗中，取其中室溫最高者作為發生最大溫差之時間點，在該時間下，其結果如下： (c1) 測得裸露卜特蘭水泥基材表面溫度為56.1℃，底面溫度為50.6℃； (c2) 塗有市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)之卜特蘭水泥基材表面溫度為47.6℃，底面溫度為42℃； (c3) 塗有市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料之卜特蘭水泥基材表面溫度為49.8℃，底面溫度為42.5℃； (c4) 塗有上述第一實驗例的輻射散熱無機塗料之卜特蘭水泥基材表面溫度為49.2℃，底面溫度為40.1℃。 (d) 進行計算塗上塗料之待測基材與對照組間的最大溫差，可知上述第一實驗例的輻射散熱無機塗料可於白天有效降低卜特蘭水泥基材表面溫度6.9℃，底面溫度10.5℃。 (e) 與市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)相比，上述第一實驗例的輻射散熱無機塗料雖於白天在卜特蘭水泥基材之底面可多降低1.9℃。 (f) 與市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料相比，上述第一實驗例的輻射散熱無機塗料可於白天多降低卜特蘭水泥基材表面溫度0.6℃，底面溫度多2.4℃。以此證明本發明輻射散熱無機塗料對卜特蘭水泥基材具有一定程度之降溫效果。

而第二實施例說明如下： (1) 第二實施例之配比如表二所示：

材料種類	發射功能材料	顏料及填充材料	主劑
材料名稱	鎂鋁矽酸鹽礦物	二氧化鈦	鈣鎂碳酸鹽礦物	矽酸鈣	變高嶺土
添加wt.%	30~50	5~20	5~20	5~15	15~25

表二第二實施例之配比表 (2) 而第二實施例之調和劑的氧化矽/氧化鋁莫耳比為50，氧化矽/氧化鉀莫耳數比值為1.28。 (3) 而第二實施例之粉體/調和劑為0.8，其黏度為200 m‧Pas，具備74%太陽光反射率，且在8~13μm波段之大氣窗口具備92%發射率(如第4圖所示)，該塗層塗佈於卜特蘭水泥基材之附著力高於5kg/cm ²。 (4) 於第二實施例中，進行測試如下： (a) 利用卜特蘭水泥、粗細粒料及水製成四塊200mm×200mm×50mm(長×寬×厚)的測試基材，一基材（無塗料之裸露卜特蘭水泥基材）作為對照組，另三塊基材分別塗上上述第二實驗例的輻射散熱無機塗料、市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)及市售有機隔熱塗料2號（市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料）。 (b) 而上述的塗料厚度皆控制於150μm左右。所有待測樣品嵌入內襯貼有陶瓷棉之保麗龍盒內，並置於空曠的大樓頂樓，以確保待測基材可吸收足夠的太陽光，並可將熱量集中於塗層並向外散失。該實驗紀錄連續三天以上的溫度及熱通量變化。 (c) 在連續三天的實驗中，取其中室溫最高者作為發生最大溫差之時間點，在該時間下，其結果如下： (c1) 測得裸露卜特蘭水泥基材表面溫度為56.1℃，底面溫度為50.6℃； (c2) 塗有市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)之卜特蘭水泥基材表面溫度為47.6℃，底面溫度為42℃； (c3) 塗有市售有機隔熱塗料2號（市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料）之卜特蘭水泥基材表面溫度為49.8℃，底面溫度為42.5℃； (c4) 塗有上述第二實驗例的輻射散熱無機塗料之卜特蘭水泥基材表面溫度為48.6℃，底面溫度為40.7℃。 (d) 計算塗上塗料之待測基材與對照組間的最大溫差，可知上述第二實驗例的輻射散熱無機塗料可於白天有效降低卜特蘭水泥基材表面溫度7.4℃，底面溫度9.9℃。 (e) 在連續三天的實驗中，取一日的正午時分作為計算輻射散熱之時間點。在該時間下，測得裸露卜特蘭水泥基材表面熱通量為60.2W/m ²；塗有市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)及市售有機隔熱塗料2號（市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料）之卜特蘭水泥基材表面熱通量皆為57.1W/m ²；塗有上述第二實驗例的輻射散熱無機塗料之卜特蘭水泥基材表面熱通量為58.4W/m ²。 (f) 在連續三天的實驗中，取一日的凌晨六時作為計算輻射散熱之時間點。在該時間下，測得裸露卜特蘭水泥基材表面熱通量為36.7W/m ²；塗有市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)之卜特蘭水泥基材表面熱通量為38.5W/m ²；塗有市售有機隔熱塗料2號（市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料）之卜特蘭水泥基材表面熱通量為37.7W/m ²；塗有上述第二實驗例的輻射散熱無機塗料之卜特蘭水泥基材表面熱通量為39.4W/m ²。 (g) 而進一步計算塗上塗料之待測基材與對照組間的熱通量差，參閱第5圖所示，其結果如下： (g1) 上述第二實驗例的輻射散熱無機塗料，與市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)及市售有機隔熱塗料2號（市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料）相比，在白天時可多輻射1.3W/m ²。 (g2) 凌晨六時，第二實驗例的輻射散熱無機塗料可使卜特蘭水泥基材多輻射2.7W/m ²；與市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)相比，則可多輻射0.9W/m ²；與市售有機隔熱塗料2號（市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料）相比，則可多輻射1.7W/m ²。以此證明本發明輻射散熱無機塗料可有效提升卜特蘭水泥基材之輻射散熱效果。

而本案亦能夠塗抹形成具有多個不同層的堆疊結構，其中每一層具有不同或相同之發射功能材料，為達到最好的隔熱及散熱效果，而每一層厚度係控制於150~500μm，且其總厚度不大於1.5mm，其中多層的第三實施例說明如下： (1) 第三實施例之配比如表三所示：

材料種類	發射功能材料	顏料及填充材料	主劑
材料名稱	鎂鋁矽酸鹽礦物	轉爐石	二氧化鈦	鈣鎂碳酸鹽礦物	矽酸鈣	碳黑	變高嶺土
面層塗料	添加wt.%	30~50	-	5~20	5~20	5~15		15~25
底層塗料	添加wt.%	-	30~55	-	-	5~15	0~10	30~40

表三第三實施例之配比表 (2) 而第三實施例之調和劑的氧化矽/氧化鋁莫耳比為50，氧化矽/氧化鉀莫耳數比值為1.28。 (3) 而第三實施例之面層塗料的粉體/調和劑比例為0.8，其黏度為200 m‧Pas，具備74%太陽光反射率，且如第6圖所示，在8~13μm波段之大氣窗口係具備92%發射率。 (4) 而第三實施例之底層塗料的粉體/調和劑比例為0.85，其黏度為165 m‧Pas，在8~13μm波段之大氣窗口具備95%發射率。該推疊而成的塗層於卜特蘭水泥基材之附著力高於5kg/cm ²。 (5) 於第三實施例中，進行測試如下： (a) 利用卜特蘭水泥、粗細粒料及水製成四塊200mm×200mm×50mm(長×寬×厚)的測試基材，一基材（無塗料之裸露卜特蘭水泥基材）作為對照組，另三塊基材分別塗上上述第三實驗例的輻射散熱無機塗料、市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)及市售有機隔熱塗料2號（市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料）。 (b) 而上述塗料厚度皆控制於150μm左右。所有待測樣品嵌入內襯貼有陶瓷棉之保麗龍盒內，並置於空曠的大樓頂樓，以確保待測基材可吸收足夠的太陽光，並可將熱量集中於塗層並向外散失。該實驗紀錄連續三天以上的溫度及熱通量變化。 (c) 在連續三天的實驗中，取其中室溫最高者作為發生最大溫差之時間點，在該時間下，其結果如下： (c1) 測得裸露卜特蘭水泥基材表面溫度為56.1℃，底面溫度為50.6℃； (c2) 塗有市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)之卜特蘭水泥基材表面溫度為47.6℃，底面溫度為42℃； (c3) 塗有市售有機隔熱塗料2號（市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料）之卜特蘭水泥基材表面溫度為49.8℃，底面溫度為42.5℃； (c4) 塗有上述第三實驗例的輻射散熱無機塗料之卜特蘭水泥基材表面溫度為45.9℃，底面溫度為44.2℃。 (d) 計算塗上塗料之待測基材與對照組間的最大溫差，可知結果如下： (d1) 上述第三實驗例的輻射散熱無機塗料可於白天有效降低卜特蘭水泥基材表面溫度10.2℃，底面溫度6.4℃； (d2) 與市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)相比，上述第三實驗例的輻射散熱無機塗料可於白天多降低卜特蘭水泥基材表面溫度1.7℃； (d3) 與市售有機隔熱塗料2號（市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料）相比，上述第三實驗例的輻射散熱無機塗料可於白天多降低卜特蘭水泥基材表面溫度3.9℃。以此證明本發明輻射散熱無機塗料對卜特蘭水泥基材具有一定程度之降溫效果。 (e) 在連續三天的實驗中，取一日的正午時分作為計算輻射散熱之時間點。在該時間下，測得裸露卜特蘭水泥基材表面熱通量為60.2W/m ²；塗有市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)及市售有機隔熱塗料2號（市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料）之卜特蘭水泥基材表面熱通量皆為57.1W/m ²；塗有上述第三實驗例的輻射散熱無機塗料之卜特蘭水泥基材表面熱通量為62.1W/m ²。 (f) 在連續三天的實驗中，取一日的凌晨六時作為計算輻射散熱之時間點。在該時間下，測得裸露卜特蘭水泥基材表面熱通量為36.7W/m ²；塗有市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)之卜特蘭水泥基材表面熱通量為38.5W/m ²；塗有市售有機隔熱塗料2號（市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料）之卜特蘭水泥基材表面熱通量為37.7W/m ²；塗有上述第三實驗例的輻射散熱無機塗料之卜特蘭水泥基材表面熱通量為44.2W/m ²。 (g) 計算塗上塗料之待測基材與對照組間的熱通量差，參閱第7圖所示，其結果如下： (g1) 上述第三實驗例的輻射散熱無機塗料，與市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)及2號相比，在白天時可多輻射2.1W/m ²。 (g2) 凌晨六時，第三實驗例的輻射散熱無機塗料可使卜特蘭水泥基材多輻射7.5W/m ²；與市售有機隔熱塗料1號(A959N，市售得利倍剋漏屋頂防水漆)相比，則可多輻射5.7W/m ²；與市售有機隔熱塗料2號（市售虹牌漏克補水性防水隔熱塗料）相比，則可多輻射6.5W/m ²。以此證明本發明輻射散熱無機塗料可有效提升卜特蘭水泥基材之輻射散熱效果。

本案塗料具有以下特點： (1) 具備至少70%太陽光反射率。 (2) 在8~13μm波段(大氣窗口)具備至少85%發射率。 (3) 塗佈於卜特蘭水泥基材之附著力至少5kg/cm ²。 (4) 具有-Si-O-T-(T為四配位鋁或四配位矽)之構造單位，其最具代表性特徵峰值訊號在900~1200cm ^-1。 (5) 具有-Si-O-Si-及- Al-O-Si-之構造單位，其最具代表性特徵峰值訊號在600-900cm ^-1。

本案之粉體更能夠以骨材粒料形式，添加於而不僅限於建築物鋼筋卜特蘭水泥基材中或道路瀝青卜特蘭水泥基材中，使前述構造物在承受太陽日照後具有輻射散熱效果。

本發明所提供之輻射散熱無機塗料，與其他習用技術相互比較時，其優點如下： (1) 本發明提供一種新的、完全由無機材料組成的輻射散熱無機塗料，藉著在大氣窗口具高發射率之發射功能材料達到優異的散熱效果，或運用前述本發明輻射散熱無機塗料材質粉體，能夠以骨材粒料形式，添加於建築物外殼鋼筋卜特蘭水泥基材中或道路面瀝青卜特蘭水泥基材中，使前述構造物在承受太陽日照後具有輻射散熱效果，大量提升都市地區輻射散熱面積，達成降低都市熱島現象的效果。 (2) 本發明配合顏料及填充材料加強塗料本身工作性及外觀，經由主劑及調和劑混合反應析出矽、鋁膠體，並經聚合作用形成連續性網狀結構，該結構再與卜特蘭水泥基材進行卜作嵐反應產生高黏結性能，以確實改善由有機化合物摻雜，及/或完全由有機化合物構成之隔熱塗料的缺點。 (3) 本發明係針對建築物外牆及屋頂，有別於目前常見的有機隔熱塗料僅以白色外觀提升基材之反射能力，本發明塗層除具備基本的反射能力外，也具備將基材吸收之熱，以不易被大氣層吸收之長波輻射冷卻形式帶離至高空之能力，除降低基材內部溫度與續熱能量，散失的熱量可不再侷限於大氣層內部，以此實現都市地區輻射散熱之效果。

本發明已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此一技術領域具有通常知識者，在瞭解本發明前述的技術特徵及實施例，並在不脫離本發明之精神和範圍內，不可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。

1:土木建築 2:塗層 21:發射功能材料 22:填充材料 23:膠結材 3:雲層 4:反射 5:輻射形式 6:太陽 71:高空 72:大氣層

[第1圖]係本發明輻射散熱無機塗料之製備流程示意圖。 [第2圖]係本發明輻射散熱無機塗料之塗佈應用示意圖。 [第3圖]係本發明輻射散熱無機塗料之熱量反射示意圖。 [第4圖]係本發明輻射散熱無機塗料之第二實施例之不同塗料比較之發射率示意圖。 [第5圖]係本發明輻射散熱無機塗料之第二實施例之不同塗料比較之輻射散熱熱通量示意圖。 [第6圖]係本發明輻射散熱無機塗料之第三實施例之不同塗料比較之發射率示意圖。 [第7圖]係本發明輻射散熱無機塗料之第三實施例之不同塗料比較之輻射散熱熱通量示意圖。

Claims

一種輻射散熱無機塗料，係由一粉體及一調和劑混合成為一塗料，其中該粉體係由至少一種重量百分比為30~55%的具高發射率之發射功能材料、至少一種重量百分比為10~40%的填充材料、至少一種重量百分比為20~30%的主劑所組成，而該粉體與該調和劑之比例係介於0.7至1，其中該發射功能材料係為在大氣窗口波段為8~13μm具高於發射率80%之材料，而該主劑係為一能夠與一卜特蘭水泥基材進行卜作嵐反應之材料，其中該主劑係為水淬爐石粉、飛灰、變高嶺土，或此等之一組合所構成，且該調和劑為純水、氫氧化鉀溶液、矽酸鉀溶液、奈米級二氧化矽水溶液，或此等之一組合所構成。
如請求項1所述之輻射散熱無機塗料，其中該發射功能材料鎂鋁矽酸鹽、電氣石、蛇紋石、氧化鋁、轉爐石、玻璃珠、二氧化錳、奈米碳管、碳化矽、氧化鎢或氧化銅。
如請求項1所述之輻射散熱無機塗料，其中該填充材料係為二氧化鈦、氧化鐵、碳黑、鈣鎂碳酸鹽礦物、矽酸鈣，或此等之一組合所構成。
如請求項1所述之輻射散熱無機塗料，能夠塗抹形成具有多個不同層的堆疊結構，其中每一層具有不同或相同之發射功能材料，每一層厚度係控制於150~500μm，且其總厚度不大於1.5mm。