徐凯斌，姬乙凡，刘旭，彭爽，诸嘉磊, 冯汕城
（上海澳润新材料科技有限公司，上海 201800）
摘要： 随着全球气温不断攀升，传统主动制冷技术的弊端日益显著，辐射制冷技术作为一种绿色制冷方案受到广泛关注。本文围绕辐射制冷涂料技术原理展开研究，先阐述了辐射制冷技术的发展背景，对比主动制冷与被动辐射制冷，追溯其发展历程。随后深入剖析辐射制冷涂料的基本原理，基于热传导机制解释了辐射制冷的实现条件，明确了太阳光反射率、发射率等关键技术指标及相关标准。接着介绍了制备辐射制冷涂料的技术路线和配方原理，指出提高涂料太阳光反射率是制备辐射制冷涂料的关键，并详细介绍了多种提升太阳光反射率的方法。最后阐述了辐射制冷涂料配套体系中的不同罩面处理方式。本文旨在为辐射制冷涂料的研究、开发和应用提供全面的理论参考。
关键词：辐射致冷涂料；被动辐射制冷；太阳光反射率；发射率
Discussion on the Technical Principles and Technical Routes of Radiative Cooling Coatings
XU Kaibin, JI Yifan, LIU Xu, PENG Shuang, ZHU Jialei, Feng Shancheng
(Shanghai Aorun New Material Co., Ltd., Shanghai 201800, China)
Abstract: As the global temperature continues to rise, the drawbacks of traditional active cooling technologies are becoming increasingly prominent. Radiative cooling technology, as a green cooling solution, has attracted widespread attention. This paper conducts research on the technical principles of radiative cooling coatings. First, it expounds on the development background of radiative cooling technology, compares active cooling with passive radiative cooling, and traces back its development history. Subsequently, it deeply analyzes the basic principles of radiative cooling coatings, explains the conditions for achieving radiative cooling based on the heat conduction mechanism, and clarifies the key technical indicators such as solar reflectance and emissivity, as well as their relevant standards. Then, it introduces the technical routes and formulation principles for preparing radiative cooling coatings, points out that improving the solar reflectance of coatings is the key to preparing radiative cooling coatings, and details various methods for enhancing solar reflectance. Finally, it elaborates on different finishing treatment methods in the supporting system of radiative cooling coatings. This paper aims to provide a comprehensive theoretical reference for the research, development, and application of radiative cooling coatings.
Keywords: Radiative cooling coatings; Passive radiative cooling; Solar reflectance; Emissivity
0 前言
地球表面平均温度逐年升高（图1），致使更多地区长时间依赖基于空气压缩技术的主动制冷设备，如空调、冰箱等。然而，传统主动制冷技术存在诸多问题：不仅大量消耗电力[1]、产生碳排放[2]，进一步加剧全球变暖[3]；还会产生热气或热水[4]，加重城市热岛效应，形成恶性循环；此外，消耗的制冷剂氟利昂会破坏臭氧层，对地球环境和生物造成严重危害[5]；在夏季制冷用电高峰时，甚至可能引发供电紧张和人道主义灾难。
图1 地球表面平均温度变化图
Fig. 1 Global Average Temperature Change
因此，寻找新型绿色、无需化石能源消耗的制冷技术迫在眉睫。辐射制冷技术作为一种创新有效的被动制冷技术，无需消耗电力即可显著降低表面温度。该技术可广泛应用于建筑节能[1]、通讯数据中心[2]、粮食仓储[6-7]、石油化工储罐[8]、电力设备[9]、冷链物流和新能源[10-12]等领域，能有效替代或减轻主动制冷需求[13-14]，为化解能源危机[15]提供了可持续解决方案，引起了全社会的广泛关注。同时，辐射制冷技术也为应对全球能源危机和气候变暖提供了全新思路，有助于中国实现 2030碳达峰、2060碳中和目标，助力构建低碳、清洁、可持续的美好未来。
本文旨在系统梳理辐射制冷涂料的技术原理与发展路径，为该领域的研究与应用提供清晰的理论框架和实践参考。研究方法上，通过整合国内外相关文献、标准规范及实验数据，结合热传导机制分析与材料性能测试结果，从原理解析、技术指标界定、制备路线优化到配套体系设计进行多维度探讨。具体而言，本文首先阐述辐射制冷技术的基本原理，明确太阳光反射率、发射率等关键指标及其标准要求；随后深入分析现有材料的局限性，提出提高太阳光反射率的技术方法；最后介绍辐射制冷涂料的配套体系及罩面处理方式。上述内容的梳理与总结，不仅有助于学界深化对辐射制冷涂料作用机制的理解，也能为产业界的技术开发和工程应用提供切实指导，推动该技术从实验室走向规模化应用，为全球节能减排和可持续发展贡献力量。
1. 辐射制冷涂料国内外现状
辐射致冷涂料作为被动辐射制冷技术的重要应用载体，近年来成为国内外研究与产业化的热点领域，其发展历程与技术突破呈现出显著的阶段性特征。
1.1 国外发展现状
国外对辐射致冷涂料的研究起步较早，技术积累深厚。2014年，斯坦福大学范汕洄团队首次在《Nature》报道了可实现白天被动辐射制冷的微纳结构材料，为涂料类辐射致冷材料的开发奠定了理论基础[25]。此后，美国、新加坡、德国等国家的研究机构相继突破关键技术，例如美国加州大学团队通过设计光子晶体颗粒与多孔结构结合的涂料体系，将太阳光反射率提升至0.97，实现了日间5-8℃的降温效果[26]。
标准体系方面，美国材料与试验协会（ASTM）已制定多项关于太阳光反射率、发射率的测试标准（如ASTM E1980-11），为辐射致冷涂料的性能评价提供了依据；欧盟则通过“建筑能效指令”推动辐射致冷涂料在绿色建筑中的应用，部分国家已将其纳入低碳建筑补贴范畴。
欧美等发达国家对辐射致冷涂料的研究活跃，技术积累也较深厚。不过，或许是由于对产品性能的要求较高，或是秉持着相对保守、稳健的态度，目前真正商业化的辐射致冷涂料产品并不多，总体来看在这一领域的商业化进程落后于中国。
1.2 国内发展现状
国内对辐射致冷涂料的研究虽起步稍晚，但近年来发展势头迅猛。清华大学、北京大学、复旦大学、上海交通大学、香港城市大学、南京大学、东南大学等知名高校及科研机构均设有相关研究团队，其成果不仅发表于《Science》《Nature》等顶级期刊，部分团队还将其研究成果转化落地，创办了辐射致冷涂料领域的初创公司。
在标准建设方面我国同样处于世界领先水平。中国工程建设标准化协会于2024年发布的T/CECS 10378-2024《建筑用辐射致冷涂料》标准是全球首个辐射致冷涂料领域的标准，其中首次明确了太阳光反射比（≥0.92）、大气窗口发射率（≥0.92）等关键指标，为行业规范化发展奠定了基础[33]。
产业化方面，上海澳润新材料科技有限公司在辐射致冷涂料原材料领域成绩显著，其推出的守酷SOUCOOL®无电致冷系列颜料，是业内首个辐射致冷涂料用商业化原材料，为下游涂料生产企业提供了关键原材料支持，有力推动了我国辐射致冷涂料产业化进程。
近年来，我国推出辐射制冷涂料的企业主要分为两类：一类是由大学和科研机构创办的初创公司，例如香港城市大学创办的创冷科技和中建西南院创办的中建光子；另一类是涂料龙头企业，如富思特、北新建材、北新嘉宝莉、科顺、美涂士、三棵树、立邦、阿克苏等，这些企业在近两年纷纷推出辐射致冷涂料新产品，集体布局该领域。
2. 辐射制涂料的工作原理、关键技术要求及相关标准
2.1 辐射制冷技术简介
目前，人类的生产生活大多仍依赖传统的基于空气压缩技术且消耗电能的制冷方式，这种制冷方式被称为主动制冷[16] (Active Cooling)。与之相反，被动辐射制冷（Passive Radiative Cooling，PRC）无需消耗电能，地球表面的物体可通过2.5-25 μm间的中红外辐射，特别是8-13 μm间的 “大气窗口”，将热量传递给寒冷的外太空（3 K），从而达到降温制冷的目的[17]。由于被动辐射制冷无需消耗电能，因此也常被称为无电制冷（Electricity-free Cooling）。
被动辐射制冷技术并非全新概念，建筑的被动辐射制冷概念可追溯至古罗马时代[16]。在自然界中，辐射制冷现象也较为常见，例如，即使未达到冰点和露点温度，夜间叶子上也会形成露水[18]（图2(a)）和霜冻[19]（图2(b)），这是因为被动辐射制冷使夜间叶子表面温度低于环境空气温度。早在几个世纪前，热带亚热带地区就已能够合理利用夜间的辐射制冷为建筑物降温以及对水进行结冰脱盐。这种在夜间辐射体表面温度低于环境空气温度的现象，被称为夜间被动辐射制冷（Passive Nocturnal Radiative Cooling），宽谱（2.5-50 μm）和选择性（8-13 μm）高辐射材料在夜间均可实现显著的降温效果[8, 20-21]。
图2 自然界中的辐射制冷现象：叶子表面的(a)露水和(b)霜冻
Fig. 2 Radiation cooling phenomena in nature: (a) dew and (b) frost on the surface of leaves
上世纪70年代前后，对夜间辐射制冷材料的研究较多，但其应用一直局限于夜晚[22-23]。白天，由于太阳光照射强烈，物体表面会吸收大量太阳能，且太阳辐照功率远大于辐射制冷功率（太阳辐照功率一般是辐射制冷功率的十倍至几十倍），使得物体表面温度很难低于环境空气温度，因此白天被动辐射制冷现象很难实现[24]。
白天被动辐射制冷的研究工作最早由斯坦福大学华人学者范汕洄团队完成，并于2014 年在《Nature》上发表报道[25]。近年来，随着微纳技术的发展，新型辐射制冷材料不断涌现，如光学薄膜材料[26-29]、超材料及超表面[30]、光子晶体[25,31,19]等。这些材料既具有高太阳光谱反射率，又在 “大气窗口” 波段具有高发射率，能够在日间全天候气候条件下，甚至夏天正午时分，使表面温度低于环境空气温度，实现白天低于环境温度的被动辐射制冷[32]（Passive Full Daytime Sub-ambient Radiative Cooling），常简称为白天被动辐射制冷（PDRC）或辐射制冷（RC）。本文中所说的 “辐射制冷” 均指白天辐射制冷（PDRC），更准确地说是指在白天太阳直射（包括夏天中午）的情况下，涂料表面温度均可低于环境空气温度的降温制冷现象。
需要特别指出的是，“辐射制冷” 在英文文献中均用 “radiative cooling” 表示，大部分中文文献将 “cooling” 译为 “制冷”，但中国工程建设标准化协会发布的T/CECS 10378-2024《建筑用辐射致冷涂料（radiative cooling coating for build）》标准中将 “cooling” 确定译为 “致冷”，故 “辐射制冷涂料” 等同于 “辐射致冷涂料”[33]。
2.2 辐射制冷基本原理
热的传递主要有三种机制：固体的直接热传导、气体和液体的热对流以及物体间通过电磁波交换能量的热辐射传递。任何温度大于0 K的热物体均可自发通过电磁波进行热辐射，并且所有物体作为热发射器和接收器的效率相同，即发射率在热平衡时总是等于吸收率。物体间通过相互辐射传热，热传递方向由高温物体向低温物体进行，温度越高的物体，发射的电磁波频率越高（波长越短），能量越大。
图3 太阳、地球和外太空间的热辐射
Fig. 3 Thermal radiation between Sun, Earth and outer space
由于地球表面、太阳表面和外太空的温度不同（地球表面温度约为300 K，太阳表面温度约为6000 K，外太空温度约3 K），地球在白天接收太阳的热辐射（300-2500 nm，含紫外、可见光和近红外）吸收能量，同时也会向极冷的外太空发射出2.5-50 μm的中红外电磁波释放能量，总体上从太阳吸收的热量与释放到外太空的热量基本持平，所以地球温度基本保持恒定[34]。然而，现代人类社会活动导致大气中二氧化碳浓度升高，产生的温室效应使释放到外太空的热量减少，进而造成地球表面气温升高。
图4 地球表面热辐射（左-示意图，右-定量详解图）
Fig. 4 Thermal radiation on the surface of Earth (left - schematic diagram, right - quantitative detailed explanation diagram)
如图4[1]所示，白天，地球表面受到太阳辐射，经过大气层后到达地面的电磁波包括紫外光、可见光和近红外，在300-500 nm间，总能量约为1000 W/m²。若表面涂层的反射率为 TSR，则吸收的太阳能量为Psolar = 1000 × (1 - TSR)。地球表面对外太空的热辐射波长在 2.5-50 μm，辐射功率为Prad，峰值在8-13 μm间，刚好处于 “大气窗口” 范围内，可通过该窗口将热量释放给寒冷的外太空。大气层对地球表面也会产生辐射，其辐射功率为Patm，总辐射冷却功率为（Prad - Patm），净辐射制冷功率 P辐射制冷 = (Prad - Patm) - Psolar。在不考虑空气对流和底材热传导对表面温度的影响时，只要总辐射放热功率大于吸收太阳的热量，即（Prad - Patm）> Psolar，表面即可降温，实现白天被动辐射制冷[1]。
夏季中午太阳的辐照强度约为1000 W/m²，地表辐射冷却功率受空气中水蒸气含量的影响在10-150 W/m²之间，一般取值100 W/m²。只有当涂料的总太阳光反射率TSR大于0.90时，吸收太阳的能量Psolar才能小于100 W/m²，即吸收的太阳能小于理想黑体的冷却功率，此时表面温度可低于环境空气温度，实现被动辐射制冷。这就是辐射制冷的基本要求，即辐射制冷涂料应具有极高的太阳光反射率和发射率。目前，辐射制冷学术界普遍认为被动辐射制冷的基本要求是：太阳光反射率 TSR≥0.90，发射率 E≥0.90，并且太阳光反射率和发射率越高，制冷功率越高，降温效果越好。当太阳光反射率TSR达到0.95时，几乎可以在任何气候条件下使涂层表面温度低于环境空气温度[1,25]。
现已广泛用于冷屋顶和建筑外墙节能降耗的反射隔热涂料也具有较高反射率和与辐射制冷涂料类似的高发射率。然而，即使是反射率最大的白色反射隔热涂料，其反射率一般在 0.85-0.88，无法达到辐射制冷涂料反射率0.90的基本要求。反射隔热涂料只是相对于建筑物本身和普通涂料具有更高的太阳光反射率，表面温度更低，具有一定节能功效，但不能像辐射制冷涂料那样在夏天白天使建筑表面温度低于环境空气温度[14, 35-36]。
2.3 辐射制冷涂料关键技术指标
图5是四种不同材料的屋顶，它们的太阳光反射率（TSR）和发射率（E）均不相同，由太阳光反射率和发射率共同决定的、直接反映日照下表面升或降温幅度的太阳光反射指数SRI也不同。当夏天大气温度为35 ℃时，黑色沥青屋顶反射率极低、发射率高，SRI仅为3，表面温度最高，达到80 ℃；金属屋顶发射率极低、反射率高，SRI为90，表面温度为60 ℃，明显低于黑色沥青屋顶；白色反射隔热涂料具有较高反射率和发射率，SRI可达107，表面温度更低，仅略高于空气温度；辐射制冷涂料具有最高的反射率和发射率，SRI高达121，表面温度仅30 ℃，低于环境空气温度5 ℃，实现了夏天白天被动辐射制冷效果。
图5 太阳光反射率和发射率对屋顶温度的影响
Fig. 5 The influence of solar reflectance and emissivity on roof temperature
由此可见，决定表面温度和制冷节能效果的关键技术指标是太阳光反射率和发射率，其中太阳光反射率的影响更大，起决定性作用。比较反射率和发射率不同的两个涂料的制冷降温效果，可以根据ASTM E1980-11标准计算太阳光反射指数SRI，SRI值越大，制冷降温效果越好。
通过比较太阳辐射功率（约1000 W/m²）与辐射制冷功率（约100 W/m²）的大小，以及根据ASTM E1980-11标准，用TSR和E来计算SRI，再结合大量户外现场实验结果均表明：对于辐射制冷涂料的制冷功率，太阳光反射率TSR的影响是发射率E的10-20倍，即太阳光反射率是决定辐射制冷涂料制冷功率和降温效果的最关键因素。
大量研究发现，只要不含金属颜料（如铝粉），由高分子有机聚合物和不同无机颜、填料混合组成的普通涂料和反射隔热涂料的发射率均可达到0.95，接近于理想黑体的发射率1。若要继续增大发射率不仅实际意义不大，而且非常困难[18]，同时还可能增加成本，甚至降低反射率。综上所述，制造辐射制冷涂料的关键在于提高太阳光反射比，而非发射率。
2.4 辐射制冷涂料标准介绍
中国工程建设标准化协会发布的T/CECS 10378-2024《建筑用辐射致冷涂料》[33]对辐射致冷涂料的辐射性能提出了明确要求，具体包括太阳光反射比、半球发射率和大气窗口发射率三个项目指标，见表1。其中，太阳光反射比要求达到0.92，略高于一般学术文献认为的基本要求（0.90）；半球发射率要求≥0.88，高于反射隔热涂料≥0.85的要求；大气窗口发射率在反射隔热涂料中并无要求，此标准中要求≥0.92。半球发射率是指波长在2.5-50 μm间宽谱的半球上各个方向的平均发射率，大气窗口发射率是指波长在8-13 μm间 “大气窗口” 的选择性法向垂直发射率，通常大气窗口发射率数值较半球发射率高0.05，因此若涂料的半球发射率达到0.88，其大气窗口发射率一般能达到0.92。
表1 建筑用辐射致冷涂料的辐射致冷性能
Table 1 Performance of radiative cooling coatings for buildings
序号 |
项目 |
指标 |
1 |
太阳光反射比 |
≥0.92 |
2 |
半球发射率 |
≥0.88 |
3 |
大气窗口发射率 |
≥0.92 |
除上述辐射性能要求外，该标准还规定辐射致冷涂料的耐水性、耐碱性、耐洗刷性、耐温变性、耐沾污性和耐人工老化性能等也应符合相关涂料标准的要求。
3. 制备辐射制冷涂料的技术路线
3.1 钛白在辐射制冷涂料中的局限性
辐射制冷涂料的重要指标是高太阳光反射率和中红外发射率。由于一般涂料在不含金属颜料的情况下，发射率已接近黑体发射率，所以真正的关键指标是太阳光反射率。因此，制备辐射制冷涂料的重点在于如何提高涂料的太阳光反射率。
表2 不同粒径金红石钛白反射比（UV, VIS, NIR, TSR）[37]
Table 2 Reflection ratios of rutile titanium dioxide with different particle sizes (UV, VIS, NIR, TSR) [37]
粒径 |
紫外（UV）% |
可见光（VIS）% |
近红外（NIR）% |
太阳光（TSR）% |
d = 25 nm |
5.9 |
45.1 |
16.6 |
28.9 |
d = 50 nm |
10.2 |
74.3 |
41.5 |
55.4 |
d = 100 nm |
13.3 |
85.6 |
73.4 |
78.0 |
d = 200 nm |
5.4 |
85.7 |
91.3 |
87.7 |
d = 400 nm |
5.1 |
81.3 |
95.1 |
87.9 |
d = 800 nm |
4.7 |
77.4 |
94.1 |
85.6 |
金红石型钛白粉因对占总太阳辐照能量约95%的可见光和近红外光具有很高的反射率，且性价比高，而被广泛应用于反射隔热涂料中[38]。一般在白色和浅色漆反射隔热涂料中，常使用粒径在280 nm左右的颜料级钛白粉；在中等明度和低明度的彩色涂料中，则优先选用粒径为400-1000 nm的红外反射钛白，如泛能拓的ALTIRIS® W400、550和800。
然而，钛白粉的带隙为3.0 eV，本质上是良好的紫外线吸收剂，紫外线（UV，300-400 nm）吸收率可达95%，同时还吸收紫色光（400-410 nm），约占太阳光总能量的7%，这使得TSR被限制在0.93以下。优化钛白粉的粒径分布虽可增大散射效率，使反射率接近这一极限[39]，但由于高分子聚合物在近红（NIR, 780-2500 nm）有一定吸收，且可见光也无法全部反射[40-41]（如图6），因此含钛白的涂料的太阳光反射率极限值为0.90-0.92。实际中，反射率最好的含钛白粉的白色反射隔热涂料的反射率一般在0.85-0.88，美国冷屋顶涂料登记的最高反射率为0.86[42-44]。使用这种涂料的表面与使用普通涂料和未涂漆的表面相比，温度会明显降低，但仍无法达到低于环境空气温度的白天被动辐射制冷（PDRC）效果。所以，金红石型钛白粉不能用于辐射制冷涂料面漆中。
图6 含钛白涂料的太阳光反射率与波长的关系[1]
Fig. 6 The relationship between the solar reflectance and wavelength of titanium dioxide coatings
3.2 提高辐射致冷涂料太阳光反射率的方法
目前，提高辐射致冷涂料太阳光反射率的方法主要有以下几种：
1. 使用特殊光子晶体颗粒：选用在300-2500 nm波长范围内具有高反射率（宽带隙，> 4.13 eV），同时具有高或低折射率（≥1.7或≤1.35）且性价比高的光子晶体颗粒[37]。氧化锌和硫化锌虽是折射率较高的白色颜料，但如钛白粉一样，带隙小于4.13 eV，是强紫外线吸收剂，不能用于辐射制冷涂料。常见的碳酸盐、硅酸盐和二氧化硅等填料，虽不吸收太阳光，但折射率低，与树脂基本相当，散射力差，只有在极高膜厚时（接近毫米级）才具有高反射率，同样不能用于辐射制冷涂料[45-46]。目前，稀土金属氧化物、氮化物等被认为是最具潜力的辐射制冷材料[42-43,47]，这也是辐射制冷领域材料科学家的主要研究方向之一。
2. 引入空气孔隙：由于空气对太阳光的吸收率低，折射率为1，而涂料中主要材料树脂和填料的折射率约为1.5，两者折射率差值为0.5，可对太阳光产生较强的散射。引入空气孔隙的方法包括加入无机玻璃陶瓷或有机聚合物塑料中空微球、通过反应形成凝胶或气体挥发及气体发泡等产生气孔以及采用高PVC配方设计等。中空微球的孔径较大，一般为几十微米，散射效率较低，在普通薄层涂料中难以应用[48-49]。无机硅酸盐涂料可通过水玻璃和硅溶胶的化学反应形成无机凝胶，水挥发后形成微、纳米级孔隙，能对整个太阳光的紫外、可见光和近红外产生强烈散射，是一种理想的方法[42-43, 50]。高PVC配方设计是最简单、经济且常用的引入空气提高散射效率和遮盖力的方法，在传统工程内墙涂料中广泛使用。但在户外用有机涂料中，高PVC配方一般不被接受，因为树脂少、孔隙多，会导致抗老化性、耐沾污性、抗冻融性等性能较差。不过，无机硅酸盐涂料和硅树脂涂料作为高PVC涂料可用于户外，且在欧洲和世界各地的实践证明，其作为外墙涂料的使用寿命可达20-30年，无机硅酸盐涂料的使用寿命甚至可长达百年[1,51]。
3. 优化颗粒和孔隙参数：优化方法1中光子晶体颗粒或方法2中孔隙的粒径、不同粒径组合以及增大浓度等，均可提高涂料的太阳光反射率。
4. 采用复合涂层体系：采用含钛白的底漆和不含钛白的辐射制冷面漆配套的复合涂层体系，如图7所示。由于波长越短，穿透能力越弱，见图8，紫外光较容易被面层涂料遮盖并反射出涂膜，而透过面层的可见光和近红外光可通过高散射效率的含钛白的底漆反射出来，这样相对较薄的复合涂层体系就能对包含紫外、可见光和近红外的整个太阳光具有极高反射率[1,18]。
图7 辐射制冷复合涂层体系
Fig. 7 RC compound coating system
图8 漆膜中透过率与波长的关系
Fig. 8 The relationship between transmittance and wavelength in paint films
与其他涂料体系一样，涂料的许多重要性能由树脂决定。辐射制冷面漆由于其相对较高的颜料体积浓度（PVC），树脂含量较一般户外用涂料更少，同时对其抗黄变等性能要求更高。因此，选择合适的树脂（或称粘结剂）体系对于辐射制冷涂料来说至关重要。在辐射制冷涂料技术文献中，氟碳和聚二甲基硅氧烷（PDMS）因耐候性好且对近红外的吸收率更低而被广泛使用[52]；纯丙烯酸和水性脂肪族聚氨酯则因耐候性良好、原材料易得、性价比高而被商业涂料采用。无机硅酸盐体系由于具有最佳的耐候性、微纳米多孔结构产生的更高太阳光反射率以及低成本被认为是无电制冷涂料的最优选择[51]。
4. 辐射制冷涂料配套体系
如上所述，辐射制冷涂层通常采用含钛白的高可见光和近红外反射率的底漆同不含钛白的紫外、可见光和近红外全反射的辐射制冷面漆配套组成复合涂层体系可以保证在最小膜厚、最低成本下实现白天被动辐射制冷效果[1]。
由于通常辐射制冷面漆的颜料体积浓度（PVC）稍大于临界颜料体积浓度（CPVC），涂膜为多孔结构，为了提高涂料的耐候性、抗粉化性、防水性、耐沾污性和耐温变性，现商用辐射制冷涂料制造商均推出辐射制冷罩光剂对辐射制冷涂层进行罩面处理。
罩面通常有两种类型，即成膜型罩光和非成膜型罩光。成膜型罩光剂也就是清漆，主要组成是高分子有机聚合物，在溶剂挥发后可在涂层表面形成一层连续致密的聚合物薄膜来防止雨水的进入，保护多孔涂层。这种罩光可能会减少涂层的孔隙，使太阳光反射比稍有降低。另外，为了保持涂层的高紫外反射率，罩光剂中不能采用传统罩光剂的做法加入紫外线吸收剂，因此成膜型罩光的耐候性和抗黄变性一般会较白漆稍差。
非成膜型罩光剂一般由小分子超疏水氟硅化合物组成，如含氟硅烷或含氟硅酸盐等。这种罩光不会形成连续致密的聚合物膜，但可以通过化学反应或物理附着，使涂层表面疏水化，使雨水不再能进入涂膜的孔隙中，从而保护辐射制冷涂层。由于不形成连续的涂膜，故不会影响原涂层的孔隙率和抗黄变性能，因此罩光处理后涂层的太阳光反射率和耐黄变性保持不变。
5 结语
综上所述，辐射致冷涂料技术作为应对全球气候变暖与能源危机的创新解决方案，展现出了巨大的发展潜力和应用价值。
从原理层面来看，辐射致冷涂料基于热辐射传递机制，利用 “大气窗口” 实现热量向太空的散发，突破了传统制冷方式对电能的依赖，为制冷领域带来了全新的思路。其关键技术指标，如太阳光反射率和发射率，不仅决定了涂料的制冷性能，也为材料的研发和选择指明了方向。
在制备技术上，尽管目前面临着一些挑战，如寻找兼具高太阳光反射率、合适折射率和高性价比的材料，但通过采用多种创新方法，如使用特殊光子晶体颗粒、引入空气孔隙、优化涂层结构以及选择合适的树脂体系等，已取得了显著的进展。这些技术路线为进一步提升辐射致冷涂料的性能提供了有效途径。
在实际应用中，辐射致冷涂料可广泛应用于建筑、工业、能源等多个领域，对于降低能源消耗、减少碳排放、缓解城市热岛效应具有重要意义。其不仅能为建筑节能带来直接效益，还有助于推动各行业向绿色、可持续方向发展。
然而，辐射致冷涂料技术仍处于不断发展和完善的阶段。未来，需要进一步深入研究材料的性能和制备工艺，以提高涂料的综合性能，降低成本，增强其在不同环境条件下的适应性和耐久性。同时，加强与其他相关技术的融合，如智能控制技术、储能技术等，有望拓展辐射致冷涂料的应用场景，使其在更多领域发挥作用。
相信随着研究的不断深入和技术的持续进步，辐射致冷涂料技术将在全球可持续发展的进程中扮演越来越重要的角色，为构建更加绿色、宜居的未来做出积极贡献。
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