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(cái)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(shí)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(bào)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(gè)能源消費(fèi)年夜 國，又是一個(gè)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(fèi)用249.6億元，少向年夜 氣排放塵埃 7000萬噸。同時(shí)，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(dòng) 。

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(shí)時(shí)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(shí) 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(gè)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(shí)，由于玻璃是熱的絕緣體，就會(huì)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(gè)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(gè)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(shí)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(diǎn) 。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(qiáng)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(jià)尺度 》，即建筑物在全壽命周期內(nèi)，最年夜 限度的實(shí)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(shí)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(shí)候 ，對全國規(guī)模以上門窗企業(yè)進(jìn)行“節(jié)能機(jī)能 ”標(biāo)識(shí)，只有獲得此標(biāo)識(shí)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(huì)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(shí) 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(gè)概況 的反射機(jī)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(shí)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(shí)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(jī)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(jià)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(jī)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(jì)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(jī)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(diǎn)：

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(diǎn)。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(jī)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(jì)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(jī)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(jī)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(jī)顏料作為粒子，然后插手 預(yù)分離 的有機(jī)顏料附在焦點(diǎn) 粒子的概況 上。作為一種由無機(jī)顏料組分和有機(jī)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(jī)能 表示 在：具有較強(qiáng)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(jī)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(jī)能 ：提高涂料耐候性、耐臟污性和自潔能力，加強(qiáng) 涂料的抗菌性和空氣凈化性，改良 涂料機(jī)械機(jī)能 和隔熱保溫性等。北京某研究機(jī)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(jì)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(dòng)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(jī)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 。