新型保溫材料及技術(shù)的發(fā)展方向.doc

新型保溫材料及技術(shù)的發(fā)展方向 保溫(隔熱、絕熱)涂料綜合了涂料及保溫材料的雙重特點，干燥后形成有一定強度的保溫層。與傳統(tǒng)保溫材料(制品)相比，其優(yōu)點在于：(1)導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫效果顯著；(2)可與基層全面黏結(jié)，整體性強，特別適用于其它保溫材料難以解決的異型設(shè)備保溫；(3)質(zhì)輕、層薄，建筑內(nèi)保溫用相對提高了住宅的使用面積；(4)阻燃性好，環(huán)保性強；(5)施工相對簡單，可采用人工涂抹的方式進行；(6)材料生產(chǎn)工藝簡單，能耗低。1、保溫涂料研究現(xiàn)狀 復(fù)合硅酸鹽保溫涂料是當前應(yīng)用最廣泛的保溫涂料。這類保溫涂料最初以松解過的海泡石作為主要原料，以水玻璃為主要黏結(jié)劑。后來除海泡石外，還加入大量的膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、漂珠、粉煤灰、硅藻土、石棉、玻璃棉、礦棉、硅酸鋁纖維等；所用黏結(jié)劑也由單一的水玻璃發(fā)展為石膏(常溫)、水泥(常溫)、高鋁水泥(中溫)、硅溶膠(高溫)等復(fù)合使用。此外，還通過加入各種外加劑來改善涂料性能，如流動性、硬化性、憎水性、耐高溫性、反射性等。經(jīng)過機械打漿、發(fā)泡、攪拌等工藝制成膏狀保溫涂料。 我國有上百家研究單位和企業(yè)進行過復(fù)合硅酸鹽保溫涂料的研究工作，大部分研究工作相互獨立進行，因而所用配方、生產(chǎn)工藝、施工方法及產(chǎn)品性能也各式各樣。近20年來，發(fā)表的該類論文有上百篇，申請該類專利的也有50多項。國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于1-998年5月發(fā)布了硅酸鹽復(fù)合絕熱涂料國家標準(GB/T 17371-1998)，這就為復(fù)合硅酸鹽保溫涂料的生產(chǎn)和應(yīng)用提供了一個可供參照的技術(shù)標準。受歷史和社會經(jīng)濟條件等因素的影響，成本較低的復(fù)合硅酸鹽保溫涂料在我國發(fā)展很快，達到世界先進水平，但其主要用作工業(yè)保溫涂料，如高溫管道保溫，或者鍋爐、窯爐等的外殼保溫。隨著人民生活水準的提高和我國對于建筑物保溫節(jié)能工作的政策性指導(dǎo)，保溫涂料將會更多地用于建筑物內(nèi)墻的保溫隔熱。近年來，復(fù)合硅酸鹽保溫涂料用于建筑內(nèi)保溫得到了逐步的認可和較大面積的使用，但仍存在著尚待解決的問題和自身材料結(jié)構(gòu)帶來的缺陷。主要表現(xiàn)為：(1)干燥周期長，施工受季節(jié)和氣候影響大；(2)抗沖擊能力弱；(3)干燥收縮大，吸濕率大；(4)對墻體的黏結(jié)強度偏低，施工不當易造成大面積空鼓現(xiàn)象；(5)裝飾性有待于進一步改善，等等。因此，應(yīng)充分利用我國在這方面所取得的技術(shù)優(yōu)勢，花大力氣提高此類涂料的綜合性能，使之用于建筑隔熱保溫。2、國內(nèi)外最新研究動態(tài) 熱傳遞是通過對流、輻射及分子振動熱傳導(dǎo)三種途徑來實現(xiàn)的。對于保溫涂料而言，(固體)熱傳導(dǎo)主要由保溫涂料中的固體部分來完成；熱對流則主要由保溫中的空氣來完成；熱輻射的傳遞不需要任何介質(zhì)。因此要獲得良好的隔熱保溫效果，一是要在保持足夠機械強度的同時，材料的體積密度要極端的??；二是要將空氣的對流減弱到極限；三是要通過近于無窮多的界面和通過材料的改性使熱輻射經(jīng)反射、散射和吸收而降到最低。為了獲得性能更好的保溫涂料，國內(nèi)外工作者進行了大量的研究，主要根據(jù)上述隔熱機理，對主要原材料的品種和性能作了很大的改進。2.1無機隔熱反射墻體涂料 國內(nèi)外涂料及涂層技術(shù)發(fā)展很快，并不斷更新?lián)Q代，無機建筑涂料，特別是無機隔熱反射建筑涂料是發(fā)展方向之一。目前德國礦牌涂料是最具代表性的全無機硅酸鹽涂料。該涂料涂刷后能滲入墻體基面0.5-2mm深，與墻體的礦物質(zhì)基地發(fā)生化合作用，能形成一層抗堿防酸的硅石，使涂層與墻體牢固地結(jié)合。加上該涂料與墻體同屬于礦物基質(zhì)，有相近的熱脹冷縮系數(shù)，可避免涂層龜裂與剝落，耐候性好，使用壽命可達1015年。該涂料防火阻燃、防塵自潔、無菌類及苔蘚滋長、無揮發(fā)物、無毒環(huán)保、永不褪色、適用范圍廣。2.2、無機活性墻體保溫隔熱系統(tǒng)材料 WW無機活性墻體保溫隔熱材料能夠在耐80次高溫淋水循環(huán)和5次加熱冷凍循環(huán)后無起泡、無剝落、無空鼓、無脫落，未產(chǎn)生深水裂縫飾面磚粘接強度0.61Mpa，在30次凍融循環(huán)后保護層無裂縫、空鼓、脫落現(xiàn)象，拉伸粘接強度大于0.25Mpa，且破壞部位位于保溫層內(nèi)，抗沖擊性能為10J級，抗風壓性能為6.2KPa，水蒸氣濕流密度為0.88g/（h）。 WW無機活性墻體保溫隔熱系統(tǒng)是中國建筑節(jié)能可持續(xù)發(fā)展的重點推廣項目，是襄陽銀達銀通節(jié)能建材有限公司研制，無機活性墻體保溫隔熱材料是以天然優(yōu)質(zhì)耐高溫輕質(zhì)材料為骨料，天然植物蛋白纖維優(yōu)化組合多種無機改性材料和固化材料依據(jù)保溫隔熱材料柔性漸變幾材質(zhì)相融性原理同時采用國際領(lǐng)先的無機粘結(jié)和抗裂技術(shù)生產(chǎn)配置的新型材料，在現(xiàn)場采用1：1.5的比例加水在攪拌機內(nèi)攪拌35分鐘即可適宜在墻面上進行批抹。該產(chǎn)品不腐爛，耐高溫性能好，具有保溫、隔熱、防火、輕質(zhì)、隔音、抗水、抗開裂、抗空鼓、抗脫落等各種性能融為一體的環(huán)保節(jié)能型墻體保溫隔熱產(chǎn)品。并且可以直接在其保溫層面做涂料飾面或面磚飾面，起到保溫隔熱節(jié)能和裝飾作用的構(gòu)造系統(tǒng)，并且不需使用抗裂砂漿、抹面砂漿、網(wǎng)格布等材料及工序，節(jié)省了施工時間及工程成本，“WW無機活性墻體保溫隔熱系統(tǒng)”先后在三十多個省（市）自治區(qū)、直轄市推廣應(yīng)用。產(chǎn)品的節(jié)能性、環(huán)保性、防火性、耐候性、施工性、以及使用壽命同墻體、優(yōu)越的性價比深受廣大設(shè)計單位、建設(shè)單位、施工單位、銷售商等客戶的一致好評。公司網(wǎng)址為， 。3.3、薄層隔熱反射涂料 選擇耐候性好、韌性好、耐溫較高、成膜性好的基料，加入輕質(zhì)、孔隙率高、熱絕緣系數(shù)大的絕及反射率高、表面光潔的熱反射填料，并輔以合適的分散劑、阻燃劑、流平劑、成膜助劑等，研制成的薄層隔熱反射涂料的熱反射率可達85以上，可用于成品油罐及低溫容器的隔熱保溫，還可與多孔材料復(fù)合構(gòu)成低輻射傳熱結(jié)構(gòu)。因其防水好、韌性好，可集防水、保溫、外護于一體，簡化施工工藝，降低成本。3.4、水性反射隔熱涂料 反射隔熱涂料是在鋁基反光隔熱涂料的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，通過選擇合適的樹脂、金屬或金屬氧化物顏填料及生產(chǎn)工藝，制得高反射率的涂層，反射太陽熱以達到隔熱的目的。由于金屬薄片在溶劑型涂料中能夠較長時間穩(wěn)定存在，而在水性體系中則不能，因此大多數(shù)反射隔熱涂料為溶劑體系。但水性化是涂料的發(fā)展趨勢和必然歸宿，因此將金屬薄片進行特殊處理或不采用金屬薄片的水性反射隔熱涂料已成為國內(nèi)外隔熱涂料研究的熱點之一。RNeil采用馬來酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物為成膜物質(zhì)，通過加入一種CeramicSil32珠光隔熱劑制得了隔熱性能優(yōu)良的水性隔熱涂料。張敏采用鱗片狀鋁粉為顏料制得了一種綜合性能優(yōu)良的水性反光隔熱罩面涂料，經(jīng)實體測定，當氣溫高達35-37時，涂層內(nèi)部可降溫11-13。3.5、輻射隔熱涂料 通過輻射的形式把建筑物吸收的日照光線和熱量以一定的波長反射到空氣中，從而達到良好隔熱降溫效果的涂料稱為輻射隔熱涂料。此類涂料的關(guān)鍵技術(shù)是制備具有高熱發(fā)射率的涂料組分。研究表明，多種金屬氧化物如Fe203、Mn02、C0203、CuO等摻雜形成的具有反型尖晶石結(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有熱發(fā)射率高的特點，因而廣泛用作隔熱節(jié)能涂料的填料。沃群鳴詳細研究了紅外輻射的原理，并通過在硅酸鹽結(jié)晶相中加入A1203、Ti02等金屬氧化物細粉作為填料而研制出的紅外輻射涂料輻射5-15m波段內(nèi)的紅外線的能力在85以上。3.6、陶瓷絕熱涂料 真空絕熱保溫涂料真空狀態(tài)能使分子振動熱傳導(dǎo)和對流傳導(dǎo)兩種方式完全消失，因此采用真空狀填料制備性能優(yōu)良的保溫涂料成為當前研究的另一個熱點，美國的ASTEC陶瓷絕熱涂料是利用太空科技的產(chǎn)品。美國著名的Christian實驗室將10cm厚的泡沫絕熱系統(tǒng)(R20等級)直接和0.38mm厚的陶瓷涂料進行了比較，結(jié)果證實陶瓷涂料的絕熱性能高于R20等級。在建筑物室內(nèi)使用ASTEC涂料，施以薄層即可有效地增強隔熱保溫效果。秋天可使室內(nèi)溫度提高2.8-4.4，夏天可使室內(nèi)降低同樣的溫度，從而將節(jié)省可觀的水電費用。由于該涂料自身壽命長，將之施于建筑物防水層上可以減少屋面維修和置換費用并可解決屋面的滲漏問題。此外，ASTEC涂料含有高科技的防蝕成分，既可排除對金屬表面已有的侵蝕，又可防止對金屬表面的進一步侵蝕。3.7、納米孔超級絕熱技術(shù)在保溫領(lǐng)域的應(yīng)用。早在1992年美國學者Hunt,A.J等在國際材料工程大會上就提出了超級絕熱材料(Supper lnsulator)的概念。近幾年，國外超級絕熱保溫材料發(fā)展明顯加快，已成為有關(guān)絕熱保溫技術(shù)國際研討會上關(guān)注的重點之一。納米孔超級絕熱材料的概念在我國的提出只是近兩年的事情。4、保溫材料主要發(fā)展方向(1)現(xiàn)有產(chǎn)品及技術(shù)的改進提高。提高產(chǎn)品性能，擴大品種規(guī)格，降低成本，以滿足不同用戶的需要。如復(fù)合硅酸鹽保溫涂料應(yīng)向快速固化、憎水、提高黏結(jié)強度、降低密度、負溫施工、降低成本和用于建筑節(jié)能等方向發(fā)展。(2)研制生產(chǎn)復(fù)合型多功能保溫材料。一種保溫效果良好的涂料往往是兩種或多種隔熱機理同時起作用的結(jié)果。各種保溫涂料各有其優(yōu)點，因此可考慮將它們綜合起來，充分發(fā)揮各自的特點，進行優(yōu)勢互補，研制出性能優(yōu)良的復(fù)合型保溫材料。不同使用條件對保溫材料會有一些特殊的要求，研制耐高溫、保冷、防水、防火、防腐蝕、抗氧化、抗輻射、減振等多種功能結(jié)合的涂層，將更具吸引力和競爭力。(3)大力發(fā)展建筑保溫材料及相關(guān)技術(shù)。國外建筑節(jié)能用絕熱材料占絕熱材料總量的比重大，如美國從1987年以來建筑用絕熱材料占所有絕熱材料的81左右。我國能源消耗中，建筑能耗大約占全國能源消耗總量的1/4，而建筑用絕熱材料僅占總量的11左右，可見建筑節(jié)能潛力很大。有關(guān)部門已作出一系列規(guī)定，并有了相關(guān)的標準規(guī)范，不少城市開展了節(jié)能住宅推廣工作，有力地促進了建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展(4)積極開發(fā)新型