[发明专利]一种光反射保温耐候涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明属于涂层领域，具体涉及为一种太阳光辐照光反射保温耐候涂层及其制备方法和应用。通过喷涂的方法在建筑物表面制备光反射保温耐候涂层。涂层材料为有机成膜物质和作为填料的P25纳米二氧化钛。该光反射保温耐候涂层将超疏水涂层的微‑纳乳突结构和涂层的光辐照高反射率相结合，使该涂层具有优异的太阳光辐照热反射和耐候性能。在涂层中引入纳米二氧化钛，使涂层对400nm波段以上的太阳辐照光具有高的反射性能，对于150～400nm波段的太阳辐照光具有强的吸收性能。涂层吸收的150～400nm波段的辐照光在涂层表面或者内部转换为热能，热能通过该涂层的微‑纳乳突结构中储存的空气散失，最终对建筑物达到良好的隔热性能。

技术领域

本发明属于涂层领域，具体涉及为一种光反射保温耐候涂层的制备，可以用于提高建筑物表面对太阳辐照反射能力，降低建筑物表面和内部温度以及建筑物制冷能源消耗。与此同时，该涂层在服役过程中具有一定的耐候性。

背景技术

快速增长的能源消耗已引起全球对气候变暖和化石燃料消耗的关注。根据调查，建筑物是能源消耗的重要使用者，为了满足建筑物日益增长的环境热-湿舒适性的要求，大多数国家的建筑物能源消耗约占总能耗的30～40％，这种巨大的能源消耗正在造成严重的环境和经济问题。因此，通过技术和科学的发展和创新来降低建筑物的能源损耗是至关重要的。

利用建筑物围护结构的辐射特性进行工程改造是节约建筑物制冷消耗的一种很有前途的方法，它遵循的原理是在建筑物外墙涂上高反射率材料，大大地减少太阳辐照能在建筑物表面的热转换。例如，一些纳米无机材料，包括VO₂，(Li_0.4RE_0.6Al_0.6)_1/2MoO₄-BiVO₄，Cu_2-xS，Cs_xWO₃和ZnO，表现出优异的太阳辐照光屏蔽能力。但与传统冷却涂层相比，包含上述无机材料的隔热涂层，由于上述纳米无机材料制造的复杂性、高成本性和高耗时性，导致上述的纳米材料和涂层产量较低，严重限制涂层的应用。此外，对于非化学计量的无机材料，在长期的太阳辐照光热屏蔽过程中，非化学计量金属相将转变为化学计量金属相，而化学计量金属相不表现出局域表面等离子体共振现象，即太阳辐照光屏蔽特性。因此，制备同时具有太阳辐照光热屏蔽稳定性的、方便的、廉价的涂层是非常重要的。一般来说，太阳辐照光是由5％的紫外光(UV，λ～150nm到400nm)，43％的可见光(λ～400nm到700nm)和52％的近红外光(NIR，λ～700nm到2500nm)组成。二氧化钛(TiO₂)作为商业上广泛应用的环保材料，对可见光和近红外光具有高反射率(约2.7～2.9)，对紫外光具有强吸收性，并且具有长期的光腐蚀、热稳定性和pH稳定性、成本低的优点。因此，商业化生产的TiO₂是一种理想的太阳光辐照屏蔽材料，TiO₂热反射耐候涂层值得考虑和进一步发展。

纳米二氧化钛材料已经被证明能够在溶剂型交联共聚物中形成屏蔽太阳辐照的吸收和反射层。然而，在目前交联光反射保温涂层共聚物中，例如丙烯酸树脂，纳米二氧化钛材料不会组装形成有利于太阳辐照光多次反射和热量散失的空气微腔结构。而且除了考虑纳米无机填料本身的成本之外，纳米无机材料之间强的无机相互作用以及无机材料与聚合物之间弱的界面相互作用都会导致纳米无机材料在交联共聚物中产生很强团聚。为了提高纳米无机材料在交联共聚物中的分散性，表面分散剂或表面活性剂的开发和使用进一步增加了涂层的费用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光反射保温耐候涂层及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实施：

一种光反射保温耐候涂层材料，涂层材料为有机成膜物质和作为填料的P25纳米二氧化钛，其中，有机成膜物质与填料的质量比为15-20：7-15，二者最优比例为16：12。所述有机成膜物质为聚二甲基硅氧烷树脂和氟硅烷树脂。