船舶水性高性能反射型隔熱涂料發(fā)展綜述

　　高波1，陳凱鋒1,2，莊海燕1,2
　　

　?。?.廈門(mén)雙瑞船舶涂料有限公司，福建廈門(mén)3611012；2.中船重工725研究所廈門(mén)分部，福建廈門(mén)361002）
　　

　　摘要：本文綜述了船舶水性反射型隔熱涂料隔熱概念及原理、優(yōu)缺點(diǎn)，簡(jiǎn)要討論其檢測(cè)方法，并介紹國(guó)內(nèi)外船舶水性反射型隔熱涂料發(fā)展概況，同時(shí)進(jìn)一步展望了船舶水性反射型隔熱涂料的應(yīng)用前景及發(fā)展方向。

　　
　　關(guān)鍵詞：水性反射隔熱涂料；反射；研究進(jìn)展
　　

　　太陽(yáng)能是人類生存和生活的必備條件，但強(qiáng)烈的太陽(yáng)熱輻射給船舶船體、住艙、輸油管道等給工作環(huán)境、安全性能帶來(lái)艙室溫度的升高，輸油管道安全系數(shù)下降，為了解決這些問(wèn)題，人們必須消耗大量能源，其產(chǎn)生一些溫室氣體，釋放到大氣中，給環(huán)境帶來(lái)巨大壓力，給人類生存帶來(lái)了危機(jī)，為此，世界各國(guó)涂料界為本著節(jié)約能源，創(chuàng)造舒適的人類生活、工作環(huán)境、減少溫室氣體排放的設(shè)計(jì)思想，隔熱型涂料就在此環(huán)境下運(yùn)運(yùn)而生，并開(kāi)始做了大量的研究和開(kāi)發(fā)工作，其中效果較為彰著，也是時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)。隔熱涂料是一種通過(guò)阻隔、反射、輻射等機(jī)理來(lái)降低被涂物內(nèi)部熱量的積累，從而達(dá)到節(jié)能和改善工作環(huán)境或安全等目的特殊功能性涂料，主要包括阻隔型隔熱涂料、反射型隔熱涂料和輻射型隔熱涂料，其中以反射型隔熱涂料最有實(shí)際、實(shí)用的價(jià)值。
　　

　　1·反射型隔熱涂料
　　

　　反射型隔熱涂料也稱日光熱反射涂料，是在鋁基反光隔熱涂料的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，通過(guò)選擇合適的樹(shù)脂、金屬、或金屬氧化物顏、填料及生產(chǎn)工藝，制得高反射率涂層，反射太陽(yáng)光來(lái)達(dá)到隔熱目的。反射隔熱原理主要是由于熱反射率高，有效降低輻射傳熱和對(duì)流傳熱。與其它類型的隔熱涂料相比，反射隔熱涂料最有實(shí)際、實(shí)用的價(jià)值。

　　
　　反射隔熱涂料是抑制太陽(yáng)輻射熱、紅外輻射熱和屏蔽熱量傳導(dǎo)，其熱工性能優(yōu)于其他絕熱材料。反射隔熱保溫涂料可應(yīng)用于在體積、重量上受到限制的場(chǎng)所，（經(jīng)認(rèn)可）1mm厚的反射隔熱保溫涂料反射了所有熱輻射的約90%～95%，相當(dāng)于10mm厚的R值為20的聚苯乙烯泡沫塑料。
　　

　　反射隔熱涂料具有阻隔強(qiáng)烈的太陽(yáng)光直射卓越功能，可防止被絕熱體表面的氧化（如鋼管、鍋爐等），同樣重要的是，在接觸到潮濕環(huán)境時(shí)其隔熱性能不會(huì)下降。
　　

　　但是，目前對(duì)于反射型隔熱涂料的研究仍然存在著諸多問(wèn)題：金屬表面用反射型隔熱涂料基本上還是應(yīng)用溶劑型體系，急需要開(kāi)發(fā)用于金屬表面的水性體系反射型隔熱涂料；用于制備水性反射型隔熱涂料的反射原料價(jià)格普遍很貴，造成其成本較高；目前關(guān)于水性反射隔熱涂膜的反射光和熱的性能還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法；水性隔熱涂料的隔熱性能有待進(jìn)一步的提高等。

　　2·水性反射隔熱涂料性能測(cè)試
　　

　　2.1隔熱性能檢測(cè)
　　

　　對(duì)于隔熱性能的測(cè)試，目前還沒(méi)有相應(yīng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。通常一般采用兩種方法檢測(cè):一種是測(cè)定涂層的反射光譜，觀察其光譜區(qū)域是否有高的反射率；二種是直接測(cè)定法，這主要參照了美國(guó)軍準(zhǔn)，比較紅外燈照射下或陽(yáng)光輻射下，反光涂層和其涂層下表面的溫度進(jìn)行測(cè)定。其直接法被認(rèn)為更有說(shuō)服力，實(shí)際上也容易實(shí)現(xiàn)，所以，本文主要講述直接法對(duì)隔熱性能效果的測(cè)試。將涂有隔熱涂層的碳鋼片放置好，用100W紅外燈進(jìn)行照射（如圖1所示）。參考紅外燈的功率，照射高度設(shè)定為20cm，因?yàn)榇烁叨认录t外燈光照射環(huán)境能有效模仿太陽(yáng)光的直射環(huán)境。待溫度達(dá)到穩(wěn)定后，開(kāi)始記錄在碳鋼片下層箱內(nèi)的空氣溫度。

　　太陽(yáng)熱隔熱性能測(cè)試裝置由于其測(cè)試結(jié)果易受到環(huán)境室溫影響，因此參考美國(guó)軍準(zhǔn)和國(guó)外相關(guān)文獻(xiàn)可知，其先要做一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件，先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行測(cè)試。本文介紹采用處理后的光亮碳鋼片作為標(biāo)準(zhǔn)板，其具有簡(jiǎn)單易行且平行樣間性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，并且相關(guān)文獻(xiàn)中已采用未涂涂層的空白試板作為標(biāo)準(zhǔn)板。此外，為了減少測(cè)試的誤差，每次可以進(jìn)行隔熱涂層的測(cè)量時(shí)都進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)板的測(cè)量，并且要求標(biāo)準(zhǔn)板的測(cè)量與隔熱涂層的測(cè)量應(yīng)在同一時(shí)段下進(jìn)行。

　　此外，根據(jù)美國(guó)軍準(zhǔn)MIL-2E-246136的規(guī)定配置實(shí)驗(yàn)裝置，制備黑瓷漆標(biāo)準(zhǔn)板，利用空調(diào)將溫度調(diào)節(jié)至25.0±1℃，同時(shí)使用表面溫度計(jì)測(cè)定太陽(yáng)熱反射率以作為對(duì)隔熱性能的評(píng)價(jià)。

　　2.2其他性能檢測(cè)
　　

　　耐候性能測(cè)試參照GB/T9276-1996，耐沖擊性能測(cè)試參照GB/T1732-1993，耐加速老化測(cè)試參照GB/T6739-1996，柔韌性能測(cè)定參照GB/T1731-1993，涂膜厚度測(cè)定參照GB/T1764-1979，耐鹽水性（3%NaCl，30d）能測(cè)試參照GB/T1763-1989，附著強(qiáng)度測(cè)試參照GB/T5210。

　　
　　3·內(nèi)外船舶水性反射型隔熱涂料發(fā)展情況

　　
　　3.1國(guó)外船舶水性反射型隔熱涂料發(fā)展情況
　　

　　世界涂料排名前四的跨國(guó)公司荷蘭的AkzoNobel、美國(guó)的PPG、SherwinWilliams和DuPont公司均正在致力開(kāi)發(fā)船舶反射型隔熱涂料的技術(shù)和產(chǎn)品，其中荷蘭AkzoNobel的船舶反射型隔熱涂料最為成熟和先進(jìn)，還有美國(guó)的ThermaCover、德國(guó)的ThermoShield、澳大利亞的In．sulseal正在加速船舶反射型隔熱涂料產(chǎn)品研制，其中日本大阪商船三井公司MitsuiOSKLines-MOL已研發(fā)出一種新型船舶隔熱涂料heat-shieldingpaint。該涂料試用于一艘大型渡輪的甲板上，能有效地降低渡輪內(nèi)部溫度，降低船舶空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷，節(jié)省電能，從而節(jié)省燃料，減少二氧化碳排放，并且，該涂料全天候防風(fēng)雨，經(jīng)久耐用，降低維修費(fèi)用。
　　

　　3.2我國(guó)船舶水性反射型隔熱涂料發(fā)展情況
　　

　　在我國(guó)，使用這種船舶水性反射型隔熱涂料遇到了一些困難，究其原因主要是：①《船舶水性反射隔熱涂料》標(biāo)準(zhǔn)未制訂，未發(fā)布；②船舶水性反射隔熱涂料對(duì)船舶節(jié)能的影響尚未進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)地分析，且試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明還不夠；③船舶水性反射型隔熱涂料在本國(guó)未有開(kāi)發(fā)，主要依賴進(jìn)口，但其價(jià)格偏高，僅對(duì)普通船舶而言，通常較難以接受，使用的成績(jī)不多。我國(guó)每年在這方面需求量大，進(jìn)而進(jìn)口量也大，所以開(kāi)發(fā)此類產(chǎn)品具有良好的市場(chǎng)價(jià)值和前景。

　　4·船舶水性反射型隔熱涂料的應(yīng)用前景及發(fā)展方向
　　

　　船舶水性反射隔熱涂料廣泛應(yīng)用船舶的住艙、機(jī)艙、原油艙、內(nèi)艙、等許多個(gè)艙室，很好的解決由于太陽(yáng)光直射帶來(lái)的艙室溫度升高而引發(fā)的一系列問(wèn)題，提高了船舶運(yùn)行安全性能，同時(shí)更為直接的是節(jié)約了能源，減少溫室氣體的排放和船舶運(yùn)輸?shù)某杀?，是一種既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的產(chǎn)品。但隨著一些產(chǎn)品的初步問(wèn)世，他們只能單方面提高某些性能，而其他性能卻沒(méi)有得到很好的發(fā)展，這就需要我們開(kāi)發(fā)和利用現(xiàn)代高分子材料，提高涂料的其他性能，來(lái)滿足客戶的需求，也就是未來(lái)船舶水性反射型隔熱涂料朝著多功能化、通用化、實(shí)用化、工程化方向發(fā)展。

　　
　　5·結(jié)語(yǔ)
　　

　　船舶水性反射隔熱涂料的開(kāi)發(fā)還處在初始階段，需要做大量的研究工作。
　　

　　1.船舶水性反射隔熱涂料的檢測(cè)方法、設(shè)備配置設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)制定工作還處在萌芽狀態(tài)，需要完善和挖掘。
　　

　　2.隨著社會(huì)的進(jìn)步，船舶水性反射隔熱涂料將提到更高的議事日程，廣闊發(fā)展前景，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
　　

來(lái)源:中國(guó)涂料助劑網(wǎng)

　　版權(quán)及免責(zé)聲明：凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時(shí)須獲得授權(quán)并注明來(lái)源“中國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責(zé)任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章，不代表本網(wǎng)觀點(diǎn)和立場(chǎng)。版權(quán)事宜請(qǐng)聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀