功能涂料太阳热反射率测试方法研究

　　功能涂料太阳热反射率测试方法研究陈先郭年华李明战为民刘登良（海洋化工研究院，青岛266071）素，给出了涂料太阳热反射率的计算公式，介绍了测试装置及原理。

　　随着科学技术的不断进步，功能型防腐涂料发展迅速。具有反射太阳热功能的防腐涂料已被用于建筑业的钢结构屋顶和玻璃幕墙石油工业的海上钻井平台、油罐、石油管道运输业的汽车、火车、飞机表面造船工业的船壳、甲板以及坦克、军舰、火箭、宇宙飞船等，起到阻止热传导、降低暴露在太阳辐射热下的装备表面涂层和内部环境温度，达到改善工作环境、提高安全性的目的太阳热反射舰船防腐涂料的过程中，制定了涂料太阳热反射率测试方法企业标准，设计制造了反射率测试装置。该测试方法和测试装置是研究太阳热反射涂料的重要手段和基础。

　　1实验1 .1试验原理概要用红外灯替代太阳光源，照射在涂有涂料的金属板上，测量金属板的背面（非涂层面）温度变化。

　　与黑板对照并计算其反射率。

　　1 .2试验仪器1 .2.1该太阳热反射率测试装置，使用500W红外反射器型灯管做加热装置，替代日照进行模拟实验，以达到升温稳定，并接近阳光下的实测效果。该加热器安装在一个支撑架上，并且能够上升或下降。

　　为保证测试过程温度的稳定性，该加热器所连接的电源设计了一个调压装置。在支撑架的下方铺设一块450×250×60mm的聚苯乙烯泡沫塑料，起绝热的作用。

　　1 .2.2为了保证样品受热辐的一致性，被测试样板对称放置在加热器下方的测量台上。测量台采用聚苯乙烯泡沫塑料板绝热材料制成，并排放置两个被测样板，两个被测样板之间相距50mm.涂漆面朝上，每个样板下面安装一个温度传感器，并使铂电阻测温头与被测样板的背面（未涂漆的一面）保持良好接触。将热电阻温度传感器连接到温度自动显示记录仪上。

　　1 .2.3太阳热反射率测试装置示意图热反射率仪器示意图见图1.

　　1热反射涂料2两块样板3聚苯乙烯泡沫塑料4 250W碘钨灯两个5稳压电源6温度传感器7温度记录仪1 .3样板制备用溶剂擦干净三块铝样板，样板规格尺寸为在两块样板上喷涂符合规范TT E 489规定的黑色磁漆，其干膜厚度介于0.03～0 .04mm之间。在另一块样板上喷涂待试验的涂料，干膜厚度与前两块样板相同，并将两种样板都自干72小时。

　　1 .4试验步骤试验在恒温条件下进行。将两块喷涂黑色漆的样板（黑样板）放在测量平台上，涂漆的一面朝上，置于灯管的正下方，两板彼此相距50mm.将灯管调节到离试板600mm的高度，打开加热器，通过调节灯管距试板的高度和加热器的调压装置，在室温为28℃时，使试板在30分钟内达到88℃±1℃的平衡温度。该温度一经达到并保持5分钟，就可撤走一块黑样板，换上一块待试样板。经15分钟之后，记录两块样板的温度。如果黑样板的温度为88℃±1℃，检查试验样板的温度进行记录和计算，看是否符合要求，如反射率要求ρ≥50 ，则被测样板的温度应为T≤68℃。如不是这一温度，要重新调节灯泡高度等，重复进行试验。

　　2结果与讨论2 .1反射率的计算反射率的公式如下：其中：T???黑板温度???反射板温度???室温当固定T =28℃，根据公式可推算出2 .2黑色参照样板热反射涂层的主要指标，热反射率取决于颜料与树脂的折光指数以及涂层厚度。在树脂的折光指数和涂料厚度一定的条件下，反射率ρ取决于颜料的折光指数和纯度。另外ρ值受（1）式中T影响较大，黑体是热辐照研究的理想体，所谓黑体，即在任何温度下都能全部吸收照射到它表面上的各种波长的辐照。碳黑的吸收率高达97 ，而反射率仅3 .大多数有机树脂在近红外区是透明的，在可见光区则随着树脂颜色的不同而吸收一部分能量。一般无色透明的树脂几乎不吸收太阳光们选用碳黑作为黑色样板的颜料，型号为迪高沙（Degussa）中国有限公司提供的FW 200高色素碳黑。我们对不同的树脂，相同的碳黑配方进行试验，发现其温升即反射率差别不大。

　　2 .3样板材质的选择样板的材质常见有两种：铝板和钢板。其尺寸一般为150×75×1mm铝板应符合规范QQ A　250 4之规定。厚度太薄易变形。在实验中发现铝板达到平衡温度的时间较铁板的短。而且其反射率略高于铁板。这与铝板的导热性好有关。对太阳的吸收率α：2024型铝合金板α=0 .16，所以实测T值发现铁板比铝板高，因此铁板反射率就低。所以被测样板必须与黑色样板的材质相同。

　　2 .4室温及影响2 .4.1室温的确定MILE 46136A规定黑板温度为T 2ㄈ，反射板温度为T E 46A规定黑板温度为T板温度为T =155 ，ρ=50 代入（1）式中，计算得室温T将T =85ㄈ代入（1）式中，计算得将华氏度ㄈ按下式换算成摄氏度℃：计算得：T 2 .4.2室温的影响从（1）式中可以看出，室温在热反射率的测试过程中，对测试结果有较大影响。室温越高，反射率越低。反之亦然。

　　2 .4.3温度曲线1、黑板1， 2、黑板2， 3、被测样板3结论具有太阳热反射功能的防腐涂料需求越来越广。但是，目前还没有关于反射性能测试方法的评估标准和产品性能的国家标准。本文是作者在研究制定《太阳热反射率测试方法》企业标准过程中的经验总结。该标准参照美国军标，黑体参比原理，方法严谨、科学。推出的热反射率计算公式，对涂料的红外热反射性能进行定量分析。我们根据该标准设计安装的太阳热反射率测试装置，适用250W×2红外加热灯代替日照进行模拟实验，其生温稳定，测试记录仪灵敏可靠。测试结果可比性强，重现性好。为研究涂料的红外热反射性能奠定了基础。

　　1郭年华，陈先，陈绍平，朱万章。涂料工业， 1999（5）X 3许新，李秀艳，高升。现代涂料与涂装， 1998（4）∶3 4马庆芳，方荣生，项立成等编。实用热物理性质手册，中国农业机械出版社5唐翠荣，孟庆英，乔亚莉。涂料工业， 1996（4）∶12 6唐翠荣，孟庆英，乔亚莉。涂料工业， 1996（5）∶38

(完)