隔熱保溫涂料原理

涂料主要原材料是納米空心微珠、高級乳液、二氧化鈦等物質(zhì)組成，其中涂料中的納米空心微珠含量至少要在80%以上，這樣的涂料涂刷后能在物體表面形成由封閉微珠連接在一起的三維網(wǎng)絡(luò)空心結(jié)構(gòu)，這樣的納米空心陶瓷微珠和微珠之間形成了一個個疊夾的靜態(tài)空氣組，也就是一個個隔熱保溫單元，涂層導(dǎo)熱系數(shù)能達到0.04W/m.K，可以有效阻止熱量傳導(dǎo)，隔熱保溫極佳，涂層的絕熱等級達到R-30.1，熱反射率為90%以上，可以大量的反射紅外線，防止紅外線對物體進行加熱，能有效抑制太陽和紅外線的輻射熱和熱量傳導(dǎo)，隔熱保溫抑制效率可達90%左右。

針對不同地區(qū)的氣候特點，提出結(jié)合外墻外保溫方案，合理選擇和使用各種隔熱保溫涂料，產(chǎn)生舒適的室內(nèi)熱環(huán)境，同時達到節(jié)能的目的。

建筑節(jié)能是我國節(jié)能工作的重點之一，而外墻外保溫已成為建筑節(jié)能的主產(chǎn)品。對于熱工設(shè)計時以保溫為主的地區(qū)，如嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)，外墻外保溫不僅合理，而且適用，發(fā)展較快。而對于熱工設(shè)計時一般只考慮隔熱的夏熱冬暖地區(qū)，或熱工設(shè)計時以隔熱為主的夏熱冬冷地區(qū)，一些外墻外保溫存在進一步完善的空間。本文提出根據(jù)房屋圍護結(jié)構(gòu)太陽輻射熱平衡方程，針對不同地區(qū)的氣候特點，合理選擇和使用各種隔熱保溫涂料，組成復(fù)合體系，既保溫又隔熱，達到室內(nèi)熱環(huán)境舒適和節(jié)能降耗的目的。

1.阻隔性隔熱保溫涂料

阻隔性隔熱保溫涂料是通過低導(dǎo)熱系數(shù)和高熱阻來實現(xiàn)隔熱保溫的一種涂料。

應(yīng)用最廣泛的阻隔性隔熱保溫涂料是復(fù)合硅酸鹽隔熱保溫涂料。這類涂料是20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來的，有不同的產(chǎn)品名稱，如復(fù)合硅酸鎂鋁隔熱涂料、稀土保溫涂料、涂覆型復(fù)合硅酸鹽隔熱涂料等。它是由無機和(或)有機粘結(jié)劑、隔熱骨料(如海泡石、蛭石、珍珠巖粉等)和引氣劑等制成的保溫涂料。

該類涂料的性能要求可參見GB/T17371—1998《硅酸鹽復(fù)合絕熱涂料》。復(fù)合硅酸鹽隔熱保溫涂料雖然導(dǎo)熱系數(shù)較低，成本也低，但干燥周期長，抗沖擊能力弱，干燥收縮大，吸濕率大，粘結(jié)強度低、裝飾效果較差等。這類涂料主要用于鑄造模具、油罐和管道等的隔熱。

這種涂料還不能用于外墻外保溫。將來通過改性，預(yù)期可用于外墻外保溫系統(tǒng)。

2.反射隔熱涂料

反射隔熱涂料是在鋁基反射隔熱涂料的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，通過選擇合適的原料和配方等，制得高反射率涂層，反射太陽光來達到隔熱目的。薄層隔熱反射涂料是這類涂料的代表。它由基料、熱反射顏填料和助劑等組成。

這種薄層隔熱反射涂料的熱反射率高，一般在80%以上，隔熱作用明顯。但如上所述，顏色對熱反射率有很大影響。另外，盡管薄層隔熱反射涂料導(dǎo)熱系數(shù)不高，自身熱阻較大，但因涂膜厚度比較薄，總熱阻有限，保溫效果不大。可與其他保溫材料配合使用。反射隔熱保溫涂料，涂料為單組分骨白色漿體，耐溫幅度-30--120℃，具有高效、薄層、隔熱保溫、裝飾、防水、防火、防腐、絕緣于一體的新型太空節(jié)能反射隔熱保溫涂料,涂料能在物體表面由封閉微珠將其連接在一起的三維網(wǎng)絡(luò)陶瓷纖維狀結(jié)構(gòu)，涂料的絕熱等級達到R-30.1，熱反射率為90%，導(dǎo)熱系數(shù)為0.04W/m.K，能有效抑制太陽和紅外線的輻射熱和傳導(dǎo)熱，隔熱抑制效率可達90%左右，能保持70%物體空間里的熱量不流失。耐高溫隔熱保溫涂料 耐高溫隔熱保溫涂料都選用了納米陶瓷空心微珠、硅鋁纖維、各種反射材料為原料，耐溫幅度-80—1500℃，可以直接面對火焰隔熱保溫，導(dǎo)熱系數(shù)都只有0.03W/m.K，能有效抑制并屏蔽紅外線的輻射熱和熱量的傳導(dǎo)，隔熱抑制效率可達90%左右，可抑制高溫物體的熱輻射和熱量的散失，對低溫物體可有效保冷并能抑制環(huán)境輻射熱而引起的冷量損失，也可以防止物體冷凝的發(fā)生。

3.輻射隔熱保溫涂料

輻射隔熱涂料是通過輻射的形式把建筑物吸收的太陽能以長波形式發(fā)射到空氣中，從而達到隔熱降溫的效果。作為外墻涂料，需高發(fā)射率。有機涂料的發(fā)射率一般在0.80~0.90，外墻輻射隔熱涂料的關(guān)鍵是制備具有高熱發(fā)射率的涂料。美國ASTMC1483—04《建筑外用太陽能輻射控制涂料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程》規(guī)定，太陽能輻射控制涂料在環(huán)境溫度下的紅外發(fā)射率應(yīng)至少為80%。

輻射隔熱涂料能夠以熱發(fā)射的形式將吸收的熱量輻射出去，從而使室內(nèi)降溫，達到隔熱效果。用于夏熱冬暖地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)的隔熱，它是不錯的選擇。與外墻外保溫結(jié)合使用效果更佳。作為內(nèi)墻涂料，常溫下低發(fā)射率有利于提高舒適度和節(jié)能。好多人知道lowE玻璃能提高舒適度和節(jié)能，但很少有人知道lowE內(nèi)墻涂料能提高舒適度和節(jié)能。

隔熱保溫涂料和外墻外保溫的發(fā)展趨勢

納米隔熱保溫涂料是以合成樹脂乳液為基料，引進反射率高、熱阻大的納米級反射隔熱材料，如中空陶瓷粉末、氧化釔等而制成的隔熱保溫涂料，具有較好的發(fā)展前景。納米隔熱保溫涂料是建立在低密度和超級細孔(小于50nm)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，其導(dǎo)熱系數(shù)低而反射率高?！≌婵諣顟B(tài)使分子傳導(dǎo)傳熱和對流傳熱完全消失。因此采用真空填料以制備性能優(yōu)良的保溫涂料成為當(dāng)前研究的熱點之一。美國將采用太空科技的ASTEC陶瓷絕熱涂料用于建筑中，施以薄層即可達到隔熱保溫效果。

研制生產(chǎn)復(fù)合型多功能隔熱保溫涂料。一種隔熱保溫效果良好的涂料往往是兩種或多種隔熱保溫機理協(xié)同作用的結(jié)果，各種隔熱保溫涂料各有其特點，可進行復(fù)合，達到優(yōu)勢互補，研制出性能優(yōu)良的復(fù)合型隔熱保溫涂料。

將不同的隔熱保溫涂料和保溫材料組合，制成既隔熱又保溫的外墻外保溫系統(tǒng)，或制成以隔熱為主的外墻外保溫系統(tǒng)，以滿足夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)等的建筑節(jié)能需要。這也是外墻外保溫的發(fā)展趨勢。

特性：納米隔熱涂料防水、防裂、耐磨、抗酸堿，重量輕、施工方便、使用壽命長，安全性好，不燃，無毒無味等特點。通過納米粒子對紅外線的反射，使其具有持續(xù)長期的隔熱效果。

使用效果：

(1)在1100℃的物體表面涂上8mm納米隔熱保溫涂料，溫度就能降低到100℃以內(nèi)。

(2)在納米管道、設(shè)備、容器的外表面噴涂，可以有效抑制熱輻射和熱量的損失，在工業(yè)窯爐外表面僅涂6mm厚的納米隔熱保溫涂料就可以減少熱量損失30%以上。

(3)在零下30℃的箱體涂10mm厚的納米隔熱保溫涂料，24小時箱體里的溫度不低于0℃