非白色建筑表面制造技术

本发明专利技术提供一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括：基底；第一反射涂层，其在所述基底的外表面的至少一部分上，该带涂层的基底表现出至少约２５％的最小直射日光反射率值；和第二反射涂层，其在所述第一反射涂层的至少一部分上，其中，所述第一反射涂层和所述第二反射涂层的组合使得该基底具有以下性质中的至少一种：（ｉ）在７７０到２５００ｎｍ的波长范围内的基本所有点上的反射率至少为约２０％，和（ｉｉ）在７７０到２５００ｎｍ的范围内（包括７７０和２５００ｎｍ端值在内）测得的总反射率值至少为７０００。还提供具有所述涂层的多种基底以及生成所述建筑表面的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在诸如沥青屋顶板(asphalt shingle)之类的屋顶和其它外表面上使用的用于提高太阳光反射率的反射涂层。
技术介绍
为了能源节约，越来越期望将屋顶和其它外表面的太阳能反射掉。被吸收的太阳能增加建筑物的能源费。另外，在人口稠密区如大城市区，太阳能的吸收会增加环境气温。太阳能的主要吸收体为建筑屋顶。在大城市区中的环境气温比周边的农村地区高10或更多是非常常见的。这种现象通常称为城市热岛效应。将太阳能反射而不吸收它，可降低冷却费并由此降低建筑物中的能源费。另外，减少太阳能吸收可以通过帮助降低环境气温来提高人口稠密区的生活质量。可以通过使用金属屋顶材料或带金属涂层的屋顶材料来实现太阳能反射。然而，因为金属屋顶材料或带金属涂层的屋顶材料的热发射率低，所以这种材料由于限制辐射热流而不能产生显著的能源节约，从而不能降低能源费。还可以通过使用白色或浅色的屋顶来实现太阳能反射。然而，白色或浅色的斜式屋顶由于美学方面的原因而不被市场所接受，反而深色屋顶受到人们的青睐。但是，深色屋顶正是由于其彩色的或非白色的屋顶材料的性质而对太阳能的吸收程度更高，反射更少。非平坦的或斜式的屋顶通常使用涂有附着于其外表面的彩色颗粒的屋顶板。这种屋顶板通常由在沥青中嵌入颗粒的沥青基材制成。使用屋顶材料颗粒既是出于美学原因，又是用于保护屋顶板下面的基材。这种颗粒特有的性质是在屋顶板上产生显著的表面粗糙度。由此，太阳辐射的反射率会降低，因为辐射以多次散射的方式被散射，这导致与置于光滑表面上的相同涂层相比吸收增加。
技术实现思路
本专利技术提供一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括基底、第一反射涂层和第二反射涂层，所述第一反射涂层在所述基底的外表面的至少一部分上，使得具有该第一反射涂层的所述基底表现出至少约25％的最小直射日光反射率值；所述第二反射涂层在所述第一反射涂层的至少一部分上，其中，所述第一反射涂层和所述第二反射涂层的组合使得该基底在770到2500nm的波长范围内的基本所有点上的反射率都至少为约20％。在另一个方面中，本专利技术提供一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括基底、第一反射涂层和第二反射涂层，所述第一反射涂层在所述基底的外表面的至少一部分上，使得具有该第一反射涂层的所述基底表现出至少约25％的最小直射日光反射率值；所述第二反射涂层在所述第一反射涂层的至少一部分上，其中，所述第一反射涂层和所述第二反射涂层的组合使得该基底在770到2500nm(包括770和2500nm端值在内)的范围内测得的总反射率值至少为约7,000。在另一个方面中，本专利技术提供一种产生非白色建筑表面的方法，该方法包括将第一涂层溶液涂敷到基底外表面的至少一部分上；使所述第一涂层溶液固化成第一反射涂层，以形成带涂层的基底，所述第一反射涂层表现出至少约25％的最小直射日光反射率值；将第二涂层溶液涂敷到所述带涂层的基底的至少一部分上；以及使所述第二涂层溶液固化成第二反射涂层，其中，所述第一反射涂层和所述第二反射涂层的组合提供以下性质中的至少一种(i)在770到2500nm的波长范围内的基本所有点上的反射率至少为约20％，和(ii)在770到2500nm(包括770和2500nm端值在内)的范围内测得的总反射率值至少为7000。在另一个方面中，本专利技术提供一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括无机的非金属基底、第一反射涂层和第二反射涂层，所述第一反射涂层在所述基底的外表面的至少一部分上，该带涂层的基底表现出至少约25％的最小直射日光反射率值；所述第二反射涂层在所述第一反射涂层的至少一部分上，其中，所述第一反射涂层和所述第二反射涂层的组合使得该基底具有以下性质中的至少一种(i)在770到2500nm的波长范围内的基本所有点上的反射率至少为约20％，和(ii)在770到2500nm(包括770和2500nm端值在内)的范围内测得的总反射率值至少为7000。本专利技术一个方面的优点为提供具有反射太阳能的性质的建筑基底。建筑基底的例子包括屋顶板和瓦。根据下面对本专利技术的详细说明部分和权利要求书，本专利技术的其它特点和优点是显而易见的。以上概述并不意味着描述了本专利技术的每一个示例性实施方案或每一种实施方式。以下的说明部分更具体地描述和举例说明利用本文所公开的原理的某些优选实施方案。附图说明图1示出本专利技术一个实施方案的包括基底、第一涂层和第二涂层的屋顶材料颗粒。具体实施例方式本专利技术包括一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括带涂层的基底，例如那些相对于常规的屋顶材料颗粒提高了太阳光反射率的用于屋顶材料中的颗粒。通过首先给基底颗粒提供反射性的底漆或底涂层，然后在底涂层上用包含非白色颜料的第二涂料提供第二涂层，来获得提高的反射率。在一些实施方案中，颜料可能提高了在太阳光谱的近红外线(NIR)(700-2500nm)部分上的反射率。在一些实施方案中，基底为无机的、非金属的。虽然在整个说明书中提及的是屋顶材料颗粒，但是可将底涂层和外涂层布置在其它建筑物表面上，如玻璃、瓦(如粘土瓦或混凝土瓦)、屋顶物质、混凝土、岩石，所述材料可以是(但不必是)颗粒状的。已经发现，相对于具有单一涂层的类似可见颜色的颗粒，由涂有反射性底漆或底涂层和含非白色颜料的第二涂层或外涂层的基矿(base mineral)构成的屋顶材料颗粒提高了太阳光的反射率。在一些实施方案中，在所感兴趣的波长处所得到的反射率超过至少20％。至少25％的太阳光反射率值满足由美国环境保护局(EPA)提出的题为“Energy Star”项目下的目前太阳光反射率标准。短语“太阳光反射率”和“直射日光反射率”在本申请中可互换地使用。EPA允许制造商对于那些符合某些能量规格的屋顶材料产品使用标志“EnergyStar”。该“Energy Star”标志是置于屋顶材料产品的理想标志。在一些实施方案中，本专利技术使用与以前的着色剂相比提高了太阳光谱的NIR部分的反射率的有色颜料。NIR占太阳入射能的约50-60％。提高太阳光谱NIR部分的反射率，在能量效率方面会产生显著的效益，从而这种颜料可用于本专利技术的一些实施方案中。直射日光反射率是指根据ASTM方法G159中所定义的纵坐标方法(ordinate procedure)的变型计算出的在300到2500nm的波长范围内从垂直于辐射轴的表面上被反射的太阳辐射占被接受的太阳辐射的比值。使用从位于美国加利福尼亚州伯克利市的LawrenceBerkley实验室承索可得到的电子数据表，在感兴趣的范围内以5nm为间隔计算内插的辐照度数据，所述电子数据表组合了根据ASTM方法G159获得的在大气质量1.5的法向直射和半球向日射辐的辐照度(Solar Irradiance Air Mass1.5)数据。使用5nm间隔数据通过将单个的辐照度除以300到2500nm的总辐照度来得到加权因子。然后，将加权因子乘以按5nm间隔得到的实验反射率数据，从而得到在这些波长处的直射日光反射率。总反射率值是指在770到2500nm范围内(包括770和2500nm端值在内)以5nm间隔测得的各离散的反射率百分比数值的总和。CIELAB为由CIE在1976年所采用的两个系统中的第二个，这两个系统作为在数值上更好地表示均匀色空间的模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非白色建筑表面，该非白色建筑表面包括：基底；第一反射涂层，其在所述基底的外表面的至少一部分上；所述带涂层的基底表现出至少约２５％的最小直射日光反射率值；和第二反射涂层，其在所述第一反射涂层的至少一部分上，其中，所 述第一反射涂层和所述第二反射涂层的组合使得该基底在７７０到２５００ｎｍ的波长范围内的基本所有点上的反射率至少为约２０％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫L格罗斯，约瑟夫J格雷厄姆，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]