隔熱保溫涂料的現(xiàn)在與發(fā)展前景

來源：南寧維一瀏覽：次發(fā)布時間：2019-04-11

前言

隨著能源的日益緊缺，節(jié)能降耗已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可回避的話題。近年來，隔熱保溫材料的市場規(guī)模隨需求不斷擴(kuò)大，在工業(yè)、建筑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而在眾多隔熱保溫材料中，隔熱保溫涂料在很多應(yīng)用場景下也許并非首選，但是不可否認(rèn)的是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，隔熱保溫涂料開始受到廣泛地關(guān)注，它眾多的優(yōu)點(diǎn)將在未來給下游應(yīng)用帶來更多的可能性。今天，我們就來為您系統(tǒng)地介紹一下隔熱保溫涂料。

什么是隔熱保溫涂料？

隔熱保溫涂料是一種為了滿足社會日益緊迫的節(jié)能環(huán)保需求而研發(fā)的一種功能性涂料，這種涂料可以根據(jù)不同的環(huán)境要求采取不同的復(fù)配方案來有效阻止熱量傳遞，從而達(dá)到節(jié)能降耗、改善工作環(huán)境的目的。它將涂料的漿體狀態(tài)與保溫隔熱材料的隔熱保溫功能合二為一，在高溫管道、容器、設(shè)備、建筑物等表面涂刷，干燥固化后會形成具有一定強(qiáng)度和韌性的涂層，有效抑制熱量散失。

隔熱保溫涂料的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？

1.石油化工行業(yè)
儲罐、油罐、油庫、管道、裂解設(shè)備、海洋鉆井平臺等

2.建筑行業(yè)
外墻保溫系統(tǒng)、內(nèi)墻裝飾環(huán)保系統(tǒng)等

3.汽車行業(yè)
汽車車身、內(nèi)部部件、發(fā)動機(jī)、車窗玻璃、排氣管等

4.軍事裝備
坦克裝甲、飛機(jī)表面、船艙甲板、宇宙飛船、火箭等

5.其它領(lǐng)域
加熱爐、蒸汽管道、鍋爐、熱交換器、煙囪煙道等

隔熱保溫涂料的分類有哪些？

隔熱保溫涂料按照其隔熱機(jī)理的不同可分為阻隔型、反射型和輻射型三類：

阻隔型隔熱保溫涂料

阻隔型隔熱保溫涂料是一種具有低熱導(dǎo)率和高阻抗的被動式涂料。這種涂料的隔熱機(jī)理較為簡單，主要是選取具有低熱導(dǎo)率的材料作為隔熱骨料或在涂膜中引入空氣（熱導(dǎo)率極低），以密度小、氣孔率高等特點(diǎn)的無機(jī)礦物為功能性填料，然后選取耐候性好、成膜性好的基料粘結(jié)劑經(jīng)工藝加工制成一種膏狀涂料，涂敷于設(shè)備表面，固化形成具有一定厚度的隔熱保溫層來獲得良好的隔熱效果。涂料中各組分導(dǎo)熱系數(shù)的大小對涂料隔熱性能的好壞起著決定性的作用。

反射型隔熱保溫涂料

反射型隔熱保溫涂料是指添加合適的基料、顏料和填料制備出具有高反射率的涂層，對可見光與紅外光進(jìn)行反射使材料表面隔熱降溫，是建立在鋁基反射隔熱涂料的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。

太陽的能量產(chǎn)生于熱核反應(yīng)，具有3個輻射光譜區(qū)，其中波長為0.2—0.4 μm的紫外區(qū)產(chǎn)生的能量占總能量的5%，波長為0.4—0.72 μm 的可見光區(qū)占45%，波長為0.72—2.5μm的紅外區(qū)占50%。可見太陽光的能量主要集中在可見光區(qū)和紅外光區(qū)，在這范圍內(nèi)，涂料的反射率越高，隔熱效果就越顯著。一般是在涂料中加入具有高反射率、高氣孔率的隔熱顏填料，主要是因?yàn)槠鋬?nèi)部具有封閉的孔隙結(jié)構(gòu)可促使進(jìn)入涂層內(nèi)部的熱量發(fā)生二次反射和散射，經(jīng)過反復(fù)的反射和散射后，絕大部分的熱量都會被阻隔于涂層以外，從而實(shí)現(xiàn)隔熱保溫的目的。在反射型隔熱涂料中，基料與顏填料的折射率的差值對涂料的隔熱性能有直接的影響。

同時，顏填料的粒徑大小、尺寸分布、顆粒形狀及用量等方面都會對反射率造成較大的影響，常用反射顏料有鈦白粉、ZnO等。

輻射型隔熱保溫涂料

物質(zhì)的分子吸收光子，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，促使分子的振動、轉(zhuǎn)動能量發(fā)生改變，使晶格、鍵團(tuán)不斷地振動產(chǎn)生碰撞，使分子能態(tài)級產(chǎn)生從高到低的熱發(fā)射，這便將吸收的部分能量以紅外輻射的方式發(fā)散到外部空間，從而降低物質(zhì)內(nèi)部的溫度。

因此，輻射型隔熱涂料的機(jī)理就是將材料已吸收的熱量轉(zhuǎn)化為熱反射電磁波輻射到大氣中。阻隔型、反射型隔熱涂料只能減緩熱量傳遞的速度，而輻射型隔熱涂料能夠?qū)⒁呀?jīng)吸收的熱量以電磁波的形式發(fā)射出去，不至于困頓其中。通常所用的顏填料為具有高熱發(fā)射率的金屬氧化物，如Fe2O3、CuO的尖晶石型物質(zhì)。

隔熱保溫涂料的發(fā)展方向？

近年來，隔熱保溫涂料行業(yè)不斷涌現(xiàn)出新技術(shù)、新產(chǎn)品。科學(xué)研究的不斷進(jìn)步、生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展為隔熱保溫涂料的發(fā)展提供著無限的可能性。隨著應(yīng)用端對隔熱保溫材料的使用性能要求越來越高，應(yīng)用場景越來越復(fù)雜多元，因此，集多種功能于一體的隔熱保溫涂料成為了未來的發(fā)展方向。多功能隔熱保溫涂料應(yīng)同時具備如下特性：

1、耐高溫

為適應(yīng)更多高溫應(yīng)用場景，目前一些在軍工領(lǐng)域應(yīng)用的隔熱保溫涂料耐溫可高達(dá)2000℃。目前，有多種耐溫范圍的隔熱保溫涂料可供選擇。

2、低導(dǎo)熱
隔熱保溫涂料熱導(dǎo)系數(shù)一般情況下不高于0.06W/m.K，某些隔熱保溫涂料熱導(dǎo)系數(shù)可達(dá)0.03W/m.K，隔熱保溫抑制效率可達(dá)90%左右。
3、綠色環(huán)保
隔熱保溫涂料多為無機(jī)水性環(huán)保，無任何揮發(fā)VOC等物質(zhì)。
4、防腐耐壓
具備一定的抗沖擊性能和抗腐蝕（耐酸耐堿）性能，延長涂料的使用壽命。
5、附著力好
隔熱保溫涂料附著力應(yīng)達(dá)到1級（甚至0級）標(biāo)準(zhǔn)，抗疲勞性、熱漲冷縮性能好。
6、價格低廉
在提升涂料功能的同時，通過研發(fā)降低生產(chǎn)成本，從而占據(jù)更多的市場空間。

有哪些新型隔熱保溫涂料？

多功能薄型隔熱保溫涂料

阻隔、反射、輻射這三種隔熱保溫涂料各具優(yōu)良特性，但不夠全面，因此集多種保溫功效于一體的多功能薄型隔熱保溫涂料成為眾多科研工作者研究的重中之重。目前對于這種涂料的研究已經(jīng)有所成績，例如，以水性聚氨酯為成膜劑，以分散良好的滑石粉和絹云母為填料，金紅石型TiO2、空心玻璃微珠為隔熱顏填料，采用高速分散提高納米填料在涂料中的分散性，制備具有3種隔熱機(jī)理協(xié)同作用的水性納米復(fù)合隔熱涂料。不僅具有良好的耐久性和高熱反射率，而且導(dǎo)熱系數(shù)較低，適用于外墻保溫體系中，能夠降低能耗并延長體系的使用壽命。同時由于涂料中加入導(dǎo)熱系數(shù)極低的空心微珠，因此能夠阻隔熱傳導(dǎo)，保證了物體內(nèi)部溫度恒久不變。

納米孔超級絕熱涂料

納米孔超級絕熱材料是建立在低密度和超級細(xì)孔（小于50 nm）的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，其導(dǎo)熱系數(shù)可趨近于0，SiO2氣凝膠及其復(fù)合材料是目前研究較深入的納米孔超級隔熱材料，且又具有防水阻熱、環(huán)保節(jié)能、耐候性好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。近年來，采用納米SiO2氣凝膠來開發(fā)高效隔熱保溫涂料已成為主流趨勢。選取硅氣凝膠和空心玻璃微珠為功能性填料的一種新型隔熱保溫涂料，展望了其在多個領(lǐng)域的應(yīng)用前景。