1  绪论

1.1  太阳辐照特点

20世纪以来，随着能源消耗的不断增加，节能减排越来越受到人们的重视。在经过大气的吸收、散射等作用后，每秒能够到达地表的总太阳能约为750w/m2。其能量分布为：可见光部分约占据其中的45%，红外部分约占据了50%，而紫外部分等其他形式的辐射则占了5%。而在占总能量50%的红外部分，近乎95%的能量集中在近红外范围内（对应波长范围为720～2500nm）[1]。图1.1.1为根据ASTM G159-98绘制的大气质量为1.5时的标准太阳直射光谱，根据其对应面积的积分计算也印证了这一点。由此可见，如果有一种涂料，将其涂在物体的表面（如建筑物表面、化工反应设备表面、汽车表面等）之后，能够高效地处理（反射、透射、对外辐射等方式）太阳光辐射的话，物体的表面温度将大大降低。这样以来，就能达到节省制冷能源、降低消耗、缓解能源危机的效果。

图1.1.1 太阳辐照光谱

1.2  隔热降温涂料

根据降温涂料隔热机制的不同，可以将其大致划分为透明型隔热降温涂料、辐射型隔热降温涂料以及反射型隔热降温涂料等[2]。

1.2.1  透明型隔热降温涂料

透明型隔热降温涂料是比较新颖的一种涂料。顾名思义，该涂料在人眼可以感受到的光谱区域没有吸收，即呈现透明性。构成这种涂料的主要有效成分是其功能填料——纳米氧化锡锑(ATO)系列粉体。该粉体不仅在可见光区有着较低的吸收率，更重要的是它在红外光区有非常高的发射率，这样一来就达到了透明隔热的效果。论文网

1.2.2  辐射型隔热降温涂料

辐射型隔热涂料能通过对外辐射，将被涂覆物所吸收的太阳光能量发散到空气中，以降低其温度。这种涂料独有的优点是：对于普通的隔热涂料来说，在太阳高度较高时外界传进室内的热量，在太阳高度下降时并不能有效地散发出去；而这种涂料可以在室外温度下降时有效地将室内的热量向室外辐射，这样两者就能同时降温，提高了室内的降温速率，起到节能降温的效果。

1.2.3  反射型隔热降温涂料

对于城市里大量长时间暴露在太阳光下的建筑来说，反射隔热的方式是十分重要的。反射型隔热降温涂料具涂层质量轻、易于维护、耐久性好等优点，这使得该涂料在军事、工业、建筑业等方面得到了广泛的使用。文献综述

和其他的普通涂料相同，在反射型隔热降温涂料所用的材料中，按照其功能划分，包括功能填料(反射颜料)、成膜物质、助剂等。其中，成膜物质一般选择树脂材料，功能填料（反射颜料）可以选择金属或其氧化物等具有高反射率的材料。这样制得的涂料，可以有效地反射太阳能量从而达到反射隔热的目的。在选择时，功能填料（反射颜料）以及成膜物质都要具有红外反射功能，而功能填料（反射颜料）对其隔热降温性能起着决定性的作用[3]。

1.3  红外反射颜料

1.3.1  红外反射颜料的概念和分类

我们把在红外光区具有反射性能，并且能呈现一定色彩的颜料称为红外反射颜料[4]（简称IR颜料,即Infrared Reflective Pigment）。红外反射颜料能高效反射太阳光能量，显著地降低物体的表面温度，当被用于房屋屋面、路面时，可缓解“热岛”效应。

按照类别划分，IR颜料可分为有机IR颜料和无机IR颜料。常见的有机IR颜料有靛青、硫靛等，而无机IR颜料有TiO2、Fe-Cr、Ti-Cr系列等，其中无机颜料的耐高温性、耐候性及优良的耐腐蚀性等优异性能是有机颜料所不可比拟的。但传统的无机颜料大多采用了含有有毒金属（例如铬、钴、镉、汞、铅，等等），如果超过了临界水平，将对环境和人类健康产生不利影响[5]。而金属氧化物混相颜料具有结构稳定、各种耐性出色、漆用性能较好、无毒环保等性能，因此有着广泛的应用前景[6]。研发和生产环境友好型新型IR无机颜料已成为研究的重点和热点。