Yakın kızılötesi ışınları yansıtan ve ileten serin toz kaplamların geliştirilmesi
Development of cool powder coatings with high NIR transmittance and reflectance
Yazar: SİNEM AKYOL
Danışman: PROF. DR. GÜRALP ÖZKOÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Güneş ışınlarına maruz kalan bir yüzeyin sıcaklığı, güneş ışığını yansıtma ve kızılötesi yayılım yapma özelliklerinden etkilenmektedir. Yüksek yansıtma ve yayılım değerlerine sahip bu kaplamalar, 'serin kaplamlar' olarak adlandırılmaktadır. Serin kaplamlar binalarda ısınmayı azaltarak, soğutma için gereken enerji ihtiyacını düşürmekte ve kentsel ısı adası etkisini hafifletmektedir. Bina bileşenlerinde yaygın olarak kullanılan alüminyum, yüksek yansıtma özelliğine sahiptir. Ancak korozyon dayanımı ve estetik kaygılardan dolayı, alüminyumun kaplanmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Yapılan çalışmada, kızılötesi ışınları yansıtan serin pigment kullanılarak yansıtıcı kaplamalar ve kızılötesi ışınları ileten serin pigment kullanılarak, alüminyum yüzeylerin yüksek yansıtma özelliğinden faydalanan serin kaplamalar tasarlanmıştır. 8 farklı renkte tasarlanan standart kaplama ve geliştirilen serin alternatiflerinin yansıtma ve termal özellikleri incelenmiştir. Bu renklerden en çok ısınan renk olarak bilinen siyah (RAL9005) kaplama seçilerek, farklı parlaklık ve yüzey dokusunun, film kalınlığının, dolgu ve alüminyum pigment ihtivasının, yansıtma performansına etkileri incelenmiştir. Ayrıca seçilen bir renkte pigment miktarının etkileri analiz edilmiştir. Kaplanan panellerin UV/VIS/NIR spektrofotometre kullanılarak yansıtma performansları, IR lamba etkisinde ve gün ışığı etkisinde termal analizleri yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, kızılötesi ışınları ileten pigment ile tasarlanan kaplamaların yansıtma özelliklerinde daha yüksek iyileşme olduğu görülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucunda karbon siyahı ile tasarlanana siyah renk kızılötesi ileten serin pigment ile geliştirildiğinde %443 'e kadar TSR değeri iyileşmesi görülmüştür. Serin kaplamaların farklı renk, parlaklık, yüzey dokusuna sahip olabileceği, dolgu ihtivası ile ucuzlatılabileceği ve alüminyum pigment ihtivası ile özel efekt verilebileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The temperature of a surface exposed to sunlight is affected by its ability to reflect sunlight and make infrared emission. These coatings with high reflectance and diffusion values are called "cool coatings". Cool coatings reduce the heating of buildings, reduce the energy need for cooling and alleviate the urban heat island effect. Widely used in building components, aluminum has high reflectivity. However, aluminum needs to be coated due to corrosion resistance and aesthetic concerns. In the study, reflective coatings using a cool pigment that reflects infrared rays and a cool pigment that transmits infrared rays, and cool coatings that benefit from the high reflectivity of aluminum surfaces were designed. The reflection and thermal properties of the standard coating designed in 8 different colors and the developed cool alternatives were examined. Among these colors, black (RAL9005) coating, which is known as the most warming color, was selected, and the effects of different brightness and surface texture, film thickness, filler and aluminum pigment content on the reflection performance were examined. In addition, the effects of the amount of pigment in a selected color were analyzed. Reflection performances of the coated panels were analyzed by using UV / VIS / NIR spectrophotometer, under IR lamp and daylight effect. As a result of the studies, it has been observed that the reflective properties of the coatings designed with pigments that transmit infrared rays have higher improvement. As a result of the studies carried out, when the black color designed with carbon black was developed with an infrared-transmitting cool pigment, an improvement of up to 443% was observed in the TSR value. It was concluded that cool coatings can have different color, brightness, surface texture, cheaper with filler content and special effects with aluminum pigment content.