隔熱保溫粉末涂料在建筑鋁型材噴涂工藝的利用

媒介 ：

我國綠色建筑正在蓬勃成長 ，財務(wù) 部、住房和城鄉(xiāng)扶植 部結(jié)合 發(fā)布了《關(guān)于加速 鞭策 我國綠色建筑成長 的實行 定見 》，初次 以正式文件情勢 提出我國將來 綠色建筑的成長 方針 ，明白 到2021年，我國綠色建筑占新建建筑比重跨越 30%。

據(jù)報道 ，今朝 在我國400多億平方米既有建筑中，90%以上屬于高耗能建筑。我國是個能源消費年夜 國，又是一個能源欠缺 年夜 國，建筑節(jié)能迫在眉睫 。在高耗能建筑中，門、窗的能耗占了近50%，所以，建筑節(jié)能的關(guān)頭 是門窗[1]。若是 將現(xiàn)有門窗節(jié)能提高到40%，則每一年 可節(jié)儉 煤炭1.56億噸，節(jié)儉 費用249.6億元，少向年夜 氣排放塵埃 7000萬噸。同時，削減 年夜 量有害氣體排放，對減緩 年夜 氣污染和庇護(hù) 生態(tài)情況 具有主要 意義。是以 ，采取 新型隔熱、保溫門窗，并對現(xiàn)有建筑門窗進(jìn)行節(jié)能革新 ，是我國能源情勢 的客不雅 要求，也是庇護(hù) 情況 ，削減 年夜 氣污染的主要 行動 。

一 建筑高能耗發(fā)生 的緣由

1.太陽光的影響

太陽既是自然 的光源又是自然 的熱源，它時時刻刻 以巨年夜 的光和熱向周圍 輻射，太陽光要幾經(jīng)周折才能達(dá)到 地球概況 ，透過年夜 氣直接達(dá)到 地球概況 的年夜 陽輻射能稱為直達(dá)輻射量S。這類 直達(dá)輻射量現(xiàn)實 上僅占太陽總輻射能的27%。直達(dá)輻射能S可用下式暗示 ：

S=wf(a,b)∮(s.n)

式中：f(a,b)為年夜 氣透射狀況

∮(s.n)為天空晴朗水平

據(jù)測算，我國太陽平均總輻射量為1.3卡/c㎡ ?min，亞熱帶地域 的總輻射量為1.8-1.9卡/ c㎡ ?min。

圖1顯示入射太陽輻射的波普

太陽光譜能量散布 ：

光譜

波長（納米）

占輻射能，%

紫外光

290-400

5-7

可見光

400-700

40

紅外光

>700

53以上

可見，太陽輻射能50%以上是近紅外輻射。這類 輻射與建筑物室內(nèi)的彼此 感化 遵守 兩個道理 ：一是建筑門窗起首 接收 輻射熱，然后再以熱量轉(zhuǎn)移（熱傳導(dǎo)、熱對流）的方式將熱量傳遞到室內(nèi)，而使室內(nèi)溫度上升；二是近似 于“溫室效應(yīng)”，當(dāng)輻射光直接經(jīng)由過程 門、窗進(jìn)入室內(nèi)時，由于玻璃是熱的絕緣體，就會使得室溫逐步 上升。為了保持 室內(nèi)的舒適度，就勢需要 開空調(diào)降溫。

2.溫差太年夜 發(fā)生 的影響

前面提到的是太陽能直接輻射致使 室內(nèi)溫度升高是造成建筑物高能耗的一個緣由 ，而太陽能間接影響是引發(fā) 建筑物室表里 溫差年夜 而造成建筑高能耗的另外一 個緣由 ，主要表示 就是冬冷、夏熱。在北方嚴(yán)寒 的冬季，室外溫度最低可達(dá)-50℃以下；而我國的夏日 ，特別 是南邊 高溫延續(xù) 時候 長，氣溫高，最高可達(dá)40℃以上。由于我國傳統(tǒng)建筑絕年夜 部門 沒有采納 隔熱、保溫辦法 ，冬季取暖不但 耗損 年夜 量煤炭、自然 氣和電力，并且 造成嚴(yán)重的年夜 氣污染。而夏日 制冷則直接耗損 電能，這就是我國建筑高能耗的底子 問題地點 。所以，建筑物的隔熱保溫，不但 合用 于夏熱冬暖地域 、夏熱冬冷地域 ，也合用 于夏日 陽光強烈地域 等。

二.隔熱保溫是建筑節(jié)能的必選路子

綠色建筑，是指可以或許 知足 我國2006年發(fā)布的《綠色建筑評價尺度 》，即建筑物在全壽命周期內(nèi)，最年夜 限度的實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材并庇護(hù) 情況 和削減 污染。綠色建筑與一般建筑分歧 的地方 在于：綠色建筑將奉行 當(dāng)?shù)?材料，建筑氣概 將跟著 天氣 、自然資本 和地域 文化的分歧 而顯現(xiàn) 出分歧 的風(fēng)采 。

門窗在建筑中是保溫的虧弱 環(huán)節(jié)，據(jù)介紹，建筑門、窗能耗約占建筑圍護(hù)布局 能耗的50%，是建筑總能耗的25%。而綠色建筑可實現(xiàn)建筑節(jié)能達(dá)50%~60%。兩部委曾下發(fā)通知，操縱 三年擺布 時候 ，對全國規(guī)模以上門窗企業(yè)進(jìn)行“節(jié)能機能 ”標(biāo)識，只有獲得此標(biāo)識的門窗產(chǎn)物 ，方可用于綠色建筑和現(xiàn)有建筑的節(jié)能革新 。

三.建筑鋁型材門、窗用隔熱保溫粉末涂料的近況 和將來 成長

1.隔熱保溫基來源根基 理

我們知道，物體內(nèi)和物系之間只要存在溫差，熱量就會從高溫處向低溫處傳遞，簡稱傳熱。熱量傳遞有三種方式：a.熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）b.熱對流c.熱輻射。從熱量傳遞的方式可知，隔熱保溫基來源根基 理有兩條：（1）熱反射；（2）熱隔阻

（1）關(guān)于熱反射：現(xiàn)實 上是指太陽光的反射。前面提到，太陽以輻射情勢 向地球供給 了年夜 量的光和熱。入射的太陽輻射能可達(dá)1kw/㎡,，并且 太陽光輻射幾近 50%以上是紅外輻射（780~250納米）。凡是 描寫 一個概況 的反射機能 數(shù)據(jù)是太陽光的反射值（TSR）[2]。一般傳統(tǒng)黑色涂層的TSR值約為5%，而白色涂層的TSR值約為75%。這就意味著黑色涂層接收 了年夜 約95%入射輻射熱，而白色涂層只接收 了約25%。明顯 白色涂層反射的太陽輻射熱遠(yuǎn)年夜 于黑色涂層。

（2）關(guān)于熱隔阻：隔熱的目的是為了保溫，最年夜 限度的削減 熱量與冷量的損掉 。由于 對隔熱保溫材料而言要求傳熱速度 越低越好。物資 熱導(dǎo)率的年夜 小暗示 物資 的導(dǎo)熱能力。熱導(dǎo)率在數(shù)值上等于溫度梯度為1℃/m單元 時候 內(nèi)經(jīng)由過程 單元 導(dǎo)熱面積的熱量，即：

λ= - Q/（A*dt/dx）

式中： λ—熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)），W/（m·k）或W/（m·℃）；

Q—單元 時候 內(nèi)傳導(dǎo)的熱量（導(dǎo)熱速度 ），W；

A—導(dǎo)熱面積，即垂直于熱流標(biāo)的目的 的截面積，㎡；

dt/dx—沿x標(biāo)的目的 的溫度梯度， K/m或℃/m。x標(biāo)的目的 為熱流標(biāo)的目的 ，即溫度下降 的標(biāo)的目的 ，故dt/dx為負(fù)值。

分歧 物資 的熱導(dǎo)率數(shù)值規(guī)模 見下表：

物資 種類

λ值規(guī)模 W/m?k

經(jīng)常使用 物資 的λ值W/m?k

純金屬

20~400

（20℃）銀427、銅398、鋁236

合金

10~130

（20℃）黃銅110、碳鋼45、不銹鋼15

建筑材料

0.2~2.0

（20~30℃）通俗 磚0.7、水泥0.3、混凝土1.3

液體

0.1~0.7

（20℃）水0.6、甘油0.28、乙醇0.172

絕緣材料

0.02~0.2

（20~30℃）石棉粉（密度為500kg/m?）0.16

氣體

0.01~0.6

（0℃常壓）空氣0.0244、CO2 0.0137

2.有機涂層的隔熱保溫

我國現(xiàn)有的鋁型材用耐候性粉末涂料，主如果 聚酯/TGIC和聚酯/HAA，高級 的超耐候氟碳粉末涂料因價錢 等身分 影響，利用 的不多。就涂料花色品種來看，有高光系列、低光系列、木紋系列、砂紋系列和金屬型系列占多數(shù) 。應(yīng)當(dāng) 說上述這些粉末涂料的花色品種都有必然 的隔熱保溫機能 。如：淡色 涂膜，特別 是白色彩 的涂層，能反射絕年夜 部門 太陽輻射光；金屬型粉末涂料幾近 不接收 光能，但能反射可見光和紅外光，并且 還可以反射日光中60%以上的紫外光，具有必然 的保溫隔熱結(jié)果 ?？墒?今朝 我國還沒有專門用于隔熱保溫的功能型粉末涂料，跟著 我國經(jīng)濟的成長 、科技的前進(jìn) 和 日趨 敏捷 的綠色建筑成長 的需要，開辟 具有高質(zhì)量、高機能 的隔熱、保溫粉末涂料勢在必行。用于鋁型材、鋁門窗、鋁幕墻的隔熱、保溫粉末涂料應(yīng)具有 以下特點：

a.應(yīng)具有優(yōu)良 的耐候性。由于在我國具有優(yōu)良 耐候性的氟碳粉末涂料，年夜 量使用還遭到 必然 的限制，所以，對現(xiàn)有耐候性聚酯粉末涂料進(jìn)行改性顯得尤其 主要 ，并且 已獲得 很年夜 進(jìn)展。一是在現(xiàn)有合成聚酯中，以間苯二甲酸取代 對苯二甲酸，可以使 聚酯粉末涂料的耐候性（保光性、抗粉化性）比現(xiàn)有涂料可提高2倍[3]。二是用現(xiàn)有聚酯器具 有超耐候的氟樹脂進(jìn)行改性，也能年夜 幅晉升 現(xiàn)有樹脂的耐候性。

b.隔熱保溫性優(yōu)，這是與通俗 粉末涂料的主要區(qū)分 點。若何 做到既隔熱又保溫，今朝 看來可采取 以下幾種方式 ：

(1)研發(fā)可發(fā)泡的粉末涂料

這類 能發(fā)泡的粉末涂料發(fā)泡機理是：粉末涂料在120~140℃熔融流平，在160~200℃交聯(lián)固化成膜，在粉末涂料處于熔融膠化進(jìn)程 中（120~180℃），組分中的發(fā)泡劑與助泡劑發(fā)生 發(fā)泡結(jié)果 ，即在處于熔融狀況 的涂猜中 發(fā)生 球形吝嗇 泡，氣泡逐步 長年夜 并連結(jié) 球形。經(jīng)由過程 配方設(shè)計和成膜進(jìn)程 的節(jié)制 ，便可 獲得 封鎖 的低泡沫密度的多面體布局 。全部 發(fā)泡進(jìn)程 陪伴 有聚酯與固化劑的交聯(lián)反映 和發(fā)泡劑的分化 發(fā)生 氣體的進(jìn)程 ，使涂料在膠化固化進(jìn)程 中膨脹發(fā)泡最后成型。這類 發(fā)泡型粉末涂料具有優(yōu)良 的隔熱、絕熱、保溫機能 ，導(dǎo)熱系數(shù)最低可達(dá)0.02~0.024w/m.k，而空氣為0.0244w/m.k。

(2)對現(xiàn)有粉末涂料進(jìn)行改性并填加功能性隔熱、保溫材料

隔熱、保溫粉末涂料不但 在耐候機能 上應(yīng)豐年 夜 幅晉升 ，還要盡可能 知足 多方面的需要。如：涂料的耐候性、阻燃性和抗菌性等。鑒于上海、北京、沈陽等地建筑物的年夜 火教訓(xùn)，防火阻燃粉末涂料在鋁型材、門窗、幕墻的利用 顯得尤其 主要 。所以，保溫、隔熱粉末涂料應(yīng)具有不燃性。南邊 地域 夏日 悶熱、濕潤 ，霉菌、細(xì)菌年夜 量滋生 、發(fā)展 。這類地域 使用的粉末涂料也應(yīng)具有抗菌防霉功能。粉末涂料用功能性的隔熱、保溫材料有：硅酸鋁、硼酸、二氧化硅、二氧化鋯、絹云母及石棉等，選擇插手 必然 量這類 隔熱填料可有用 反射太陽光中的可見光、紅外光70%以上，并可屏障 紫外光，能年夜 幅提高涂料的隔熱保溫結(jié)果 。各類 填料的隔熱結(jié)果 順次 是硼酸﹥二氧化硅﹥二氧化鋯﹥石棉。

比來 ，國外開辟 一種能用于粉末涂料環(huán)保型現(xiàn)代雜合顏料[2]，這類 雜合顏料是以復(fù)合型無機顏料作為粒子，然后插手 預(yù)分離 的有機顏料附在焦點 粒子的概況 上。作為一種由無機顏料組分和有機顏料組分配合 處置 獲得 的一種連系 產(chǎn)物TICO；這類 雜合顏料出色 機能 表示 在：具有較強的太陽光特別 是近紅外光的反射力。

嘗試 顯示，采取 這類 顏料涂層，近紅外反射的TSP值為44%，而通俗 涂層的TSP值僅為29%。在不改變色度的條件 下，兩種分歧 顏料類型的涂層概況 最年夜 溫差可達(dá)8℃，這類 新型顏料也能為有機涂層供給 良好 的隔熱保溫結(jié)果 。

(3)粉末涂料納米化

從現(xiàn)有納米材料特征 來看，納米涂料可以顯現(xiàn) 以下主要 機能 ：提高涂料耐候性、耐臟污性和自潔能力，加強 涂料的抗菌性和空氣凈化性，改良 涂料機械機能 和隔熱保溫性等。北京某研究機構(gòu)研發(fā)的一種用于玻璃上的納米透明涂層，使用前后溫差可達(dá)3℃~8℃，炎天 隔熱、冬季 保溫，初步計較 可節(jié)流 電能20%~30%，還能有用 阻隔95%以上的紫外線，而可見光的透過率卻高達(dá)90%。

結(jié)語

國內(nèi)建筑耗能情況使人 堪憂，本文闡發(fā) 了建筑高能耗發(fā)生 的緣由 ，認(rèn)為建材的隔熱保溫是建筑節(jié)能的必選路子 。從隔熱保溫基來源根基 理動身 ，提出了隔熱保溫粉末涂料的概念，并論述 了發(fā)泡粉末涂料、功能性隔熱保溫材料、粉末涂料納米化等鋁型材用隔熱保溫粉末涂料的可行性方案。“綠色建筑正倡導(dǎo) ，隔熱保溫是標(biāo)的目的 ”。我國即有建筑中，絕年夜 大都 屬于高能耗建筑，不但 造成巨年夜 的能源華侈 ，還造成情況 嚴(yán)重污染。用粉末涂料涂裝的鋁型材、鋁合金建筑門窗可極年夜 下降 鋁合金成品 的導(dǎo)熱系數(shù)，特別 是采取 具有隔熱保溫機能 的粉末涂料裝潢 鋁合金型材、門、窗、幕墻等，更能顯著提高建筑物的節(jié)能、環(huán)保結(jié)果 ，其市場利用 前景將十分廣漠 。