高辐射率红外辐射节能涂料的制备与性能研究

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。

英国 CRC 公司生产的 ET-4 型红外辐射涂料的基 料的主要组成成分是锆英砂、SiO2 和 Al2O3。ET-4 涂料 在 800 ℃时的发射率为 0.85，1000 ℃时仍然可以达到 0.84，但应用在金属表面时温度不能高于 1100 ℃，否则 涂层会出现脱落现象。ET-4 涂料在工业窑炉上已经得到 了较为广泛的应用，一般可以实现节能 10 ～ 30%。同时 ET-4 涂料对于基体材料可以起到很好的保护作用，从而 有效的增加了耐火材料的使用寿命。
2013 年 第 12 期
2 国内外红外高辐射涂料的研究及应用现状
今天，国外已经开发出了很多性能优异的红外高辐 射节能涂料，而且这些涂料已经得到了广泛的应用。这 其中比较有代表性的有美国 CRC 公司研制的红外辐射涂 料 ；英国 CRC 公司研制的 ET-4 型红外辐射涂料 ；英 国 Harbert Beven 公 司 与 欧 澳 多 国 联 合 研 制 的 Encoat 型 红 外 辐 射 涂 料 ；日 本 CRC 公 司 推 出 的 CRC1100， CRC1500 型红外辐射涂料 ；日本日上公司生产的 HRC 型辐射涂料等 [3]。
1999 年，甘肃工业大学的郝远等人对影响 Fe2O3 基 红外辐射节能涂料发射率的因素进行了研究。他们通过 分析 Fe2O3 基红外辐射节能涂料在不同温度条件下的发射 率曲线来研究影响红外辐射节能涂料发射率的重要因素， 并且通过 x 射线衍射光谱分析对它们的影响机理进行了 初步探讨。最终发现，在涂料中加入 SiC 可以有效提高 涂料的发射率 ；另外通过合理控制预处理工艺也可以提高 涂料的发射率。并且发现涂层的最佳是厚度 0.1 mm[11]。
66││中中国国陶陶瓷瓷││CCHHIINNAA CCEERRAAMMIICCSS││22001133((4499))第第 1122 期期

orthogonal design
艺 技
电子天平( HX502 型) : 浙江省慈溪市天东衡器厂; 远红外线发 射率测试仪( 302 型) : 台湾固纬电子实业有限公司; 行星球磨 机( QM － SB 型) : 南京大学仪器厂; 标准筛( 325 目等) : 浙江上
水 平 m( 三氧化 m( 二氧化
涂料只能减慢但 不 能 阻 挡 热 能 的 传 递，而 辐 射 型 隔 热 涂 料 却 能够以热发射的 形 式 将 吸 收 的 热 量 辐 射 至 太 空，从 而 使 建 筑 物内部 与 周 围 环 境 一 同 降 温，从 而 可 减 轻 城 市 的“热 岛 ” 效应［2 － 4］。
本研究基于红外 辐 射 产 生 机 理，制 备 高 发 射 率 红 外 辐 射 粉，并以此红外材 料 为 功 能 填 料、氟 碳 乳 液 为 基 料、硅 酸 铝 纤 维为增强材料、辅以其他颜填料及助剂，旨在制备一种具有优 异表面性能和高红外发射的功能性外墙涂料。
陶瓷材料是 由 多 原 子 组 成 的 大 分 子 结 构 的 物 质，多 原 子 在振动过程中易改变分子的对称性而使偶极矩发生变化。故 而，许多陶瓷材 料 都 具 有 较 高 的 发 射 率。 过 渡 金 属 氧 化 物 组 成的红外陶瓷粉发射率达 85% 以上，发射出的热大部分位于 波长 8 ～ 13. 5 μm 范围的“大气窗口”［1］。
11
11
11
130
按配方配料( 堇青石除外) ，在行星磨上湿混一定时间，烘
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干，研细，过筛; 所得粉料放入陶瓷坩埚，置于高温试验电阻炉 中，在特定温度 下 保 温 若 干 小 时。 所 得 材 料 经 粉 碎、研 磨、过 筛; 再按配方比例加入堇青石，混合均匀; 得红外辐射粉［5 － 9］。

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。

红外隐身涂料的制备及性能研究一、本文概述随着现代军事技术的迅猛发展，红外隐身技术已成为提升武器装备生存能力和突防能力的关键手段。

红外隐身涂料作为实现红外隐身的重要手段之一，其制备与性能研究在国防科技领域具有极其重要的战略意义。

本文旨在深入探讨红外隐身涂料的制备工艺、性能表征以及应用前景，为红外隐身技术的发展提供理论支撑和技术指导。

本文将概述红外隐身技术的基本原理和红外隐身涂料的分类，介绍红外隐身涂料在军事领域的应用现状和发展趋势。

详细阐述红外隐身涂料的制备工艺，包括原料选择、配方设计、制备工艺流程以及涂层制备方法等，分析不同制备工艺对涂料性能的影响。

在此基础上，对红外隐身涂料的性能进行深入研究，包括红外隐身性能、附着力、耐候性、耐腐蚀性等方面的测试与评价。

结合实际应用需求，探讨红外隐身涂料的发展前景和未来研究方向。

通过本文的研究，旨在推动红外隐身涂料技术的创新与发展，为提升我国武器装备的红外隐身能力提供有力支持。

也为相关领域的研究人员提供有益的参考和借鉴。

二、红外隐身涂料的基本理论红外隐身涂料是一种能够降低目标在红外波段被探测和识别的特殊涂层材料。

其基本理论主要基于红外辐射的物理特性、红外探测器的原理以及涂层对红外辐射的影响等方面。

红外辐射是物体在绝对零度以上的温度时发出的电磁辐射，其波长范围大致在75~1000微米之间。

物体发出的红外辐射强度与物体的温度、表面发射率以及表面状态等因素密切相关。

红外隐身涂料通过改变目标表面的红外辐射特性，降低其在红外波段的亮度和对比度，从而实现隐身效果。

红外探测器的原理是利用目标物体发出的红外辐射来探测和识别目标。

红外探测器按照工作原理可分为光子探测器和热探测器两大类。

光子探测器通过吸收目标物体发出的红外光子来产生电信号，而热探测器则是通过目标物体发出的红外辐射引起探测器内部热敏元件的温度变化来产生电信号。

红外隐身涂料可以通过降低目标物体在红外波段的辐射强度，从而减少被红外探测器探测到的可能性。

3 国内研究现状
时间：80年代末 90年代初 单位：中科院上海硅酸盐研究所、南京航空航天大学、 北京科技大学、武汉理工大学、吉林大学、 天津大学、苏州大学等 体系：尖晶石结构体系(Fe-Mn系、Ni-Cr系、Al-Si系等)、 堇青石体系(Mg-Al-Si) 碳化物体系(SiC)
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涂料 名称
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2 热辐射涂层性能要求
Stefan-Boltzmann Law Eb=σ0T4 Planck’s Law
Eb C 1
5
e x p [ C 2 /( T )] 1
Wien’s Displacement Law
λmT=2897.6 µm· K
黑体的光谱发射力 T=1000K, λm=2.90 µ m LOGO
发射率 生产单位
2.5-5µm
中科院上海 硅酸盐研究所
2.5-25µ m
最高使用 温度
主要应用
HT-1
0.85-0.90 (500oC)
0.90 (500oC)
1800 oC
高温窑炉 加热器件
NH-9
南京航空航天 大学
0.85-0.90(650oC)
0.88-0.93(650oC)
1400 oC
电阻炉 辐射罩
1200oC下各波段辐射能量占总辐射能量的百分比
波段 占总辐射能量 百分比 0.76-5 µ m 83.0% 5-8 µ m 11.2% 8-12 µ m 3.5% 12-20 µ m 1.8%
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(1) 短波段(<5 µm)涂层发射率较大； (2)抗氧化 (3) 抗热震；结合强度高
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材料热辐射机理
短波：电子或电子空穴的跃迁，电子空穴浓度增加， 材料热辐射增强； 长波：晶格的非对称振动，振动对称性越低， 偶极矩变化越大 ，热辐射越强。