旋转包覆法构筑高反射低导热型HGM@TiO₂@ZnO核-壳-壳材料

摘要

以空心玻璃微球（HGM）为基体，通过旋转包覆工艺和两步非均相沉淀法在其表面依次均匀包覆鸡蛋壳状TiO₂与纳米针状ZnO，构建了一种高反射低导热型核-壳-壳材料HGM@TiO₂@ZnO.研究结果表明，HGM@TiO₂@ZnO具有的空心核结构减少了热量传递效率，高、低折射率双壳层结构对光产生了多级反射和散射，且纳米针状ZnO之间形成了空腔结构，进一步降低了HGM@TiO₂@ZnO的导热系数，实现了“反射-隔热”双重协同作用. HGM@TiO₂@ZnO材料在可见-近红外（380～2500 nm）波段的太阳光平均反射率高达88.64%，较HGM、 HGM@TiO₂及物理共混材料（HGM&TiO₂&ZnO）分别提升了25.6%, 6.2%和10.0%.向丙烯酸树脂基体中加入体积分数40%的HGM@TiO₂@ZnO时，所得涂层的可见-近红外波段太阳光平均反射率高达72.86%，导热系数低至0.08 W·m^-1·K^-1，较添加相同体积分数HGM的丙烯酸树脂基涂层的反射率提升5.4%，导热系数降低34%.本文揭示了核-壳-壳层级结构对光热性能的协同调控机制，为开发高效热反射隔热功能涂料提供了理论支撑与材料基础.

关键词

空心玻璃微球 / 核壳材料 / 太阳光反射率 / 导热系数 / 涂料