隔热保温粉末涂料在建筑铝型材喷涂工艺的利用

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我国绿色建筑正在蓬勃成长 ，财务 部、住房和城乡扶植 部结合 发布了《关于加速 鞭策 我国绿色建筑成长 的实行 定见 》，初次 以正式文件情势 提出我国将来 绿色建筑的成长 方针 ，明白 到2021年，我国绿色建筑占新建建筑比重跨越 30%。

据报道 ，今朝 在我国400多亿平方米既有建筑中，90%以上属于高耗能建筑。我国是个能源消费年夜 国，又是一个能源欠缺 年夜 国，建筑节能迫在眉睫 。在高耗能建筑中，门、窗的能耗占了近50%，所以，建筑节能的关头 是门窗[1]。若是 将现有门窗节能提高到40%，则每一年 可节俭 煤炭1.56亿吨，节俭 费用249.6亿元，少向年夜 气排放尘埃 7000万吨。同时，削减 年夜 量有害气体排放，对减缓 年夜 气污染和庇护 生态情况 具有主要 意义。是以 ，采取 新型隔热、保温门窗，并对现有建筑门窗进行节能革新 ，是我国能源情势 的客不雅 要求，也是庇护 情况 ，削减 年夜 气污染的主要 行动 。

一 建筑高能耗发生 的缘由

1.太阳光的影响

太阳既是自然 的光源又是自然 的热源，它时时刻刻 以巨年夜 的光和热向周围 辐射，太阳光要几经周折才能达到 地球概况 ，透过年夜 气直接达到 地球概况 的年夜 阳辐射能称为直达辐射量S。这类 直达辐射量现实 上仅占太阳总辐射能的27%。直达辐射能S可用下式暗示 ：

S=wf(a,b)∮(s.n)

式中：f(a,b)为年夜 气透射状况

∮(s.n)为天空晴朗水平

据测算，我国太阳平均总辐射量为1.3卡/c㎡ ?min，亚热带地域 的总辐射量为1.8-1.9卡/ c㎡ ?min。

图1显示入射太阳辐射的波普

太阳光谱能量散布 ：

光谱

波长（纳米）

占辐射能，%

紫外光

290-400

5-7

可见光

400-700

40

红外光

>700

53以上

可见，太阳辐射能50%以上是近红外辐射。这类 辐射与建筑物室内的彼此 感化 遵守 两个道理 ：一是建筑门窗起首 接收 辐射热，然后再以热量转移（热传导、热对流）的方式将热量传递到室内，而使室内温度上升；二是近似 于“温室效应”，当辐射光直接经由过程 门、窗进入室内时，由于玻璃是热的绝缘体，就会使得室温逐步 上升。为了保持 室内的舒适度，就势需要 开空调降温。

2.温差太年夜 发生 的影响

前面提到的是太阳能直接辐射致使 室内温度升高是造成建筑物高能耗的一个缘由 ，而太阳能间接影响是引发 建筑物室表里 温差年夜 而造成建筑高能耗的另外一 个缘由 ，主要表示 就是冬冷、夏热。在北方严寒 的冬季，室外温度最低可达-50℃以下；而我国的夏日 ，特别 是南边 高温延续 时候 长，气温高，最高可达40℃以上。由于我国传统建筑绝年夜 部门 没有采纳 隔热、保温办法 ，冬季取暖不但 耗损 年夜 量煤炭、自然 气和电力，并且 造成严重的年夜 气污染。而夏日 制冷则直接耗损 电能，这就是我国建筑高能耗的底子 问题地点 。所以，建筑物的隔热保温，不但 合用 于夏热冬暖地域 、夏热冬冷地域 ，也合用 于夏日 阳光强烈地域 等。

二.隔热保温是建筑节能的必选路子

绿色建筑，是指可以或许 知足 我国2006年发布的《绿色建筑评价尺度 》，即建筑物在全寿命周期内，最年夜 限度的实现节能、节地、节水、节材并庇护 情况 和削减 污染。绿色建筑与一般建筑分歧 的地方 在于：绿色建筑将奉行 当地 材料，建筑气概 将跟着 天气 、自然资本 和地域 文化的分歧 而显现 出分歧 的风采 。

门窗在建筑中是保温的亏弱 环节，据介绍，建筑门、窗能耗约占建筑围护布局 能耗的50%，是建筑总能耗的25%。而绿色建筑可实现建筑节能达50%~60%。两部委曾下发通知，操纵 三年摆布 时候 ，对全国规模以上门窗企业进行“节能机能 ”标识，只有获得此标识的门窗产物 ，方可用于绿色建筑和现有建筑的节能革新 。

三.建筑铝型材门、窗用隔热保温粉末涂料的近况 和将来 成长

1.隔热保温基来源根基 理

我们知道，物体内和物系之间只要存在温差，热量就会从高温处向低温处传递，简称传热。热量传递有三种方式：a.热传导（导热）b.热对流c.热辐射。从热量传递的方式可知，隔热保温基来源根基 理有两条：（1）热反射；（2）热隔阻

（1）关于热反射：现实 上是指太阳光的反射。前面提到，太阳以辐射情势 向地球供给 了年夜 量的光和热。入射的太阳辐射能可达1kw/㎡,，并且 太阳光辐射几近 50%以上是红外辐射（780~250纳米）。凡是 描写 一个概况 的反射机能 数据是太阳光的反射值（TSR）[2]。一般传统黑色涂层的TSR值约为5%，而白色涂层的TSR值约为75%。这就意味着黑色涂层接收 了年夜 约95%入射辐射热，而白色涂层只接收 了约25%。明显 白色涂层反射的太阳辐射热远年夜 于黑色涂层。

（2）关于热隔阻：隔热的目的是为了保温，最年夜 限度的削减 热量与冷量的损掉 。由于 对隔热保温材料而言要求传热速度 越低越好。物资 热导率的年夜 小暗示 物资 的导热能力。热导率在数值上等于温度梯度为1℃/m单元 时候 内经由过程 单元 导热面积的热量，即：

λ= - Q/（A*dt/dx）

式中： λ—热导率（导热系数），W/（m·k）或W/（m·℃）；

Q—单元 时候 内传导的热量（导热速度 ），W；

A—导热面积，即垂直于热流标的目的 的截面积，㎡；

dt/dx—沿x标的目的 的温度梯度， K/m或℃/m。x标的目的 为热流标的目的 ，即温度下降 的标的目的 ，故dt/dx为负值。

分歧 物资 的热导率数值规模 见下表：

物资 种类

λ值规模 W/m?k

经常使用 物资 的λ值W/m?k

纯金属

20~400

（20℃）银427、铜398、铝236

合金

10~130

（20℃）黄铜110、碳钢45、不锈钢15

建筑材料

0.2~2.0

（20~30℃）通俗 砖0.7、水泥0.3、混凝土1.3

液体

0.1~0.7

（20℃）水0.6、甘油0.28、乙醇0.172

绝缘材料

0.02~0.2

（20~30℃）石棉粉（密度为500kg/m?）0.16

气体

0.01~0.6

（0℃常压）空气0.0244、CO2 0.0137

2.有机涂层的隔热保温

我国现有的铝型材用耐候性粉末涂料，主如果 聚酯/TGIC和聚酯/HAA，高级 的超耐候氟碳粉末涂料因价钱 等身分 影响，利用 的不多。就涂料花色品种来看，有高光系列、低光系列、木纹系列、砂纹系列和金属型系列占多数 。应当 说上述这些粉末涂料的花色品种都有必然 的隔热保温机能 。如：淡色 涂膜，特别 是白色彩 的涂层，能反射绝年夜 部门 太阳辐射光；金属型粉末涂料几近 不接收 光能，但能反射可见光和红外光，并且 还可以反射日光中60%以上的紫外光，具有必然 的保温隔热结果 。可是 今朝 我国还没有专门用于隔热保温的功能型粉末涂料，跟着 我国经济的成长 、科技的前进 和 日趋 敏捷 的绿色建筑成长 的需要，开辟 具有高质量、高机能 的隔热、保温粉末涂料势在必行。用于铝型材、铝门窗、铝幕墙的隔热、保温粉末涂料应具有 以下特点：

a.应具有优良 的耐候性。由于在我国具有优良 耐候性的氟碳粉末涂料，年夜 量使用还遭到 必然 的限制，所以，对现有耐候性聚酯粉末涂料进行改性显得尤其 主要 ，并且 已获得 很年夜 进展。一是在现有合成聚酯中，以间苯二甲酸取代 对苯二甲酸，可以使 聚酯粉末涂料的耐候性（保光性、抗粉化性）比现有涂料可提高2倍[3]。二是用现有聚酯器具 有超耐候的氟树脂进行改性，也能年夜 幅晋升 现有树脂的耐候性。

b.隔热保温性优，这是与通俗 粉末涂料的主要区分 点。若何 做到既隔热又保温，今朝 看来可采取 以下几种方式 ：

(1)研发可发泡的粉末涂料

这类 能发泡的粉末涂料发泡机理是：粉末涂料在120~140℃熔融流平，在160~200℃交联固化成膜，在粉末涂料处于熔融胶化进程 中（120~180℃），组分中的发泡剂与助泡剂发生 发泡结果 ，即在处于熔融状况 的涂猜中 发生 球形吝啬 泡，气泡逐步 长年夜 并连结 球形。经由过程 配方设计和成膜进程 的节制 ，便可 获得 封锁 的低泡沫密度的多面体布局 。全部 发泡进程 陪伴 有聚酯与固化剂的交联反映 和发泡剂的分化 发生 气体的进程 ，使涂料在胶化固化进程 中膨胀发泡最后成型。这类 发泡型粉末涂料具有优良 的隔热、绝热、保温机能 ，导热系数最低可达0.02~0.024w/m.k，而空气为0.0244w/m.k。

(2)对现有粉末涂料进行改性并填加功能性隔热、保温材料

隔热、保温粉末涂料不但 在耐候机能 上应丰年 夜 幅晋升 ，还要尽可能 知足 多方面的需要。如：涂料的耐候性、阻燃性和抗菌性等。鉴于上海、北京、沈阳等地建筑物的年夜 火教训，防火阻燃粉末涂料在铝型材、门窗、幕墙的利用 显得尤其 主要 。所以，保温、隔热粉末涂料应具有不燃性。南边 地域 夏日 闷热、湿润 ，霉菌、细菌年夜 量滋生 、发展 。这类地域 使用的粉末涂料也应具有抗菌防霉功能。粉末涂料用功能性的隔热、保温材料有：硅酸铝、硼酸、二氧化硅、二氧化锆、绢云母及石棉等，选择插手 必然 量这类 隔热填料可有用 反射太阳光中的可见光、红外光70%以上，并可屏障 紫外光，能年夜 幅提高涂料的隔热保温结果 。各类 填料的隔热结果 顺次 是硼酸﹥二氧化硅﹥二氧化锆﹥石棉。

比来 ，国外开辟 一种能用于粉末涂料环保型现代杂合颜料[2]，这类 杂合颜料是以复合型无机颜料作为粒子，然后插手 预分离 的有机颜料附在焦点 粒子的概况 上。作为一种由无机颜料组分和有机颜料组分配合 处置 获得 的一种连系 产物TICO；这类 杂合颜料出色 机能 表示 在：具有较强的太阳光特别 是近红外光的反射力。

尝试 显示，采取 这类 颜料涂层，近红外反射的TSP值为44%，而通俗 涂层的TSP值仅为29%。在不改变色度的条件 下，两种分歧 颜料类型的涂层概况 最年夜 温差可达8℃，这类 新型颜料也能为有机涂层供给 良好 的隔热保温结果 。

(3)粉末涂料纳米化

从现有纳米材料特征 来看，纳米涂料可以显现 以下主要 机能 ：提高涂料耐候性、耐脏污性和自洁能力，加强 涂料的抗菌性和空气净化性，改良 涂料机械机能 和隔热保温性等。北京某研究机构研发的一种用于玻璃上的纳米透明涂层，使用前后温差可达3℃~8℃，炎天 隔热、冬季 保温，初步计较 可节流 电能20%~30%，还能有用 阻隔95%以上的紫外线，而可见光的透过率却高达90%。

结语

国内建筑耗能情况使人 堪忧，本文阐发 了建筑高能耗发生 的缘由 ，认为建材的隔热保温是建筑节能的必选路子 。从隔热保温基来源根基 理动身 ，提出了隔热保温粉末涂料的概念，并论述 了发泡粉末涂料、功能性隔热保温材料、粉末涂料纳米化等铝型材用隔热保温粉末涂料的可行性方案。“绿色建筑正倡导 ，隔热保温是标的目的 ”。我国即有建筑中，绝年夜 大都 属于高能耗建筑，不但 造成巨年夜 的能源华侈 ，还造成情况 严重污染。用粉末涂料涂装的铝型材、铝合金建筑门窗可极年夜 下降 铝合金成品 的导热系数，特别 是采取 具有隔热保温机能 的粉末涂料装潢 铝合金型材、门、窗、幕墙等，更能显著提高建筑物的节能、环保结果 ，其市场利用 前景将十分广漠 。