新型保温材料及技术的发展方向.doc

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1、新型保温材料及技术的发展方向 保温(隔热、绝热)涂料综合了涂料及保温材料的双重特点，干燥后形成有一定强度的保温层。与传统保温材料(制品)相比，其优点在于：(1)导热系数低，保温效果显著；(2)可与基层全面黏结，整体性强，特别适用于其它保温材料难以解决的异型设备保温；(3)质轻、层薄，建筑内保温用相对提高了住宅的使用面积；(4)阻燃性好，环保性强；(5)施工相对简单，可采用人工涂抹的方式进行；(6)材料生产工艺简单，能耗低。1、保温涂料研究现状 复合硅酸盐保温涂料是当前应用最广泛的保温涂料。这类保温涂料最初以松解过的海泡石作为主要原料，以水玻璃为主要黏结剂。后来除海泡石外，还加入大量的膨胀珍珠岩

2、、膨胀蛭石、漂珠、粉煤灰、硅藻土、石棉、玻璃棉、矿棉、硅酸铝纤维等；所用黏结剂也由单一的水玻璃发展为石膏(常温)、水泥(常温)、高铝水泥(中温)、硅溶胶(高温)等复合使用。此外，还通过加入各种外加剂来改善涂料性能，如流动性、硬化性、憎水性、耐高温性、反射性等。经过机械打浆、发泡、搅拌等工艺制成膏状保温涂料。 我国有上百家研究单位和企业进行过复合硅酸盐保温涂料的研究工作，大部分研究工作相互独立进行，因而所用配方、生产工艺、施工方法及产品性能也各式各样。近20年来，发表的该类论文有上百篇，申请该类专利的也有50多项。国家质量技术监督局于1-998年5月发布了硅酸盐复合绝热涂料国家标准(GB/T 1

3、7371-1998)，这就为复合硅酸盐保温涂料的生产和应用提供了一个可供参照的技术标准。受历史和社会经济条件等因素的影响，成本较低的复合硅酸盐保温涂料在我国发展很快，达到世界先进水平，但其主要用作工业保温涂料，如高温管道保温，或者锅炉、窑炉等的外壳保温。随着人民生活水准的提高和我国对于建筑物保温节能工作的政策性指导，保温涂料将会更多地用于建筑物内墙的保温隔热。近年来，复合硅酸盐保温涂料用于建筑内保温得到了逐步的认可和较大面积的使用，但仍存在着尚待解决的问题和自身材料结构带来的缺陷。主要表现为：(1)干燥周期长，施工受季节和气候影响大；(2)抗冲击能力弱；(3)干燥收缩大，吸湿率大；(4)对墙体

4、的黏结强度偏低，施工不当易造成大面积空鼓现象；(5)装饰性有待于进一步改善，等等。因此，应充分利用我国在这方面所取得的技术优势，花大力气提高此类涂料的综合性能，使之用于建筑隔热保温。2、国内外最新研究动态 热传递是通过对流、辐射及分子振动热传导三种途径来实现的。对于保温涂料而言，(固体)热传导主要由保温涂料中的固体部分来完成；热对流则主要由保温中的空气来完成；热辐射的传递不需要任何介质。因此要获得良好的隔热保温效果，一是要在保持足够机械强度的同时，材料的体积密度要极端的小；二是要将空气的对流减弱到极限；三是要通过近于无穷多的界面和通过材料的改性使热辐射经反射、散射和吸收而降到最低。为了获得性能

5、更好的保温涂料，国内外工作者进行了大量的研究，主要根据上述隔热机理，对主要原材料的品种和性能作了很大的改进。2.1无机隔热反射墙体涂料 国内外涂料及涂层技术发展很快，并不断更新换代，无机建筑涂料，特别是无机隔热反射建筑涂料是发展方向之一。目前德国矿牌涂料是最具代表性的全无机硅酸盐涂料。该涂料涂刷后能渗入墙体基面0.5-2mm深，与墙体的矿物质基地发生化合作用，能形成一层抗碱防酸的硅石，使涂层与墙体牢固地结合。加上该涂料与墙体同属于矿物基质，有相近的热胀冷缩系数，可避免涂层龟裂与剥落，耐候性好，使用寿命可达1015年。该涂料防火阻燃、防尘自洁、无菌类及苔藓滋长、无挥发物、无毒环保、永不褪色、适用

6、范围广。2.2、无机活性墙体保温隔热系统材料 WW无机活性墙体保温隔热材料能够在耐80次高温淋水循环和5次加热冷冻循环后无起泡、无剥落、无空鼓、无脱落，未产生深水裂缝饰面砖粘接强度0.61Mpa，在30次冻融循环后保护层无裂缝、空鼓、脱落现象，拉伸粘接强度大于0.25Mpa，且破坏部位位于保温层内，抗冲击性能为10J级，抗风压性能为6.2KPa，水蒸气湿流密度为0.88g/（h）。 WW无机活性墙体保温隔热系统是中国建筑节能可持续发展的重点推广项目，是襄阳银达银通节能建材有限公司研制，无机活性墙体保温隔热材料是以天然优质耐高温轻质材料为骨料，天然植物蛋白纤维优化组合多种无机改性材料和固化材料依

7、据保温隔热材料柔性渐变几材质相融性原理同时采用国际领先的无机粘结和抗裂技术生产配置的新型材料，在现场采用1：1.5的比例加水在搅拌机内搅拌35分钟即可适宜在墙面上进行批抹。该产品不腐烂，耐高温性能好，具有保温、隔热、防火、轻质、隔音、抗水、抗开裂、抗空鼓、抗脱落等各种性能融为一体的环保节能型墙体保温隔热产品。并且可以直接在其保温层面做涂料饰面或面砖饰面，起到保温隔热节能和装饰作用的构造系统，并且不需使用抗裂砂浆、抹面砂浆、网格布等材料及工序，节省了施工时间及工程成本，“WW无机活性墙体保温隔热系统”先后在三十多个省（市）自治区、直辖市推广应用。产品的节能性、环保性、防火性、耐候性、施工性、以及

8、使用寿命同墙体、优越的性价比深受广大设计单位、建设单位、施工单位、销售商等客户的一致好评。公司网址为， 。3.3、薄层隔热反射涂料 选择耐候性好、韧性好、耐温较高、成膜性好的基料，加入轻质、孔隙率高、热绝缘系数大的绝及反射率高、表面光洁的热反射填料，并辅以合适的分散剂、阻燃剂、流平剂、成膜助剂等，研制成的薄层隔热反射涂料的热反射率可达85以上，可用于成品油罐及低温容器的隔热保温，还可与多孔材料复合构成低辐射传热结构。因其防水好、韧性好，可集防水、保温、外护于一体，简化施工工艺，降低成本。3.4、水性反射隔热涂料 反射隔热涂料是在铝基反光隔热涂料的基础上发展而来的，通过选择合适的树脂、金属或金属

9、氧化物颜填料及生产工艺，制得高反射率的涂层，反射太阳热以达到隔热的目的。由于金属薄片在溶剂型涂料中能够较长时间稳定存在，而在水性体系中则不能，因此大多数反射隔热涂料为溶剂体系。但水性化是涂料的发展趋势和必然归宿，因此将金属薄片进行特殊处理或不采用金属薄片的水性反射隔热涂料已成为国内外隔热涂料研究的热点之一。RNeil采用马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物为成膜物质，通过加入一种CeramicSil32珠光隔热剂制得了隔热性能优良的水性隔热涂料。张敏采用鳞片状铝粉为颜料制得了一种综合性能优良的水性反光隔热罩面涂料，经实体测定，当气温高达35-37时，涂层内部可降温11-13。3.5、辐射隔热涂料 通过

10、辐射的形式把建筑物吸收的日照光线和热量以一定的波长反射到空气中，从而达到良好隔热降温效果的涂料称为辐射隔热涂料。此类涂料的关键技术是制备具有高热发射率的涂料组分。研究表明，多种金属氧化物如Fe203、Mn02、C0203、CuO等掺杂形成的具有反型尖晶石结构的物质具有热发射率高的特点，因而广泛用作隔热节能涂料的填料。沃群鸣详细研究了红外辐射的原理，并通过在硅酸盐结晶相中加入A1203、Ti02等金属氧化物细粉作为填料而研制出的红外辐射涂料辐射5-15m波段内的红外线的能力在85以上。3.6、陶瓷绝热涂料 真空绝热保温涂料真空状态能使分子振动热传导和对流传导两种方式完全消失，因此采用真空状填料制

11、备性能优良的保温涂料成为当前研究的另一个热点，美国的ASTEC陶瓷绝热涂料是利用太空科技的产品。美国著名的Christian实验室将10cm厚的泡沫绝热系统(R20等级)直接和0.38mm厚的陶瓷涂料进行了比较，结果证实陶瓷涂料的绝热性能高于R20等级。在建筑物室内使用ASTEC涂料，施以薄层即可有效地增强隔热保温效果。秋天可使室内温度提高2.8-4.4，夏天可使室内降低同样的温度，从而将节省可观的水电费用。由于该涂料自身寿命长，将之施于建筑物防水层上可以减少屋面维修和置换费用并可解决屋面的渗漏问题。此外，ASTEC涂料含有高科技的防蚀成分，既可排除对金属表面已有的侵蚀，又可防止对金属表面的进

12、一步侵蚀。3.7、纳米孔超级绝热技术在保温领域的应用。早在1992年美国学者Hunt,A.J等在国际材料工程大会上就提出了超级绝热材料(Supper lnsulator)的概念。近几年，国外超级绝热保温材料发展明显加快，已成为有关绝热保温技术国际研讨会上关注的重点之一。纳米孔超级绝热材料的概念在我国的提出只是近两年的事情。4、保温材料主要发展方向(1)现有产品及技术的改进提高。提高产品性能，扩大品种规格，降低成本，以满足不同用户的需要。如复合硅酸盐保温涂料应向快速固化、憎水、提高黏结强度、降低密度、负温施工、降低成本和用于建筑节能等方向发展。(2)研制生产复合型多功能保温材料。一种保温效果良好

13、的涂料往往是两种或多种隔热机理同时起作用的结果。各种保温涂料各有其优点，因此可考虑将它们综合起来，充分发挥各自的特点，进行优势互补，研制出性能优良的复合型保温材料。不同使用条件对保温材料会有一些特殊的要求，研制耐高温、保冷、防水、防火、防腐蚀、抗氧化、抗辐射、减振等多种功能结合的涂层，将更具吸引力和竞争力。(3)大力发展建筑保温材料及相关技术。国外建筑节能用绝热材料占绝热材料总量的比重大，如美国从1987年以来建筑用绝热材料占所有绝热材料的81左右。我国能源消耗中，建筑能耗大约占全国能源消耗总量的1/4，而建筑用绝热材料仅占总量的11左右，可见建筑节能潜力很大。有关部门已作出一系列规定，并有了相关的标准规范，不少城市开展了节能住宅推广工作，有力地促进了建筑节能技术的发展(4)积极开发新型保温材料及相关技术。作为一种最具有市场应用潜力的新兴科学技术，保温材料的研究提供了前所未有的机遇和可能性。（5)注重环保，利用三废开发保温材料。环保越来越引起世界各国的重视，保温涂料的研制应沿循涂料发展的潮流，向水性、环保的方向发展，避免使用有关环保法规中禁用的有害物质。不少厂家的三废已成为阻碍企业发展的重要问题，而三废中有不少可以利用的成分，完全可以用来开发保温材料，部分或全部代替某种原材料，可降低成本，改善环境。