新型节能材料

孙荣龙　周龙　包丞玉　刘乐婧　王尧

摘 要：在建筑工程、石油化学工业、运输储存行业以及国防军事工业等领域，需要采取措施降低太阳能辐射的负面影响，近年来兴起的热反射隔热涂料能够解决这一棘手问题。文章就热反射隔热涂料从特点、作用机理、组成及其与性能的关系等方面进行简要说明，并对目前的研究进展和发展趋势做了相关综述。可以预期，作为节能材料的热反射隔热涂料将会带来巨大的经济效益与社会效益。

关键词：热反射隔热涂料；太阳能；作用机理；组成；发展趋势

前言

源源不断的太阳能是人类赖以生存的重要基础，然而强烈的太阳辐射在给人类的工业生产和日常生活提供能量的同时，也附加了诸多的不便。每秒以电磁波形式辐射到地球物体表面的太阳光能量约750w/m2，这些能量在物体表面持续积累，使得温度显著升高，例如在炎热的夏天金属物体表面温度可以达到70～80℃[1]，建筑屋顶及外墙表面温度可至50℃。表面温度的升高相应提高了物体内部的温度，增加了建筑工程室内空调的环境负荷，而且存在一些安全隐患，如石油化学工业、运输储存行业生产中，许多露天的反应装置潜在爆炸危险。随着能源政策的调整与低碳经济的发展，建筑节能逐渐摆在发展的首要位置，热反射隔热涂料正是在这种背景下应运而生的。

1 热反射隔热涂料的特点

隔热涂料是通过各种方式可使被涂物体温度明显低于外界温度的材料[2]。其中热反射隔热涂料（ReflectiveThermalInsulatingCoating，缩写为RTIC）是最为常用的一类涂料，简要来讲，即通过选择合适的树脂、金属或金属氧化物填料及生产工艺来制得高反射率的涂层，凭借辊涂、刷涂、喷涂或刮涂的方法覆于物体表面[3]，当处于太阳光照射环境下，依靠涂层从源头上有效地把辐射能量反射回外层大气空间，从而减少了物体对能量的吸收，达到降温的目的。

作为一种新型的节能材料，热反射隔热涂料隔热效果良好，可以明显降低被覆空间范围——建筑物外墙、屋顶、室内等的温度，改善了环境的舒适度，减少了夏季空调等制冷设备在高温条件下或长期经受太阳照射过程的能源能耗，在显著改善工作环境的同时，节约了大量的能源，减少物资不必要的损耗。另外，这种涂料与各种基材附着力好，耐候性强，使用的溶剂无刺激性气味，大大减少了对环境的影响，操作方便，适合于复杂工程的施工，避免了其他隔热材料施工方面的缺点。

2 热反射隔热涂料的作用机理

2.1 太阳辐射光谱

任何物质均具有反射或吸收一定波长太阳光的性能。事实上，某些物质如玻璃还具有透过太阳光的能力，因热反射隔热涂料覆盖的物质一般为混凝土、金属等材料，故认为透过率为零，仅考虑反射和吸收。

由光谱分析，太阳辐射能量按照波长变化分为三个光谱区（见图1）：近红外区范围在0.72～2.5μm，占太阳总能量的50%；可见光区范围0.4～0.721μm，占太阳总能量的45%；紫外区0.2～0.4μm，占太阳总能量的5%。

由此可了解到，太阳辐射的大部分能量（约95%）都集中在近红外光和可见光范围，如果热反射隔热涂料在此波长区域内对太阳辐射的反射率越高，那么涂层的隔热效果就会越好。

2.2 RTIC涂层结构[4]

RTIC涂层结构分为热反射涂层、隔热层和防腐蚀层三部分。

热反射涂层：厚度约40～60μm，在可见光及近红外波长范围反射率很高，在两个大气窗口处（入=3～5μm，入=8～13.5μm），尤其在后者范围内，发射率很高。

隔热层：厚度约120～140μm，其中巨量空心微球紧密排列，形成多层空心夹层，可有效阻隔热量传递。

防腐蚀层：厚度约60～80μm，耐蚀性能及力学性能优良。

2.3 作用机理

可以认为，热反射隔热涂料以反射的方式将热量阻挡在涂层的外侧。再者，从结构中的隔热层说明，内有巨量空心微球，其绝对体积比例大导热系数极小，进而影响涂层的导热系数，则阻止了热量在物体内部的传递，伴随着反射的进行也具有一定的阻隔作用。反射隔热涂层性能的好坏受涂层表面状态的影响极大，通常来看，物体表面越光滑平整，对入射光线的反射越高，物体将入射能量反射后，自身能量吸收较少。同时，由于存在大气窗口，若涂层在该区间内，特别是第二窗口入=8～13.5μm处，有较高的反射率，可直接将物体所接收的太阳光热量径直通过此窗口发射到大气层的外部空间，使得温度明显下降。以上所述的综合作用正是RTIC涂层的热反射隔热降温机理。

3 热反射隔热涂料的组成及其对性能的影响

热反射隔热涂料是由树脂等作为基料，功能填料、颜填料等具有反射隔热性能的物质填充内部并辅以合适助剂而制得的。每种组分均对材料性能的表现起到不可忽视的作用。

3.1 基料与性能的关系

热反射隔热涂料中的基料是不可或缺的组成物，扮演着将功能填料等组分与基质结合起来的角色。通常各组分功能填料、颜填料均先被均匀地分散在基料中，之后再被涂覆到基质上。基料对于填料来看即发挥载体的作用。具体来讲，所用的基料为各类树脂。

工业常用的热反射隔热涂料树脂有氯磺化聚乙烯树脂、氯化橡胶树脂、高氯化聚乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚偏氟乙烯树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、有机硅改性醇酸树脂等。这些树脂对太阳辐射中可见光和近红外光波长能量的吸收较小，同时透光率在80%以上，而且树脂中不含或少含-C-O-C、=C=O、-OH等吸收能量基团，使得树脂对太阳辐射的吸收达到最低。需要说明的是有机硅改性丙烯酸树脂、有机硅改性醇酸树脂，虽然这两类合成树脂的折光指数几乎相同，似乎对太阳热反射隔热效果没有太大的差异，但在实际应用过程中，为降低结构中吸热基团的影响，通过改性手段以Si-O基团代替原分子主链含有的-C-O-C吸热基团以降低对太阳能量的吸收，且硅氧骨架结构形成的涂层透气性好，其基团在界面定向排列与基质硅酸盐类材料可交联形成化学键，因此大大地改善了涂层与基质之间的粘结，从而提高了涂层的附着力。由于热反射隔热涂料主要应用于户外建筑物的外墙和屋顶，以及工业设备等的外表面，需长期经受日晒雨淋和自然环境的侵蚀，因此要求树脂拥有良好的耐候性、耐腐蚀性、耐沾污性、保光保色性及合适的弹性，能够消除建筑物形变所产生的应力.同时具备弥补微裂纹的能力。值得一提的是氟碳树脂，其具有优异的耐候耐蚀性能、透明度高、附着力好、耐水耐化学性强、干燥快等特点，可以广泛用作多种场合的涂料基料。

3.2 填料与性能的关系

热反射隔热涂料所用使用的填料分为颜填料、功能填料等，分别对热反射隔热涂料的最终性能表现起到关键的作用。

3.2.1 颜填料与性能的关系

在热反射隔热涂料组分中颜填料的选择主要取决于反射率高低和对涂层导热系数的影响，大部分属于电解质，为了强化反射太阳光效果，涂层常为银白色。因热反射隔热涂料是在铝基反光隔热涂料的基础上发展而来的，其涂层中为金属或金属氧化物，以往使用的薄片状铝粉类填料，虽然反射性能很好，但是铝粉也具有良好的导热性能，即使涂层吸收少量的热会被很好地传导，长期累积传导的热量不利于隔热。

对于颜填料的基本要求即该物质需在可见光和近红外光的波长范围内吸收率很低，反射率极高，且对可见光和近红外光有尽可能大的散射。作为当前最基本颜填料钛白粉可高效反射可见光和近红外光，同时折光指数较高，与其它填料有很好的相容性，并在大气窗口有强烈辐射现象，从而实现反射隔热降温的目的。从这点来看，颜填料对应于RTIC涂层结构的热反射涂层，其作用侧重以反射方式来阻隔热量降低内部温度。其他物质如金红粉（金红石型TiO2）、氧化锌、滑石粉、云母粉、二氧化硅、高岭土等均可作为颜填料的选择。

3.2.2 功能填料与性能的关系

为了获得优异的隔热性能，必须选择具有轻质、低导热系数、高球形率、稳定物理化学性质的空心物质，来用作热反射隔热涂料填料。空心微珠是近年新兴起来的一种用途广泛、满足以上特点的最佳材料。

空心微珠的主要化学成分是硼硅酸盐，粒径在10～250μm，壁厚为1～2μm，具有圆形微观结构，在液体树脂中要比片状、针状或不规则形状的填料具有更好的流动性。它特有的中空结构使得涂层能够最大程度地阻隔热量的传递，此点概念与RTIC涂层结构的隔热层相照应，其隔热性能优劣与自身结构、分布状态、粒径大小有着密切的关系。然而，采用单一粒径的空心微珠制备的热反射隔热涂层，固化后涂层内存在大量间隙，不利于热量的阻隔，故实际情况下多采用多种粒径空心微珠复配，以大粒径的空心微珠为主体，利用小粒径的空心微珠填充空隙，可以显著提高涂层的隔热能力。另外，空心微珠填充后可大大减轻涂料的基重，替代并节省更多的树脂，一定程度上降低成本，提高经济效益，而且改善了涂料的力学性能、渗透性能、光泽度及流平性。

空心微珠被广泛应用于热反射隔热涂料中，依靠自身的良好性能开拓了航空航天、豪华游艇等广阔领域，获得开放的展示平台。

3.3 助剂与性能的关系

顾名思义，助剂是辅助改善与提高热反射隔热涂料的性能而选择性加入的，在选用的环节需考虑到该涂料的特征，即基本原则不能影响材料的热反射隔热性能。通常，助剂的用量很少，一般为原料配比总量的1%左右[5]。从用途方面来讲，助剂分为分散剂、消泡剂、流平剂、成膜助剂、增稠剂等，这类物质的加入可以避免部分涂层缺陷及弊病，同时又有利于涂料的施工和控制。

各种助剂的作用机理从本质看为表面活性剂的范畴，与表面张力等概念相关。例如，分散剂通过降低树脂与填料之间的界面张力，增加填料在树脂中的润湿性，使其能够快速、均匀、充分地分散到树脂基料中，并保持整个分散体系在施工和使用流程中的稳定[6]。而消泡剂则可以润湿渗透到表面活性物质形成的薄层中，依附其不相容性与该系统反应，降低活性物质表面张力，从而破坏薄层的稳定性，达到消泡的目的。类似，流平剂通过减小涂料的界面张力，降低涂料在成膜过程中的失水速率，保证涂料有良好的流平性，并使涂层表面有一定的光滑性。

总之，助剂也是热反射隔热涂料组成的一部分，发挥着独特的作用，根据需求添加该物质，尽可能地得到综合性能优异的涂料。

4 热反射隔热涂料的性能检测

至今，对热反射隔热涂料性能的检测评价仍是一个较为复杂的问题[7]。目前，国内已公布的关于热反射隔热涂料性能测试标准有两个，分别为JC/T1040-2007《建筑外表面用反射隔热涂料》和GB50393-2008《钢制石油罐防腐蚀工程技术规范》，然而，至今国家尚未规定此类产品的降温性能测试通用标准，并且生产厂家所开发的产品测试方法不一，难以对不同的材料降温性能进行纵向对比。尽管如此，在实际的应用中，可通过对已有的涂料标准或规范对该种材料大致降温范围做出初步推断与判定。

4.1 反射隔热性能的测定

该涂料的热反射隔热性能可借太阳反射比（或反射率）、半球发射率（或发射率）和涂层的隔热性能来反映。其中，太阳反射比和半球发射率由JC/T1040-2007《建筑外表面用反射隔热涂料》来测定；反射率可根据美国军方标准（MIL-E-46136）或按照GJB5023.1-2003测定；发射率可按照GJB5023.2-2003测定；涂层隔热性能按照国家住房和城乡建设部的最新标准（JG/T235-2008）检测。

4.2 其他性能的测试

该涂料的其他性能包括耐冲击性、漆膜硬度、漆膜柔韧性、涂料附着力、涂料固含量、涂料干燥时间、涂料遮盖力、涂料黏度等方面。其中，耐冲击性按照GB/T1732-93《漆膜耐冲击测定法》测定；漆膜硬度按照GB/T1730-93《漆膜硬度测定法》采用摆杆阻尼硬度法进行；漆膜柔韧性按照GBl731/93《漆膜柔韧性测定法》进行；涂料附着力测试按照GB/T1720-79（89）《漆膜附着力测定法》（划圈法）进行；涂料固含量按照GB/T1725-1979《涂料固含量的测定方法》进行；涂料干燥时间按照GB/T1728-1979《涂膜、腻子干燥时间测定法》测试；涂料遮盖力按照GB/T1709-79《颜料遮盖力测定法》测定；涂料粘度按照GB/T1723-1993《涂料粘度测定法》的规定进行。

5 国内外的研究现状及发展趋势

5.1 国外的研究进展

在国外发达地区，关于热反射隔热涂料的研究报道相对较多，研究也比较深入。最初，Nahar等在对干旱地区太阳光的冷却技术进行研究后发现，有反射涂层的测试室室内温度明显比未涂反射层的测试室室内温度低。而涂料领域的代表需提到美国盾牌节能涂料，主要应用于航天飞机隔热方面，涂料中含有极细的陶瓷泡，对太阳辐射具有较高的反射率，且成膜后陶瓷泡紧密排列形成完整的隔热层。在英国，一项专利介绍了一种褐色的热反射隔热涂料，由成膜助剂和近红外反射填料构成，近红外反射率≥70%，太阳总反射率≥45%。在日本，武居二郎研制了建筑物用太阳能反射涂料，罔田道夫则对太阳反射涂层进行了评估[8]。

此外，意大利等国家均投入巨资进行热反射隔热涂料的研究，并开始产品化。美国ASTM隔热委员会C16还制定了C148标准，对热反射隔热涂料的各项技术指标、测试方法作出了明确规定，标志着“热反射隔热涂料”已正式被美国接受并规定应用于相关领域，如建筑外墙、钢结构等。

5.2 国内的研究进展

自20世纪90年代起，随着资源与能源危机的加剧，考虑到经济和节约的因素，我国科技人员开始研发在太阳光能量下可通过反射降温的涂料，即热反射隔热涂料。国内研究虽然起步较晚，但由于不少高等学府及科研单位积极从事此类研究，因此，在机理研究、品种开发及工程应用方面，取得了巨大突破。尤其最近几年，热反射隔热涂料所涉及的内容不仅局限于建筑外墙、工业储存等，已扩展到国防军事领域，像可见光及近红外隐身涂料、红外隐身涂料等的研发[9]，更是取得了丰硕成果。

在实际生产应用方面，北京京安固特化工有限责任公司研制生产的GTR系列热反射隔热涂料与同行的银粉漆比较，在35℃气温条件下表面温差达19℃，用该涂料涂刷过的厂房与未使用该涂料的同样厂房相比，表面温度降低20℃，屋顶温度降低15%左右，具有超强的热反射隔热效果。

5.3 未来的发展趋势

在全球提倡环保节能、低碳经济的大背景下，热反射隔热涂料会逐渐取代传统涂料，成为建筑外墙、化工储存、国防军事领域的主流，创造巨大的经济效益、环境效益与社会效益。经过十余年的不懈努力，我国热反射隔热涂料的研究竟初具规模，为更好的发展打下坚实基础。可以预计，未来的热反射隔热涂料有以下几种发展趋势：复合性、环保性、智能性。

5.3.1 复合性

鉴于现使用的热反射隔热涂料的填料组分单一，可对此作出改进，促使其朝着复合性填料的方向发展。通过对高纯度填料性能的理论研究和探索，进而对单一填料的性能达到更深刻的认识层面，然后通过特殊工艺，开发各种高性能复合性填料[10]，使得热反射隔热涂料效果更好。

5.3.2 环保性

人类与环境的协调共存是当今发展的主题，社会发展要求人类活动对环境的负面影响越小越好。然而传统的涂料多为溶剂型，其中含有大量的有机溶剂，使用时还常加入适当有机溶剂进行稀释，这些溶剂在施工过程中难以控制用量，施工难度较大，之后挥发到大气中，不仅危害人体健康，而且污染环境。因此，水性热反射隔热涂料、无溶剂型热反射隔热涂料成为这一领域发展的大势所趋[11]。水性涂料的原理是以水溶性树脂为基料，在施工过程中以水为稀释剂，这可消除施工时的火灾潜在危险，降低对环境的污染，称得上是“环境友好型”涂料。

5.3.3 智能性

另外，热反射隔热涂料还可向智能化发展，通过赋予其生命的“活性”，能够拥有感知与调节的能力。原材料的选择可使用相变材料，是一类可以在一定温度区间内实现物质状态的变化，通过能量的吸收或释放，来维持相变材料和周围环境或物质的温度恒定。相变材料的极大亮点在于能根据环境温度自动调节，具有降低能耗的良好效果，发展前景广阔。

6 结束语

随着世界各国对能源与资源的普遍重视，强调环境和发展的统一结合，热反射隔热涂料必将在建筑、化工等行业占有一席之地。因此，作为一种符合节能要求的环保友好型材料，热反射隔热涂料前景十分广阔，应加大研发力度，将对其的进一步研究推向全新的高度。

参考文献

[1]曾军.热反射涂料[P].中国.CN02100832.9，1997（0426）.

[2]孙明杰.太阳热反射隔热涂料的研究[D].北京：北京化工大学，2010，9.

[3]Michael Grafe，Alan Grafe，Martin Sheeran. Thermally Reflective Substrate Coating and Method for Making and Applying Same[P]. US Pat6391143 BI，2002.

[4]马建春，胡家晖.热反射隔热涂料和相变涂料研究及应用[A].第2届特种涂料发展与应用技术研讨会[C].2009，4.

[5]朱姝，黄之祥.水性工业涂料助剂的功能与应用[J].涂料工业，1999（8）：33-35.

[6]林宣益.水涂料用助剂[J].涂料工业，2006（10）：36-42.

[7]胡家晖，胡传 .热反射隔热涂料研究及应用现状[J].节能与环保，2009（1）：34-37.

[8]邹战军.建筑隔热涂料综述[J].广州化工，2010，37（8）：34-37.

[9]胡传 ，孟辉.热反射隔热防腐蚀涂层的现状及其应用[J].石油化工腐蚀与防护，2005，22（3）：20-24.

[10]徐永祥，李运德，师华，等.太阳热反射隔热涂料研究进展[J].涂料工业，2010，40（1）：70-74.

[11]邢少青.热反射隔热涂料的研究[J].广东建材，2011，27（6）：131-132.

在国外发达地区，关于热反射隔热涂料的研究报道相对较多，研究也比较深入。最初，Nahar等在对干旱地区太阳光的冷却技术进行研究后发现，有反射涂层的测试室室内温度明显比未涂反射层的测试室室内温度低。而涂料领域的代表需提到美国盾牌节能涂料，主要应用于航天飞机隔热方面，涂料中含有极细的陶瓷泡，对太阳辐射具有较高的反射率，且成膜后陶瓷泡紧密排列形成完整的隔热层。在英国，一项专利介绍了一种褐色的热反射隔热涂料，由成膜助剂和近红外反射填料构成，近红外反射率≥70%，太阳总反射率≥45%。在日本，武居二郎研制了建筑物用太阳能反射涂料，罔田道夫则对太阳反射涂层进行了评估[8]。

此外，意大利等国家均投入巨资进行热反射隔热涂料的研究，并开始产品化。美国ASTM隔热委员会C16还制定了C148标准，对热反射隔热涂料的各项技术指标、测试方法作出了明确规定，标志着“热反射隔热涂料”已正式被美国接受并规定应用于相关领域，如建筑外墙、钢结构等。

5.2 国内的研究进展

自20世纪90年代起，随着资源与能源危机的加剧，考虑到经济和节约的因素，我国科技人员开始研发在太阳光能量下可通过反射降温的涂料，即热反射隔热涂料。国内研究虽然起步较晚，但由于不少高等学府及科研单位积极从事此类研究，因此，在机理研究、品种开发及工程应用方面，取得了巨大突破。尤其最近几年，热反射隔热涂料所涉及的内容不仅局限于建筑外墙、工业储存等，已扩展到国防军事领域，像可见光及近红外隐身涂料、红外隐身涂料等的研发[9]，更是取得了丰硕成果。

在实际生产应用方面，北京京安固特化工有限责任公司研制生产的GTR系列热反射隔热涂料与同行的银粉漆比较，在35℃气温条件下表面温差达19℃，用该涂料涂刷过的厂房与未使用该涂料的同样厂房相比，表面温度降低20℃，屋顶温度降低15%左右，具有超强的热反射隔热效果。

5.3 未来的发展趋势

在全球提倡环保节能、低碳经济的大背景下，热反射隔热涂料会逐渐取代传统涂料，成为建筑外墙、化工储存、国防军事领域的主流，创造巨大的经济效益、环境效益与社会效益。经过十余年的不懈努力，我国热反射隔热涂料的研究竟初具规模，为更好的发展打下坚实基础。可以预计，未来的热反射隔热涂料有以下几种发展趋势：复合性、环保性、智能性。

5.3.1 复合性

鉴于现使用的热反射隔热涂料的填料组分单一，可对此作出改进，促使其朝着复合性填料的方向发展。通过对高纯度填料性能的理论研究和探索，进而对单一填料的性能达到更深刻的认识层面，然后通过特殊工艺，开发各种高性能复合性填料[10]，使得热反射隔热涂料效果更好。

5.3.2 环保性

人类与环境的协调共存是当今发展的主题，社会发展要求人类活动对环境的负面影响越小越好。然而传统的涂料多为溶剂型，其中含有大量的有机溶剂，使用时还常加入适当有机溶剂进行稀释，这些溶剂在施工过程中难以控制用量，施工难度较大，之后挥发到大气中，不仅危害人体健康，而且污染环境。因此，水性热反射隔热涂料、无溶剂型热反射隔热涂料成为这一领域发展的大势所趋[11]。水性涂料的原理是以水溶性树脂为基料，在施工过程中以水为稀释剂，这可消除施工时的火灾潜在危险，降低对环境的污染，称得上是“环境友好型”涂料。

5.3.3 智能性

另外，热反射隔热涂料还可向智能化发展，通过赋予其生命的“活性”，能够拥有感知与调节的能力。原材料的选择可使用相变材料，是一类可以在一定温度区间内实现物质状态的变化，通过能量的吸收或释放，来维持相变材料和周围环境或物质的温度恒定。相变材料的极大亮点在于能根据环境温度自动调节，具有降低能耗的良好效果，发展前景广阔。

6 结束语

随着世界各国对能源与资源的普遍重视，强调环境和发展的统一结合，热反射隔热涂料必将在建筑、化工等行业占有一席之地。因此，作为一种符合节能要求的环保友好型材料，热反射隔热涂料前景十分广阔，应加大研发力度，将对其的进一步研究推向全新的高度。

参考文献

[1]曾军.热反射涂料[P].中国.CN02100832.9，1997（0426）.

[2]孙明杰.太阳热反射隔热涂料的研究[D].北京：北京化工大学，2010，9.

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[4]马建春，胡家晖.热反射隔热涂料和相变涂料研究及应用[A].第2届特种涂料发展与应用技术研讨会[C].2009，4.

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[10]徐永祥，李运德，师华，等.太阳热反射隔热涂料研究进展[J].涂料工业，2010，40（1）：70-74.

[11]邢少青.热反射隔热涂料的研究[J].广东建材，2011，27（6）：131-132.

在国外发达地区，关于热反射隔热涂料的研究报道相对较多，研究也比较深入。最初，Nahar等在对干旱地区太阳光的冷却技术进行研究后发现，有反射涂层的测试室室内温度明显比未涂反射层的测试室室内温度低。而涂料领域的代表需提到美国盾牌节能涂料，主要应用于航天飞机隔热方面，涂料中含有极细的陶瓷泡，对太阳辐射具有较高的反射率，且成膜后陶瓷泡紧密排列形成完整的隔热层。在英国，一项专利介绍了一种褐色的热反射隔热涂料，由成膜助剂和近红外反射填料构成，近红外反射率≥70%，太阳总反射率≥45%。在日本，武居二郎研制了建筑物用太阳能反射涂料，罔田道夫则对太阳反射涂层进行了评估[8]。

此外，意大利等国家均投入巨资进行热反射隔热涂料的研究，并开始产品化。美国ASTM隔热委员会C16还制定了C148标准，对热反射隔热涂料的各项技术指标、测试方法作出了明确规定，标志着“热反射隔热涂料”已正式被美国接受并规定应用于相关领域，如建筑外墙、钢结构等。

5.2 国内的研究进展

自20世纪90年代起，随着资源与能源危机的加剧，考虑到经济和节约的因素，我国科技人员开始研发在太阳光能量下可通过反射降温的涂料，即热反射隔热涂料。国内研究虽然起步较晚，但由于不少高等学府及科研单位积极从事此类研究，因此，在机理研究、品种开发及工程应用方面，取得了巨大突破。尤其最近几年，热反射隔热涂料所涉及的内容不仅局限于建筑外墙、工业储存等，已扩展到国防军事领域，像可见光及近红外隐身涂料、红外隐身涂料等的研发[9]，更是取得了丰硕成果。

在实际生产应用方面，北京京安固特化工有限责任公司研制生产的GTR系列热反射隔热涂料与同行的银粉漆比较，在35℃气温条件下表面温差达19℃，用该涂料涂刷过的厂房与未使用该涂料的同样厂房相比，表面温度降低20℃，屋顶温度降低15%左右，具有超强的热反射隔热效果。

5.3 未来的发展趋势

在全球提倡环保节能、低碳经济的大背景下，热反射隔热涂料会逐渐取代传统涂料，成为建筑外墙、化工储存、国防军事领域的主流，创造巨大的经济效益、环境效益与社会效益。经过十余年的不懈努力，我国热反射隔热涂料的研究竟初具规模，为更好的发展打下坚实基础。可以预计，未来的热反射隔热涂料有以下几种发展趋势：复合性、环保性、智能性。

5.3.1 复合性

鉴于现使用的热反射隔热涂料的填料组分单一，可对此作出改进，促使其朝着复合性填料的方向发展。通过对高纯度填料性能的理论研究和探索，进而对单一填料的性能达到更深刻的认识层面，然后通过特殊工艺，开发各种高性能复合性填料[10]，使得热反射隔热涂料效果更好。

5.3.2 环保性

人类与环境的协调共存是当今发展的主题，社会发展要求人类活动对环境的负面影响越小越好。然而传统的涂料多为溶剂型，其中含有大量的有机溶剂，使用时还常加入适当有机溶剂进行稀释，这些溶剂在施工过程中难以控制用量，施工难度较大，之后挥发到大气中，不仅危害人体健康，而且污染环境。因此，水性热反射隔热涂料、无溶剂型热反射隔热涂料成为这一领域发展的大势所趋[11]。水性涂料的原理是以水溶性树脂为基料，在施工过程中以水为稀释剂，这可消除施工时的火灾潜在危险，降低对环境的污染，称得上是“环境友好型”涂料。

5.3.3 智能性

另外，热反射隔热涂料还可向智能化发展，通过赋予其生命的“活性”，能够拥有感知与调节的能力。原材料的选择可使用相变材料，是一类可以在一定温度区间内实现物质状态的变化，通过能量的吸收或释放，来维持相变材料和周围环境或物质的温度恒定。相变材料的极大亮点在于能根据环境温度自动调节，具有降低能耗的良好效果，发展前景广阔。

6 结束语

随着世界各国对能源与资源的普遍重视，强调环境和发展的统一结合，热反射隔热涂料必将在建筑、化工等行业占有一席之地。因此，作为一种符合节能要求的环保友好型材料，热反射隔热涂料前景十分广阔，应加大研发力度，将对其的进一步研究推向全新的高度。

参考文献

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