碳酸钙填料应用在涂料行业效果很不错，近期科学家又发明了一种用在建筑外墙的涂料，颜色是白色的，即使在阳光直射下，也能冷却表面，降低周围环境温度。

新型碳酸钙填料涂料

近期，刊登于《细胞—物理科学报告》的一项新研究成果，展示了一种可用于商业涂料的辐射冷却技术，这种技术的制造成本较低，主要是添加了一种碳酸钙的填料，实现被动地将到达表面95.5%的阳光反射回外部空间。与此相比，目前市场上的商用“拒热涂料”只能反射80%~90%的太阳辐射，不能达到降低环境温度的效果。 

市场分析：紧缺一种涂料可以替代空调，解决热量转换

在温度比较高的时间和地区，一大部分建筑通过空调系统实现内外部热量的转换达到降温的目的，这种方式需要消耗比较多的能源，同时释放出多余的热量，进而加剧了城市环境的温度升高，从而影响了地球气候。所以自20世纪70年代以来，科学家一直在开发辐射冷却涂料来改善这种情况，但之前的涂料不能满足反射足够的阳光、也不能替代传统空调、可商业化的替代品这三个条件，一直没有大的改善。

可降温涂料的意义

这项研究的作者之一、美国印第安纳州普渡大学机械工程学院教授阮秀林说：“开发一种低环境辐射冷却方案是一项持久任务，这种方案能够提供一种方便的单层颗粒基体涂料形式，且可靠性高，这对辐射冷却技术的广泛应用和缓解全球变暖效应至关重要。”

降温涂料如何实现商业化

为了开发商业应用辐射冷却涂料，研究人员使用了碳酸钙填料，使得成本预计可与商业白色涂料相当甚至更低。能实现这种情况主要原因是：碳酸钙有大量带隙，因此有助于减少涂料吸收的紫外线量。研究人员还利用了60%的高粒子浓度促进阳光散射，并且用宽粒子尺寸分布而不是单粒子尺寸来实现高效的宽带散射。

冷却实验结果更加验证了白色涂料的降温作用

为了证明这些改变是否更好地增强了涂料的辐射冷却能力，研究人员在西拉法叶进行了为期两天的冷却测试。在夜间，涂料样品比环境温度低10℃，在太阳处于最高点时比环境温度低至少1.7℃（在阳光直射下，冷却功率超过37W/㎡）。该团队接着进行了第二次测试，其中一部分图案用新型涂料绘制，而另一部分则用同样厚度的商用白色涂料绘制。红外摄像机显示，这种碳酸钙基丙烯酸涂料在阳光直射下的温度比商业上的同类产品更低。

冷却涂料的现场测试图

（A）在超过1天的时间内对CaCO 3-丙烯酸涂料进行现场温度测量。

（B）将涂有CaCO 3-丙烯酸涂料的“ P”图案和其余使用市售白色涂料的“ P”图案置于直射阳光下。普通相机几乎看不到该图案，但是由于CaCO 3-丙烯酸涂料的温度较低，该图案对于红外（IR）相机变得更具特色。

（C）使用反馈加热器直接测量CaCO 3-丙烯酸涂料的冷却能力。

该研究证明了CaCO 3-丙烯酸涂料具有高的颗粒浓度和宽的尺寸分布，能够实现全天的低于环境温度的全天候冷却，并具有0.49的高标准品质因数。固有的大带隙，合适的粒径，宽的粒径分布和高的粒径浓度对于强烈反射阳光至关重要。丙烯酸酯基体的振动共振峰在天窗中提供了强烈的发射，辐射冷却涂料显示出的冷却性能是所报告的最先进方法中最好的，同时具有空前的综合优势，包括便捷的涂料形式，低成本以及与商业涂料制造工艺的兼容性。未来的研究可能旨在通过探索材料和结构，以更薄的薄膜实现更高的性能。

CaCO 3-丙烯酸涂料图

（A）独立式辐射散热涂料样品以及商用白色涂料。

（B）CaCO 3-丙烯酸涂料的SEM图像。从SEM图像测量粒度分布。

CaCO 3-丙烯酸涂料的应用和未来发展空间

研究人员预计，该技术可能惠及广泛行业，包括住宅和商业建筑、数据中心、仓库、食品存储、汽车、户外电气设备、军事基础设施和多功能车辆等。这种涂料可以直接涂在建筑物上，以降低冷却成本。

据有关数据了解，全球能量销量截止到2050年将增长90%。在这样严峻的环境下，可降温涂料的出现会迅速得到应用，从材料实际应用的角度考虑，可以替代热带地区用来降温的白油漆。

相关论文信息：http://dx.doi.org/10.1016/j.xcrp.2020.100221