红外反射色素沉淀技术和涂料| PCI杂志的未来 - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

红外反射色素的应用技术

编者按:这是在一个分为三部分的系列文章的第三篇文章。

涂料是利用视觉美化和功能保护的能力很多类型的材料,如金属、树林和复合材料。188金宝搏bet官网最近在专业的红外反射色素科技上的进步使涂料配方设计师,因此原始设备制造商或承包商,传授一个额外的功能。这个功能可以提高产品的整体价值。这个功能是能够反映出无形的热能而实现所需的可见颜色。热能反射的结果在一个较低的温度底物暴露在阳光下。较低的衬底温度直接影响减少建筑物的冷负荷,例如,当用于屋面应用程序。高红外反射率的基质导致其他好处,如减少弯曲,减少了热循环,减少化学降解和改进的安慰与底物直接接触的人。

在本系列的最后一部分色素红外反射技术的应用将审查。

红外反射色素技术——冷却对象

红外反射色素技术允许用户实现一个特定的颜色空间在可见光范围内反射入射光在电磁波谱的近红外(NIR)范围。近红外光谱的光的反射降低涂层的温度对象通过降低整体能量吸收来自地面太阳能辐照度(不被吸收的能量等于更少的能量转化为热量)。

传统的着色剂,如炭黑,有效吸收可见光的机制来实现一个黑暗的颜色空间。此外,色素炭黑也吸收强烈整个紫外和近红外波长的光。大约53%的地面太阳辐射红外能量;因此,涂料和基质含有炭黑有显著的能量吸收特性。这种高度的吸收能量最终转化为热量,导致环境热岛等不良现象。热岛通常发生在现代城市中心,周围温度上升远高于那些农村环境由于大量吸收的入射太阳辐射。¹

对象包含炭黑,暴露在阳光下,会导致温度上升高达100°F高于环境温度。产生的热量积聚的屋顶,或建筑物表面的色素炭黑增加传热结构,在结构和增加冷却负荷。增加效用成本直接关系到冷却负荷增加。²

当设计一个红外反射涂料,总太阳能反射率和辐射率最大化,最小化污染通过红外吸收材料是非常必要的。188金宝搏bet官网污染必须从红外反射消除群众为了实现最佳反射率特性。

视觉颜色总太阳能反射率的影响

由于可见光由大约42%的太阳能地面辐照度,可见红外色素的颜色将决定的最大实现总太阳能反射受益。所有条件都相同的情况下,深可见颜色,总太阳能反射率越低。金红石二氧化钛仍然是选择的基础色素在高度反光的白色涂料。二氧化钛具有优良的光散射和红外反射由于其高折射率,然而,散射光线的主要粒度优化最有效地在500 - 550纳米。

制定一个黑色空间红外反射色素,会遇到一个最大理论限制实现总太阳能反射率47%左右的使用专业协同的红外反射技术。使用更新的混合金属氧化物颜料实现黑色空间产生一个总太阳能反射率从25 - 34%。

涂层的性能属性将决定最佳的颜料涂层的选择。在这种情况下,颜色稳定是必要的,应考虑无机颜料。在这些情况下加速风化强烈敦促测试来证明选择的色素的稳定性及其性能的涂层系统。

表1

优化的红外反射色素沉着

颜料分散体
分散红外反射色素时,必须考虑几项:最优粒子大小、稳定、消除污染物和质量保证。

存在一个最优的所有颜料分散体的粒径。最优粒径最大化的物理性质等色素颜色开发和颜色强度、稳定、光散射。如果一个红外反射无机颜料分散不好,颜色强度弱,需要更大程度的色素来实现所需的颜色(和不透明性不会)的最优水平。

可在货架稳定的无机的红外反射颜料是很困难的因为他们高比重和大的初级粒子大小。必须注意避免硬沉淀和,在某些情况下,随着时间的推移会发生分离。

大多数生产商颜料分散体系的可见光分光光度计现成的颜色进行测试。不幸的是,情况可能发生在红外反射颜料分散体通过可见的颜色规格,但有一个大大减少红外反射率。红外线吸收物质超标的危险是可能的批准,和性能属性将遭受极大,排尿保修导致不愉快的业务情况。少量的红外线吸收材料等基于总重量0.01%炭黑可以显著降低红外反射率。³

质量保证必须进行仪表可以证明红外性能,或全部太阳能反射率。这种仪器是UV-VIS-NIR分光光度计或太阳能光谱反射计的设备和服务。

图1和图2

红外反射涂料

案例1:红外反射格雷与传统的灰色
证明红外染色技术的性能优势,传统的灰色涂料相比,是一个灰色的红外反射涂料(表1)。灰色涂料都有类似的光暗的价值。当评估使用CIE实验室系统,生成的δL * 0.032,表明灰色achromatically是等价的总太阳能反射(图1)。传统的灰色涂层是17.5%,和总太阳能反射的红外反射灰色涂层是47.1%。可见色彩差异可以忽略不计,总太阳能反射显示原始29.6%改善红外反射灰色与传统的灰色。最终的结果是减少预测热量积聚在涂层板评估使用ASTM D 4803热建立测试方法。的可见光和红外反射面板图1和图2所示。

案例2:传统的绿色和两个Infrared-Reflecting绿党
创建三个绿色涂料进一步演示红外反射色素的使用混合的颜色。创建第一个绿(绿色1)使用标准的着色剂。第二个绿色匹配(绿色2)是使用红外线反射色素沉淀技术,创建第三个绿色匹配(绿色3)是利用协同红外线反射技术创建的。所有这三个绿色颜色匹配是视觉等价。

传统的绿色涂料的总太阳能反射率(绿色1)是7.6%,和总太阳能反射的红外反射绿色涂料(绿色2)是20.2%(表2)。第三层的总太阳能反射率(绿色3)为36.8%。而可见的颜色差异可以忽略不计,总太阳能反射率值表现出显著差异,已明显减少预测热量积聚在测试使用ASTM D 4803(表2)。

表2

红外反射技术

例子
传统的黑色沥青瓦是众所周知的在阳光直射下吸收热量的能力。黑色沥青瓦展览总太阳能反射率为3.5%,也就是说,他们吸收了超过96.5%的事件地面太阳辐射。这种能量吸收表面加热到极高的温度。在晴朗的夏天,屋顶的温度可以超过180°F。这个能量进行吸收,迁移并辐射到建筑结构,由大温度梯度驱动的。假设平均地面太阳能辐照度为900瓦特每平方米(平均价值来源于太阳辐照ASTM谱)的积分,这转化为能量吸收868.5瓦特/平方米或868.5焦耳/ (sec *平方米)。最终这导致热建筑,需要额外的暖通空调设备冷却房间更大的能源负担。

使用specialty-formulated红外反射色素沉淀技术,可以实现类似的黑色屋顶空间比传统的黑色沥青瓦。通过使用专业的红外反射色素沉着,涂料配方设计师可以创建一个涂层总太阳能反射大约29%的深基础。这更大的太阳能反射事件结果的总吸收71%的陆地太阳能辐照度,或约639瓦/平方米的吸收能量。还有26%的原始能量吸收的减少(234瓦/平方米)和沥青瓦屋顶。这转化为冷屋顶和冷却器建筑暖通空调的需求较低。

第二种方法利用专业协同红外线反射技术。这允许配方设计师一个黑暗的颜色的视觉效果,实现太阳能反射率高于沥青瓦和红外反射黑色色素沉着在前面提到的段落。这产生一个阴影的黑人总太阳能反射率为47%,和净能量吸收的53%,或477瓦/平方米,导致吸收的能量减少47%基于沥青瓦的能量吸收。