红外热反射涂层的研究进展

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高红外反射率隔热涂料的研究

高红外反射率隔热涂料是指对太阳辐射近红外波段具有高的反射比，涂层本身在中远红外波段具有高发射率，从而在不消耗能量的情况下降低涂层表面温度的功能性涂层材料。

通过乳液聚合制备水性丙烯酸酷乳液，应用在高红外反射隔热涂料体系中作为成膜物质。

在制备高红外反射隔热涂料过程中，加入金红石型钦白粉、空心微珠、六钦酸钾晶须、二氧化硅气凝胶四种功能填料形成不同隔热涂料体系，对加入的功能填料进行了SEM、XRD和反射率分布的分析。

同时研究了隔热涂料的制备工艺，制备隔热涂料过程中纳米粒子的分散和表征方法，涂料的隔热、反射和基本性能测试方法。

功能填料隔热效果由高到低依次为:六钦酸钾晶须、二氧化硅气凝胶、金红石型钦白粉、空心微珠。

隔热涂料按其作用机理可分为三类:阻隔性隔热涂料、辐射性隔热涂料及反射性隔热涂料。

复合性隔热涂料.隔热涂层的研究基本分为两类:一部分研究者在做材料方面的研究，试图根据材料的导热系数、反射率、发射率、吸收率等热物性参数的需要来选择合适的组分，配制出隔热性能良好的隔热涂料;另一部分研究者则是通过实验研究涂层热物性，特别是涂层表面的太阳辐射反射率对建筑能耗的影响。

红外辐射粉体基料主要是金属氧化物的复合物和碳化物,主要辐射波段在2.5~12μm的范围内,常用的氧化物有Fe2O3、MnO2、NiO、CuO、CoO、Cr2O3、ZrO2、TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、La2O3、CeO等。

其中,用得较多的是过渡金属氧化物,如Fe2O3、MnO2、CuO、CoO 等[5]。

载体粘结剂一般有硅酸盐型(水玻璃)、硅溶胶、磷酸盐型等几类。

对于低温干燥窑炉使用的红外辐射涂料,常用的载体粘结剂为水玻璃和磷酸盐水溶液;对于中高温干燥窑炉使用的红外辐射涂料的粘结剂,常用的为多种微粉或溶胶,一般为SiO2、Al2O3、Cr2O3微粉或溶胶。

英国CRC公司推出的ET-4型红外辐射涂料,其基料的主要组成是ZrO2、SiO2、Al2O3;美国CRC公司推出的C-10A、SBE涂料的粉料组成与英国的ET-4型类似;日本推出的HRC红外辐射涂料的粉料组成是CoO、Cr2O3、Fe2O3、MnO2、SiO2、Al2O3等。

红外光谱在反射技术领域的进展

应化0906 200951084 郭丹花红外光谱在反射技术领域的进展20 世纪初 Coblentz 已发表了 100 多种有机化合物的红外光谱图，给有机化学家提供了鉴别未知化合物的有力手段。

到 50 年代末就已经积累了丰富的红外光谱数据。

到 70 年代，在电子计算机蓬勃发展的基础上，傅立叶变换红外光谱 (FTIR) 实验技术进入现代化学家的实验室，成为结构分析的重要工具。

它以高灵敏度、高分辨率、快速扫描、联机操作和高度计算机化的全新面貌使经典的红外光谱技术再获新生。

近几十年来一些新技术 (如发射光谱、光声光谱、色——红联用等) 的出现，使红外光谱技术得到更加蓬勃的发展。

当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。

所以，红外光谱是由分子中基团的振动和转动能级跃迁产生振-转光谱而产生的。

其产生应满足两个条件：（1）辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；（2）辐射与物质间有相互偶合作用。

另外，发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。

化学键键强越强（即键的力常数K越大）原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。

红外光谱图通常用波长(λ)或波数(σ)为横坐标，表示吸收峰的位置，用透光率(T%)或者吸光度(A)为纵坐标，表示吸收强度。

其中，（1）峰位——化学键的力常数K越大，原子折合质量越小，键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区（短波长区）；反之，出现在低波数区（高波长区）；（2）峰数——与分子自由度有关。

无瞬间偶极距变化时，无红外吸收。

（3）峰强——瞬间偶极距变化大，吸收峰强；键两端原子电负性相差越大（极性越大），吸收峰越强。

随着各项技术及专业领域的快速发展，红外光谱的触角也在反射技术领域开始新的探索。

红外辐射涂料的现状及其发展方向

上的节能机制。据涂料的特性提出了简便的涂料根施工新工艺，定了系统的试验研究方案。从电介制又
兰州炼油厂等国有大型企业得到了部分应用，但相对于广泛的行业需求，高性能的红外辐射涂料产品
还是凤毛麟角，仍需大量依赖进口。３１高温用红外辐射涂料产品．上海硅酸盐研究所研制的ＨＫ８远红外辐射涂一１料，要利用氧化亚铁、氧化钛、化锆和二氧化主二氧硅为热辐射功能填料，１４０ｔ条件下，用寿命在０＇２使
第７期
王
晓，：红外辐射涂料的现状及其发展方向等
３３
可达２ａ已在中国石化公司、，胜利炼油厂、连石化大
４３推广不理想－
公司使用，有明显的节能效果和良好的经济效益。具北京科技大学研制的以耐火粉体、结剂、复合烧增黑剂、浮剂及复合胶结剂等组成的高温红外辐悬
涂料。北京航空材料研究院王飞等人『＿对高速飞行２针ｌ
从黏合剂上分，第一类是以无机物为黏合剂的具
有热辐射功能的涂料。中国专利Ｃ０７０１４９如Ｎ２０１１３７
以钾水玻璃为基体黏合剂，过纤维素增强配用金通属氧化物、墨、白炭黑等为热辐射填料，石制备用于远红外取暖器上的红外辐射涂料。中国专利ＣＮ

热反射涂料及其隔热性能研究

普通涂料，别涂刷在板材钢材及砌块表面分
上通过测试分析建筑材料表面温度的变化，
ｌ０
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研究热反射涂料的保温、隔热性能。
５ｌ２３Ｓ５５４５５５
时闯（ｉｍｎ）
２试验的结果及分析
热反射涂料与普通涂料的温度差值对比试验如下图所示：
从图１至图６中可以看出，在同一温度及红外灯的照射下．涂刷热反射涂料与涂普通涂料相比．经测试后温度曲线有很大的区别。如图３及图６砌块的温度
试验研究
１、主要试验过程首先，将石膏粉、乳白胶和适量的水混合在一起，拌合而成聚合物胶乳作为
抹面胶，抹在每组（块）水泥板表面上．使其表面平整无缝隙。在一段时间两后涂刷涂料其中一块板材涂刷热反射涂料，而另一块涂刷普通涂料之后用２０红外灯泡在距离水泥板材表面４０ｍｍ处进行照射。本文选用材料内外表５ｗ５
胶乳自制。
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_红外节能涂料的研究与发展应用

炼油与化工REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第19卷车辆的材质、类型、使用方式和气候条件的不同，还要求汽车制动液具备一些特殊性能。

随着汽车行业的进一步发展和制动液产品标准及实验方法的不断完善与提高，我国合成制动液产品质量和技术水平也将得到更大发展。

参考文献：［1］刘开宇，蒋金芝，唐有根，等.硼酸脂型制动液的研制［J］.现代化工，2000（4）：34-36.［2］郭亦明.我国机动车制动液标准的演变和现状［J］.汽车技术，2003（8）：27-29.［3］颜自力.制动液标准的发展［J］.石油科技，2004，22（2）：41-47.［4］石英华.制动液的发展方向［J］.黎明化工，2006（6）：3-5.［5］蒋云龙.汽车制动液的发展和选用［J］.汽车技术，2000（2）：18-20.收稿日期：2008-09-29作者简介：赵晓晨，男，高级工程师，1986年毕业于东北林业大学汽车运用工程专业，现从事润滑油生产工作。

红外辐射发现于19世纪初，20世纪70年代广泛应用于工农业生产实践中。

随着科学技术的进一步发展，红外加热技术经深入的研究后，现已应用于生产各种远红外辐射涂料、涂刷加热设备的受热面，以提高其受热面的辐射系数。

近年来，远红外线辐射涂料在工业加热领域得到了大量的应用，取得了明显的节能经济效益。

国内外大量的研究和实验表明，目前作为节能材料的红外辐射涂料，广泛应用于冶金、石化、陶瓷、医药等行业领域，其加热节能效果达5%以上，应用在电阻炉中可节能30%以上[1~3]。

1红外辐射定律红外辐射[4-6]实际是波长为0.75～1000μm的电磁波。

由于这一波段位于可见光和微波之间，并且比红光的波长更长，所以红外辐射又称为红外线。

为了研究的方便，又将红外辐射分为3个波段。

即近红外波段：波长为0.75～3.0μm；中红外波段：波长为3.0～20μm；远红外波段：波长大于20μm。

实验表明，物体表面的温度不同，其红外辐射或吸收的能力也不同。

热红外伪装涂料研究进展及发展趋势

［考文献］参
［］ＹｅｏｈｎＡＩ，ｎＸ，ｅｌｎｅ１Ｐａｍａｄｅ— １ｒｋｉＮｉＬｙａｄＡ，ｔ．ｌｓｃａｔｌｓｏｕｆｅｅｇｎｅｉＪ．ＳｒＣａＴｅｈｏ，ｒｙｉｆｒｓｒｃｎｉｒｇ［］ｕｆｏｔｃｎｌｏｓａｅｎ
缺少的组成部分。
ｌ热红外仪器的侦察原理
热红外侦察与制导武器的工作原理是通过目标
传导、热容量以及大气湿度有关。要使目标在热红
外波段有较好的伪装效果，必须减小目标与背景就在热红外探测器上的虚拟温度差别。
体部分是在基体上原位生长的Ａｌ陶瓷相，予ｚｏ。赋铝合金氧化膜高硬度、的耐腐蚀性能和良好的绝好
缘性能。
［］ｏｒａｏｉｎＵｎｖｒｉ（ｃｎｅＥｉｏ）２０，３Ｊ．ＪｕｎｌｆｌｉｓｙＳｉｃｄｔｎ，０５４Ｊｉｅｔｅｉ
（）：８７１６ — ２．
［］ＮｅＸ，ｌｔ，ＩＧＪＣｅａ．Ａｒｓｅｗｅｒ／５ｉＭｅｉＥＩＪＡＮ，ｔ１ｂａｉａｅｓｖ
ｃｒｏｉｏｐｒｉｓｎｄｏｒｓｏｎｐｒｅｔｅａＴＥＭａｌｉｏｆ１Ｏ３ｃｔｎｇｎａｙｓｓＡ２ｏａｉｓ
热红外成像仪器的空间分辨率已达０１０２．～。
ｍｒｄ温度分辨率可达０１０３℃。据不完全统ａ，．～。计，过去１０年中被击落、毁的武器装备有９以击０上是热红外制导导弹的牺牲品＿。热红外伪装技术１Ｊ的研究与应用，是我军装备现代化防护技术中不可

高发射率红外辐射涂料的制备与性能研究

一、高发射率红外辐射涂料的制备与性能研究以价格低廉的过渡金属氧化物Fe2O3和MnO2为主要原料，并以少量的CuO和CoO为辅助料，根据TG-DSC 测试结果，分别在还原气氛和氧化气氛条件下进行了烧成，通过急冷和缓慢冷却制备了红外辐射基料。

在此基础上添加一定量的堇青石和粘结剂，制备了抗热震性能优良的红外辐射涂料，并通过正交试验优化了原料配方。

最后通过XRD、SEM、FT-IR、XPS、光谱发射率测试等现代测试方法对红外辐射涂料的物相、微观结构、内部离子化学价态及辐射性能等进行了表征，主要结果如下：1. 对Fe-Mn-Cu-Co 体系进行了堇青石和粘结剂的掺杂改性，制得了高抗热震性、高辐射率红外辐射涂料，其全红外波段的光谱发射率均在0.85 以上，尤其在 2.5～5μm的近红外波段范围内其光谱发射率接近于黑体。

2. 以Fe2O3为主的红外辐射涂料主要由正尖晶石(CuFe)Fe2O4物相构成，而以MnO2为主的红外辐射涂料主要由反尖晶石CoMn2O4物相构成。

3. 随着MnO2含量的增加红外光谱发射率逐渐增大，当MnO2含量在60wt%左右时，其发射率达到最大值，然后开始呈现下降趋势。

4. 由于还原气氛烧成和急冷使红外辐射基料中Fe、Mn、Cu 和Co 离子呈现了多种化学价态，还原气氛烧成和急冷均有利于提高红外辐射涂料的辐射性能。

5. 堇青石和粘结剂的掺杂对红外辐射涂料的发射率没有明显影响，但大大改善了红外辐射涂料的抗热震性能。

6. 粘结剂添加量对红外辐射涂料的抗热震性能有显著影响，但粘结剂配方对其影响较小。

影响红外辐射材料发射率的因素：(1)材料成分对陶瓷涂层辐射率的影响。

(2)掺杂对陶瓷辐射率的影响。

(3)复合材料有利于提高辐射率。

(4)材料处理工艺对辐射率的影响。

(5) 烧结助剂对陶瓷烧结也起着重要作用。

(6)粘结剂的种类和浓度对涂层材料辐射率有一定的影响。

(7)涂层厚度对辐射率的影响。

(8)材料表面状态对辐射率的影响。

近红外区具有高反射率的建筑节能涂料的研究进展

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2008年第27卷第1期·12·化工进展近红外区具有高反射率的建筑节能涂料的研究进展程明，吉静（北京化工大学材料科学与工程学院，北京 100029）摘要：主要介绍了建筑节能涂料应用的意义、各种节能机理的研究，以及目前国内外最新的一些成果。

其中着重说明了在节能中起主要作用的具有高反射率的颜填料，并指出深色系建筑节能涂料是研究的方向之一，从而引出了对国外在深色系、近红外区具有高反射率的颜填料开发的介绍。

最后针对目前国内在建筑节能涂料的研究状况，试图给出一点意见和建议。

关键词：节能；近红外；高反射；建筑涂料中图分类号：TQ 630.4 文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2008）01–0012–04Development of near-infrared highly reflective coatings on roof surfaceCHENG Ming，JI Jing（College of Material Science and Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China）Abstract：The research and development of the energy-efficient coatings used in roof surface is presented. Firstly，three factors of energy-efficiency：reflectance，radiation，insulation are defined，and how membranes，reflective-pigments，infrared-radioactive pigments，heat-insulting pigments have an effect on the energy-efficiency performance of coatings is explained. Especially，the new type pigment known as CICP，which consists of the mixture of metal oxides and has a high reflectance in near-infrared region of solar spectrum is introduced.Key words：energy-efficiency；near-infrared；highly-reflective；roof coatings城市人口的不断增加带来了环境的恶化。

近红外反射涂料

1文献综述1.1研究背景一些国家在其发展的长过程中，曾经无节制地使用能源，但到了本世纪七八十年代，先是石油大幅度涨价，遭受到能源危机的严重打击,由此掀起了节能的高潮；接着又发现地球大气环境正在因此加剧破坏,人们这才痛苦地了解到，工业化给人们带来舒适和欢乐的同时,还在给人类带来苦果。

这个环境问题不仅是工业污染造成的，高耗能建筑也正在造成严重的环境污染。

由于建筑用能数量巨大，以及其对环境的重大影响,建筑节能事业就在世界上蓬勃兴起,成为大家共同关注的热点问题。

辐射到地球表面的太阳光能量，大约是每秒750w/m2。

在太阳光的照射下，能量不断地积聚在被辐射的物体表面，使其表面温度不断升高。

许多深色物体，在阳光直射下表面热平衡温度可以达到很高[1］。

物体吸收太阳辐射引起表面温度过高会给工业生产和日常生活带来诸多问题和不便.建筑物屋顶和外墙表面温度升高会引起周围环境和室内温度过高,降低生活环境的舒适度，增加空调制冷用电量.城市大量的市政建设导致的绿地减少，混凝土道路、沥青道路、建筑物覆盖面积的增加使整个城市范围过多地吸收太阳辐射能量,从而使城市的“热岛效应”越来越明显[2］。

1.2国内外对应建筑节能的一些措施1.2.1 国外对应建筑节能的一些措施一些能耗大国出巨资发展建筑节能事业.美国的“能源之星”计划于1992年由美国环保署(EPA)所启动,目的是为了降低能源消耗及减少发电厂所排放的温室效应气体。

此计划并不具强迫性，自发配合此计划的厂商，就可以在其合格产品上贴上能源之星的标签。

最早配合此计划的产品主要是电脑等资讯电器，之后逐渐延伸到电机、办公室设备、照明、家电等等。

后来还扩展到的建筑，美国环保署于1996年起积极推动能源之星建筑物计划，由环保署协助自愿参与者评估其建筑物能源使用状况（包括照明、空调、办公室设备等）、规划该建筑物之能源效率改善行动计划以及后续追踪作业，所以有些导入环保新概念的住家或工商大楼中也能发现能源之星的标志。

红外隐身涂料的研究进展

红外隐身涂料的研究进展郦江涛姜卫陵赵云峰( 北京材料工艺研究所 , 北京 , 100076)摘要为了提高导弹的生存力和战斗力 , 必须提高导弹的突防能力 , 红外突防是其中一个重要内容。

红外隐身涂层技术是提高导弹红外突防的一种简单有效的方法。

本文介绍了红外隐身材料国内外研究进展情况 , 包括构成红外隐身材料的填料、树脂及其红外性能的各种影响因素 , 最后还将介绍与雷达隐身的兼容性问题。

关键词突防 , 红外辐射 , 隐身材料。

1 引言20 世纪 70 年代以来 , 随着热红外探测器的广泛应用 , 红外隐身技术无论在飞行器、地面设备还是战略突防等方面都引起了世界各强国的高度重视。

相比国际上飞速发展的红外技术 , 我国还有相当的差距 , 必须加强这方面的研究。

红外探测由于探测精度高 , 已经成为一种重要的探测和跟踪手段。

随着红外探测技术的快速发展 , 红外隐身技术也取得了很大的进步。

本文将概括地介绍应用于红外隐身涂层的填料、粘合剂及其红外特征的影响因素 , 最后还将讨论与雷达的相容性问题。

2 低红外发射率材料[ 1 ]一般来说 , 用于热隐身的材料应具有以下基本特性 : 具有符合要求的热红外发射率或较强的控温能力 ; 具有合理的表面结构 ; 具有较低的太阳能吸收率; 能与其它频段的隐身要求兼容。

发射率是物体本身的热物性之一 , 其数值变化仅与物体的种类、性质和表面状态有关。

而物体的吸收率则不同 , 它既与物体的性质和表面状态有关 , 也因外界射入的辐射能的波长和强度而异 , 所以严格讲来 , 吸收率不是物体的热物性。

目前 , 以降低发射率为主要目标的涂料的主要性能指标是 : 目标表面的发射率ΕT IR , 在可见光和近红外波段的太阳能吸收率 A SUN 及与其它波段红外特性要求的兼容性。

2 . 1 填料的选择填料是影响涂料红外性能的基本因素之一。

大部分的无机填料在热红外波段 (T IR) 有明显的宽吸收频谱。

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2006年第25卷第2期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·167·化工进展红外热反射涂层的研究进展闫长海，陈贵清，孟松鹤，杜善义（哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所，哈尔滨 150080）摘要：综述了红外热反射涂料的研究进展，分别介绍了喷涂红外热反射涂层及溶胶凝胶红外热反射涂层的特点及应用。

重点阐述了纳米TiO2–SiO2复合红外热反射涂层对纤维隔热材料的改进。

关键词：红外热反射涂层；散射率；涂料；溶胶–凝胶中图分类号：TQ 63；V 258 文献标识码：A 文章编号：1000–6613(2006)02–0167–04Research progress of infrared thermal reflective coatingYAN Changhai，CHEN Guiqing，MENG Songhe，DU Shanyi（Center for Composite Materials，Harbin Institute of Technology，Harbin 150080）Abstract：The thermal insulation and protection principles of infrared thermal reflective coating and its research progress are reviewed. Nano-ceramic hollow bead application on infrared thermal reflective coatings is mainly introduced. Fabricating the composite infrared thermal reflective coating by means of the sol-gel method is presented and the improvement of the thermal insulating performance of fibrous thermal insulation by nano-composite infrared thermal reflective coating is introduced.Key words：infrared thermal reflective coating；refractive index；coatings；sol－gel由热辐射引起建筑物、工业设备、仪器设备等表面温度过高会给工业生产和人们的日常生活带来诸多问题和不便。

为了减小热辐射给人们的生产和生活带来的不便和危害，人们设计出多种防护热辐射的方法，其中红外热反射涂层就是其中常用的一种方法，所谓红外热反射涂层是指涂覆于物体表面，对辐射中的红外波段（0.76～1 000 µm）具有高反射比，从而抑制涂层表面温度上升并同时降低覆盖物内部温度，从而起到节能和隔热作用的涂层[1]。

一般工程中遇到的最高温度在2 000 K以下，可见光能量所占的比例小于1.5%，所以工程中遇到的热辐射，基本都在红外线热辐射范围[2]，从太阳的辐射光谱分布可知，红外线热辐射占太阳总辐射能量的53%[3]。

所以抑制了红外线热辐射，就可以隔绝大部分热辐射的能量。

红外热反射涂层根据涂覆方法的不同可以分为喷涂红外热反射涂层、溶胶凝胶（sol–gel）红外热反射涂层。

其中喷涂红外热反射涂层还包括目前还在使用的直接采用刷子进行涂刷的红外热反射涂层。

下面分别介绍这两种方法制成的红外热反射涂层的应用和涂层的特点。

1 喷涂红外热反射涂层喷涂红外热反射涂层是目前应用量最大的红外热反射涂层，这种涂层采用喷涂或是涂刷的方法把红外热反射涂层涂覆到结构表面，喷涂红外热反射涂层由于操作简便而且有效的技术特点而被广泛用于建筑、石油、运输、造船、军工、航天等行业[1]。

喷涂红外热反射涂层的发展主要是红外热反射涂料的研制和改进。

红外热反射涂料主要由基料、颜料、功能填料和助剂4种材料组成[4]。

1.1 基料衡量红外热反射涂层反射红外线的能力用散射率来表示[5]，散射率越高，反射红外线的能力越强，散射率m定义如下：m = n P/n R（1）收稿日期 2005–10–11；修改稿日期2005–11–03。

基金项目国家自然科学基金项目（No.90405016；No.90205034）。

第一作者简介闫长海（1972—），男，博士研究生。

联系人孟松鹤，教授，博士生导师。

电话 0451–86417560；E–mail mengsh@ 。

化工进展 2006年第25卷·168·式中，n P 为颜料的折射系数；n R 为基料的折射系数。

由式（1）可知，要得到高散射率，必须采用折射系数高的颜料和折射系数低的基料。

用于红外热反射涂层的基料主要由有机树脂组成，目前常用的树脂有：丙烯酸树脂、醇酸树脂、含氟树脂、环氧树脂、氯化橡胶、聚乙烯聚、丙烯树脂、聚氨酯树脂、高氯化聚乙烯树脂、有机硅改性聚酯树脂、有机硅改性醇酸树脂等。

经过改性的树脂往往具有两种树脂的优点，从而克服了单一树脂的缺点[1]。

这些有机树脂的折射系数为1.45～1.50，其中聚氨酯树脂反射率最低，高氯化聚乙烯树脂反射率最高，这可能与分子结构的规整性及活性基团的种类和数量有关。

HCPE 结构规整、无活性基团，故折射率高；而醇酸、聚氨酯因含有大量活性基团，因而反射率低[6]。

中山大学的涂料专利[7]采用丙烯酸树脂、醇酸树脂、氯化橡胶树脂、环氧树脂和HCPE 等为基料，得到红外热反射涂层能在(V 1-x M x )O 2相变温度T c 以上全波段反射红外光，因而红外热反射效率更高，降温效果更好；能在T c 以下全波段透过红外光，红外光透过效率高，保温效率好，从而实现智能控温。

作为基料的树脂要求透明度高，透光率在80%以上，红外线的吸收率低，有些基团吸热，故在设计合成树脂时，尽量使树脂中少含 C —O —C 、C ＝O 、—OH 等基团[8]。

1.2 颜料通过式（1）可知红外热反射涂层的散射率和颜料的折射系数成正比，所以颜料的折射系数越大，红外热反射涂层的散射率越高，因此在选择颜料过程中应把颜料的折射系数作为一个很重要的指标。

颜料还有很重要的指标就是发射率，表示涂层向外辐射能量的能力，它的值越大，涂层向外辐射能量的能力越强。

颜料的颗粒直径对颜料的发射率起关键作用。

实验表明颜料的平均直径越小，涂层的发射率就越大[9]，涂层的散射率也越大[10]。

随着纳米科技的发展，纳米材料被应用在颜料以提高涂层的发射系数和散射系数。

Bisht [11]和Ishihara [12]对利用纳米氧化锡锑（ATO ）制备红外热反射涂层进行了研究。

赵石林[13]在他们的基础上利用纳米氧化锡锑（ATO ）以水性聚氨酯为成膜物制备出红外热反射涂层，经光谱分析证实其在可见光区平均透过率可达75%，在红外区阻隔率达到73%。

1.3 功能填料所谓功能填料就是为了使涂层具有某些特殊性能而向涂料中添加的一些特殊材料。

向红外热反射涂层内添加的功能填料主要是为了提高涂层的散射率和提高其隔热性能。

目前最新发展的是纳米陶瓷中空珠[4,14]，它主要是利用球形中空材料在涂层中形成的真空腔体层，形成了有效的热屏障，不仅自身热阻大，导热系数低，而且发射率也高。

这种纳米陶瓷中空珠是美国20世纪90年代为解决航天器的传热控制问题而开发出的一种太空绝热陶瓷[14]。

由于纳米陶瓷中空珠的优异性能，对它进行研究、应用与改进的文章与专利也较多。

吕艺[15]的一种隔热防晒涂料及其制备方法专利采用了1%～30%（1～400 µm ）空心陶瓷微粒制成的红外热反射涂层，其热反射率大于89%。

上海德卡精细化工有限公司[16]的一种太阳热反射隔热涂料专利采用了热塑性丙烯酸成膜树脂及空心陶瓷、空心无机纤维、工程纤维素等隔热填料，该涂料具有对可见太阳光和近红外太阳光的高反射率，在500～2 000 nm 范围内反射率大于85%。

马承银[17]的反射太阳热射线的隔热涂料专利采用反射热射线特性材料、中空微珠及疏松多孔的隔热材料制成的涂料。

其涂层对热辐射总反射率可大于90%。

王金台[4]对纳米陶瓷中空珠进行了研究，发现随着纳米陶瓷中空珠的增加，涂料的反射率也随着增加。

同时涂料的黏度变化也比较大，黏度太高会影响涂料的施工性，故纳米陶瓷中空珠的比例在4.15%～6.10%较为适宜。

纳米陶瓷中空珠的直径分布对涂料体系的隔热效果及涂膜性能有一定的影响，直径大反光隔热效果好，但涂膜表面粗糙、空隙较多，耐沾污性差;直径小涂膜表面光滑平整，耐沾污性好，但反光隔热效果不好。

试验确定较好的纳米陶瓷中空珠直径分布为：过500目筛占60%，过270目筛占20%，过80目筛占20%。

1.4 助剂助剂作为涂料原材料的一部分，它的用量虽然很少，但它既可以避免产生许多漆膜缺陷和弊病，又可以使操作人员很方便地控制施工，是在涂料的生产和施工中必不可少的成分。

红外热反射涂料的助剂主要包括：成膜助剂、分散剂、润滑剂、消泡剂、增稠流变剂等多种助剂类型。

除了选择正确的助剂之外，还需对助剂配方用量和添加顺序进行研究选择，保证涂料的体系的匹配和施工的稳定性。

2 溶胶凝胶红外热反射涂层溶胶–凝胶法[18]制备涂层的基本原理是以金属醇盐为前体，溶于溶剂中形成均匀的溶液，溶质与溶剂产生醇解反应，反应产物聚集成数纳米左右第2期闫长海等：红外热反射涂层的研究进展 ·169·的粒子并形成溶液。

再以溶胶为原料对基材进行涂膜处理，溶胶膜经溶胶化及干燥处理后，得到干凝胶膜，最后在一定的温度下烧结即得到所需的涂层。

溶胶是指在液体介质中分散了1～100 nm 粒子（基本单元）的体系；凝胶是含有亚微米孔和聚合链的相互连接的坚实的网络[19]。

2.1 溶胶凝胶红外热反射涂层的特点和喷涂红外热反射涂层相比，溶胶凝胶红外热反射涂层，涂层的厚度可以更薄，可以制备出纳米级的涂层，而且制备出的涂层的一致性和表面状况也高于喷涂红外热反射涂层。

溶胶凝胶红外热反射涂层可以制备出复合涂层，这种复合涂层可以提供更高散射率[20]。

所谓复合涂层是由高低折射系数不同的涂层组成的。

与基底接触的涂层是高折射系数的涂层，堆积的涂层的顺序为HLHLHL …直至z 层（H 代表高折射系数的涂层，L 代表低折射系数的涂层）。

式（2）给出了这种复合涂层计算散射率的公式：21111z z HL z z H Ln n n n ρ+−+−−=+⎡⎤⎢⎥⎣⎦ （2）式中，n H 、n L 分别是高折射系数涂层折射系数、低折射系数涂层的折射系数。