各国品牌隔热涂料对比

各国品牌隔热涂料对比

摘要：介绍了一种具有世界领先水平的新型超级热反射隔热涂料——凉爽酷隔热涂料（COOL-888），并对其隔热原理、性能、效果和用途及其市场前景进行了详细阐述。同时，为证实凉爽酷隔热涂料先进性，对几种顶级隔热涂料进行了试验研究，并进行了对比。                           

关键词：热反射；纳米粒子；隔热涂料；黏度；对比

0 引言

建筑物在使用期间需要消耗大量热能，主要于空调、采暖、通风、热水供应、炊事、照明、家用电器等方面，约占能源消耗的30%～40%，而其大部分用在采暖与空调上。当前中国的建筑物绝大多数是非节能型建筑，单位面积能耗高于气候条件相近的发达国家的3倍左右，因此，建筑节能问题日益受到重视。早在2000年2月，建设部就颁布了关于民用建筑节能管理规定，近些年相关节能环保法规更是频繁颁布。在全球对温室效应、环境保护日益重视的今天，节能环保已成为中国发展的最高战略。

凉爽酷隔热涂料（COOL-888）是一种具有国际领先水平的新型超级隔热涂料，它采用纳米技术研制而成，能够将照射到物体表面98%以上的太阳热能反射掉，其超级隔热效果可以让建筑物的室内温度维持在人体适宜的范围内，从而节省巨额的空调费用。同时，凉爽酷隔热涂料是一种超薄涂料，只需0.1 mm厚度即可实现98%以上的隔热效果，再加上良好的防水、耐候、自洁等特性，使其可广泛应用于建筑、石油、军工等诸多领域，在节能环保方面能够发挥巨大作用。

近年来，随着迅速经济的发展与城市化不断推进，人口集中，热量不易扩散，使城市气温比郊区高3 ～ 5 ℃，称之为“热岛效应”。太阳热量辐射引起屋顶与外墙温度的升高，相应的升高室内温度。温度升高降低了居住环境的舒适度，影响了身体健康，而且也加大了制冷设备与空調的用电量，消耗大量能源。数据表明，美国洛杉矶酷热的下午，气温每升高l ℃电力供应会相应增加2%。统计显示，发达国家使用的电风扇，空调、冷气机等降温设备上的能量费用己经超过了全国总耗能的20%。

工业生产中，很多露天的反应装置、管道及各种容器和储罐，在太阳的强烈辐射下，会引起外部和内部温度的大幅升高，高于油品沸点时会生成油气，油气累积致使设备内部压力急剧升高，存在爆炸危险。在美国，因为温度升高引起的油气耗损占石油总量的3%，因为油气蒸发造成的爆炸事故也有发生。另外，直接受到太阳光辐射的材料，温度对其物理性能和化学性质会产生很大的影响；高分子材料制品长期受到阳光辐射会加速材料的老化；温度升高，能加快金属材料的腐蚀速度。此外，军事上的很多武器装备与器材也都需要进行隔热处理。

由于厚厚的城墙阻隔了太阳热量的传递，即使在炎热的天气下，城门洞内也是非常凉爽。而隔热涂料起到了与城墙相同的作用，降低了内部的温度，使房屋达到了与城门同样的凉爽效果。

运用各种措施解决太阳辐射带来的物体表面温度升高，减少工程建筑、石油化学、运输贮存、国防军事等领域的太阳辐射影响，已经成一个热门的研究课题。

热反射隔热涂料作为一种新型节能材料，能有效反射、阻断太阳光的辐射能量，明显降低建筑物、金属材料等的温度，减少空调等制冷设备在高温条件下的能耗，既改善了工作环境又节约了大量能源。自20世纪90年代以来，欧美等国家已经在这方面取得了一定的成果，在能源的节约和合理利用、环境的改善和工厂的预防安全事故方面，都发挥了积极的作用。中国近些年才开展隔热涂料的研究，与国外相比还处于比较落后的阶段。

1 凉爽酷隔热涂料

1.1 反射型隔热涂料的隔热原理

    反射型隔热涂料是在铝基反射隔热涂料的基础上发展起来的，经过选择合适的原料和配方，制得高反射率涂层，通过高反射涂层把阳光热能反射到空中，从而达到隔热降温的效果。薄层隔热反射涂料是这类涂料的代表，它由基料、热反射颜填料和助剂等组成，这种薄层隔热反射涂料的热反射率高，隔热作用明显。颜色对热反射率有很大影响，白色的热反射率高，而其他颜色的热反射率就明显下降。在实际应用中，反射隔热涂料的涂层性能受外界影响的因素很多，其涂层暴露于大气中，要经受阳光、雨水、风沙、冷热变化等作用。一般来讲，大气中的灰尘及其他悬浮物较多，而隔热涂料又大部分具有很大的黏性，在短时间内就会布满灰尘，导致热反射性能失效。隔热涂料自开始应用以来，在国民生活的很多方面都发挥了重要作用，但由于其自身技术水平的限制（如隔热效果不好、防水性能一般、黏性易沾灰等缺点），一直没有被广泛应用。

1.2 凉爽酷隔热涂料介绍

凉爽酷隔热涂料不同于一般市面上的陶瓷隔热涂料，其采用的中空纳米粉会随着温度升高而膨胀，也就是说，内含纳米中空粉凃料在温度越高的情况下，会因为中空纳米粉的膨胀，使涂料中含有更多的空气成分，让热量不容易传导，进而产生良好的隔热效果。另外，由于这种特殊的中空粉颗粒仅有3 ～ 5 nm，质量轻，具有很好的柔软度与弹性，所以制作的涂料亦具有很好的弹性与柔软性。

凉爽酷隔热涂料的主要特点如下：

1）超级隔热性

凉爽酷隔热涂料有白色、灰色、红色、蓝色等多种颜色，其中白色的热反射率可以达到98%以上，彩色的热反射率亦可达到95%以上，在已知的国内外同类产品中均为最高水平。

2）涂层超薄性

凉爽酷隔热涂料能够达到上述隔热效果的涂层厚度仅为0.1 mm左右，厚度只有国外同类最薄产品的一半，这一特性使其还可以应用在建筑以外的其他场合，大大拓展了应用空间。

3）优秀防水性

凉爽酷隔热涂料具有良好的弹性，可以随着附着物表面形变而弹变，不会因建筑物表面出现的纹裂而开裂，可以达到很好的防水效果。

4）良好自洁性

为了维持表面辐射热的反射效果，凉爽酷隔热涂料中添加了自洁材料，消除了易沾灰、不能长久使用的缺点，达到了良好的自清洁效果，提高了使用寿命。

5）优异耐候性

凉爽酷隔热涂料由多种树脂与特殊的中空纳米粉等原料经特种工艺加工而成，具有强大的热反射功能、良好的抗紫外线性能和极佳的耐候性，使用寿命可达15年以上。

6）施工便捷性

凉爽酷隔热涂料由多种水性树脂精制混合而成，不但具有优越的防水性能与隔热性能，对于底材的附着性更是卓越，不需要任何底漆就可以一次涂覆完成，从而根本性地解决了目前要分别刷防水、隔热、底漆等3种涂料的做法，大大减小了施工复杂度，节省了工期和费用。

1.3 凉爽酷隔热涂料试验

1）反射率试验

    经过阳光反射率试验，测试记录见表1。

表1 红外线反射率

涂料

颜色

红外线功率/（W·m-²）

红外线透过功率/（W·m-²）

功率差

/（W·m-²）

红外线反射率/%

白色

1000

7

993

99.1

红色

1000

22

978

97.2

灰色

1000

29

971

96.8

由表1可以看出，白色的红外线反射率（即隔热率）可达98%以上，而灰色和红色的都在95%以上。

   2）温升试验

在JG/T 235—2008《建筑反射隔热涂料》标准中，设置隔热温差的本意也是可直观地反映热反射涂料的隔热效果，从而为隔热效果的演示、评价提供一种简便易行的测试方法。现场模拟试验是验证涂料隔热效果的通常做法，在红外光源照射下将涂有隔热涂料及未涂隔热涂料的试板照射一定时间，温度升高到一定程度，保持稳定后，测量试板背面的温度差。

试验方法：把红外光源放到架子顶端，分别把凉爽酷涂料样板和水泥样板（模拟真实建筑材料）放到支架下方的平台架上，同时把温度计置于样板的背面。用红外光源直接照射样品表面，待温度稳定后，分别记录2种样板的温度，通过温升来比较2者的隔热性能，试验数据见表2。

表2温差试验数据

红外线强度

/（W·m-²）

水泥板温度/℃

凉爽酷板温度

/℃

温差/℃

2 120

64.6

白色

40.6

24.0

红色

41.7

22.9

灰色

42.8

21.8

3 500

76.3

白色

48.8

27.5

3 830

86.0

白色

52.6

33.4

2 740

86.5

白色

53.1

33.4

1 880

70.0（镀锌板）

白色

47.9

22.1

由表2可以看出，涂了凉爽酷隔热涂料的样板比未涂凉爽酷涂料的样板温度明显降低，根据红外光源的照射强度不同，最高可降低33 ℃以上。按照现有标准，温升降低≥15 ℃以上即为优，凉爽酷涂料已远高于此标准。

1.4 世界同类产品比较

目前，国际上隔热性能最好的涂料有美国凯德、德国巴斯夫、日本美爽酷以及台湾的伊芙特等品牌。其中，德国巴斯弗公司是世界著名的化学材料生产公司；美国凯德防水公司生产的凯德隔热涂料还被称为是美国国家能源部(DOE)和美国环保署(EPA) 大力推崇的“冷屋面系统”；台湾的伊芙特隔热涂料曾获得过广东省颁发的金奖称号；美爽酷是日本有代表性的隔热涂料品牌，曾获得世界级奖项。美国、德国以及日本产品在中国均有销售，但台湾伊芙特蔡鹏由于其黏度较高，而中国空气污染严重，短期内隔热涂料表面即沾满灰尘，失掉了隔热降温效果，目前已经退出中国市场。下面就将凉爽酷隔热涂料与美国、德国和日本的产品通过试验进行比较分析。

把不同品牌隔热涂料样板的白色和彩色分别进行比较，试验记录见表3。

表3温升试验记录

产品名称

颜色

厚度/mm

温度/℃

与凉爽酷温差/℃

凉爽酷

白色

＜0.1

36.3

美国凯德

白色

＞1.0

37.3

1.0(因超厚，无可比性)

德国巴斯夫

白色

＜0.2

45.8

9.5

日本美爽酷

白色

＜0.2

44.0

7.7

凉爽酷

深灰色

＜0.1

37.8

美国凯德

灰色

＞1.0

52.0

14.2(超厚且温升最高，与凉爽酷降温效果相差甚远)

凉爽酷

深棕红色

＜0.1

37.5

日本美爽酷

橙红色

＜0.2

47.5

9.7

从表3可以看出，与凉爽酷比较，德国和日本产品温升比较高，都在7.7 ℃以上。美国白色涂料虽然只相差1.0 ℃，但是其涂膜超厚，达到1.0 mm以上，而且其灰色涂料的温升是所有彩色涂料里面最高的，超过了凉爽酷灰色涂层14.2 ℃。上述试验表明，凉爽酷隔热涂料不仅最薄，而且隔热效果最好，与其他品牌相比具有明显的优势。

1.5 后续研制计划

凉爽酷隔热涂料的研发团队具有很强的研发能力，除了凉爽酷隔热涂料外，另外2种涂料正在试验之中。

1）透明隔热涂料

透明隔热涂料是一种无色的、具有极佳隔热效果的涂料，可应用在汽车、建筑玻璃等上面，减少车内以及建筑内的热量吸收，降低制冷设备的使用，获取极佳的节能减排效果。目前该涂料正在试验中，很快即可获得向市场推广的产品。

2）耐高温保温隔热涂料

耐高温保温涂料具有很好的耐高温、隔热保温作用，应用在高炉等工业设施上，可以保护其内部热量不散失，在保证高炉工作所必需的温度前提下，能够节省更多的燃料。

2 市场分析

隔热涂料在国内外的工程建筑、石油化学、运输贮存、国防军事等诸多领域都有着极其广泛的应用前景。

2.1 建筑工程领域的应用

隔热涂料在建筑表面使用可有效降低建筑物表面及内部的温度，缓解建筑物表面温度变化，不仅对建筑物有良好的保护作用，而且大大减少了建筑内空调的使用，对于改善生活环境和节约能源有着重要的意义。目前，隔热涂料已经应用在住宅、写字楼、机场、彩钢板房、钢结构厂房等各种建筑物上，并且收到了良好的效果。

在未来30年内，我国还要新建400多亿m2的建筑。根据现行建筑管理体系，达不到绿色建筑标准就不得开工，新建建筑必须采取节能技术才能达到开工标准。不仅新建筑要做到节能减排，我国既有的400亿m2建筑的节能改造也要同步进行，使之成为绿色建筑。而既有建筑的改造难度相当大，是困扰建筑业专家和政府官员多年的老大难问题。在既有建筑的外表涂覆凉爽酷隔热涂料，使之成为绿色建筑，简单易行，且节能效果十分显著。凉爽酷隔热涂料的寿命为15年以上，几年之内就可通过节约的能源消耗收回成本，可谓一劳永逸，从经济性和实用性上来讲都极具价值。

不仅在中国，凉爽酷隔热涂料在国外亦有着巨大的应用前景。比如，中东地区的人们都喜欢白色，其建筑和衣服都以白色为主调，究其原因是因为当地气候炎热，而白色是对太阳辐射吸收最少的一种颜色，所以导致白色调的流行。同样，在南美、印度、澳大利亚、东南亚、中东、非洲等全年气候炎热的国家和地区，以及夏季炎热的美国、欧洲、日本等北半球国家和地区，对隔热涂料都有着非常巨大的需求。随着凉爽酷隔热涂料在海外的推广，相信不远的将来，世界人民都将会享受到低能耗、不耗能，达到更加舒适的居住和生活条件。

2.2 国防军事工业的应用

凉爽酷隔热涂料可广泛应用于军舰、战车、营房、军用帐篷等国防军事工业领域。部队营房大多都建设在偏远地区，缺少电力供应，很多都未安装空调，安装空调的也较少使用。而涂覆凉爽酷隔热涂料后，即使在炎热天气下也能够提供舒适的生活环境。同样，在野外执行任务时，军用帐篷是必不可少的装备，在炎热天气下帐篷内闷热难耐，人待在里面极不舒适，严重影响了部队的战斗力，而在帐篷外表涂覆隔热涂料很容易就解决了这个问题。军舰、战车等作战装备密封程度很高，隔热通风很差，在执行任务时因内部温度过高，造成战斗力下降，而制冷设备又消耗了有限的燃料贮存。在涂覆凉爽酷隔热涂料后，可大大降低装备内部温度，提高了舒适性，减少了燃料消耗。

2.3 运输工业领域的应用

凉爽酷隔热涂料可广泛应用于汽车、船舶、集装箱、危险品等运输工业领域。冷藏车、油罐车等运输车辆和船舶、集装箱等长期在阳光照射下工作，受阳光热量的影响。在涂覆凉爽酷隔热涂料后，在提高乘员的舒适度、提高运输的安全性、延长货物贮存时间、降低燃油消耗等方面都有着重大的意义。

2.4 石油化工领域的应用

在石油化工领域，包括油库、石油管道、化工设备等对高温非常敏感，在烈日照射下极易发生着火、爆炸等事故。使用凉爽酷隔热涂料后，能够大大减小阳光热量的影响，运行会更安全可靠。

2.5 其他领域的应用

凉爽酷隔热涂料还可应用于仓库、遮阳板、遮阳伞等其他工业与民用领域。比如危险品仓库，在烈日曝晒下极易引起火灾；汽车用的遮阳板目前都是采用普通的金属材质，反射阳光效果很差，而使用涂覆凉爽酷隔热涂料后，车内环境会更加舒适；常见的遮阳伞由于伞面材料的隔热性差，阻止热量逸散，导致人待在伞下会觉得闷热难耐，而涂覆凉爽酷隔热涂料后，会真正阻止太阳的照射，人待在伞下会非常舒适。随着凉爽酷隔热涂料在市场的大规模推广，将会应用在更多场景和领域。

3 结语

当前，世界各国都非常重视节能減炭，隔热涂料成了研究的热门课题。本文对热反射隔热涂料进行了研究，介绍了热反射涂料的隔热原理、性能和作用以及隔热凃料的应用，并对隔热涂料的市场前景进行了分析预测。同时，对世界著名品牌的隔热凃料及隔热效果进行了试验研究和分析，得岀凉爽酷隔热涂料的隔热效果远高于目前各著名品牌隔热凃料的结论，而且有巨大的市场前景和商业利益。

（详见《现代涂料与涂装2018-7期》）