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节能降耗、提高经济效益是科学研究和技术发展的基本目标之一,涂料技术也不例外。20世纪70年代以来,全球气候变暖,地球能源枯竭。因此,研制保温涂料具有重要的现实意义。尤其是与人类生活密切相关的建筑保温涂料。
据悉,我国将从今年起对新的住房法规采取隔热措施。由于经济、使用方便、保温效果好等优点,建筑保温涂料在建筑保温材料中越来越受到人们的青睐。它具有广阔的发展前景,有望推动涂料市场和隔热材料应用领域的发展。根据建筑隔热涂料的不同隔热机理和隔热方法,可分为隔墙隔热涂料、反射隔热涂料和辐射隔热涂料三类。
(无机)阻隔隔热涂料是一种通过显著的传热阻力来实现隔热的涂料。传热是通过对流、辐射和分子振动来实现的。
应用最广泛的阻隔性隔热涂料是硅酸盐复合涂料,是上世纪80年代末发展起来的一种新型隔热材料,我国已有数百家研究单位和企业从事隔热涂料的研究工作,每一个生产厂家的产品都有不同的名称,如“复合镁铝硅酸盐保温涂料”、“稀土保温涂料”、“复合硅酸盐保温涂料”,涂料配方不同的施工方法和性能,如快干、快硬、防水、憎水等,均为硅酸盐涂料。主要由海泡石、钻孔机、珍珠岩粉等无机保温骨料、无机和有机粘结剂、引气剂等助剂组成。糊状保温涂料是通过机械打浆、发泡、搅拌等工艺制成的。参考公式见表1。
国家质量技术监督局于1998年5月颁布了《硅酸盐复合保温涂料国家标准》(GB/T 17371-1998),为硅酸盐保温涂料的生产和应用提供了技术标准。
由于受历史和社会经济条件的影响,我国低成本阻隔性隔热涂料的发展已达到世界先进水平,但主要用于发动机、铸模等工业用隔热涂料,目前这种涂料正经历着从工业保温到建筑保温。但由于其自身材料结构的缺陷,如干燥周期长,季节气候对施工影响大,抗冲击能力弱,干燥收缩大,吸湿率高,对墙体和装饰的粘结强度低,需要进一步改进,这种保温涂料用于外墙涂料的用量较少。2反射绝缘涂层
(水性)反射隔热涂料是在铝基反射隔热涂料的基础上发展起来的。通过选择合适的树脂、金属或金属氧化物的颜色、填料和生产工艺,制成高反射涂料,反射阳光,达到隔热的目的。
辐射隔热涂料是将建筑物吸收的阳光和热量以一定的波长辐射到空气中,以达到良好的隔热和降温效果的涂料。
该涂料的关键技术是制备高热发射率的涂料组分。结果表明,Fe2O3、MnO2、Co2O3、CuO等多种金属氧化物具有高热发射率的特点,广泛用作隔热涂料和节能涂料的填料。详细研究了红外辐射的原理,在硅酸盐晶相中加入氧化铝、vio 2等金属氧化物微粉作为填料研制出的红外辐射涂层,在5-15μM波段的红外辐射能力可达85%以上。辐射隔热涂料不同于玻璃棉、泡沫塑料等多孔、低阻隔的隔热材料,因为这些材料只能减缓但不能阻止传热。白天,太阳能通过屋顶和墙壁不断地传输到室内空间和结构中。一旦热能传递到人身上,即使室外温度下降,热能仍被困在其中。但是,辐射隔热涂层可以将吸收的热量以放热的形式辐射出去,使室内外冷却速度相同。
选用耐候性、韧性、耐温性、成膜性好的基材,加入轻质、高孔隙率、大保温系数的保温填料和高反射率、表面光滑的反光填料,并加入适当的分散剂、阻燃剂,成膜助剂等,薄层保温反射涂料的热反射率可达到85%以上,可用于成品油罐和低温容器的保温。
真空状态能使分子振动的热传导和对流传导完全消失,因此利用真空填料制备性能优异的隔热涂料成为当前研究的热点之一。美国引进的astec陶瓷保温涂料,可以通过薄薄的一层来有效地提高保温效果。秋季可使室内温度升高2.84.4℃,夏季可降低同样的温度。涂层的使用寿命也很长。北京威纳公司引进的德国屏蔽陶瓷隔热涂料(THERMO-SheLD)是一种由微小的真空陶瓷珠及其合适的环保乳液组成的水性涂料。它与墙体、金属、木制品等基材有很强的附着力,可直接涂在基材表面约0.3mm,达到保温的目的。
纳米多孔超绝热材料是基于低密度、超细孔(小于50nm)的结构,其热导率理论上接近于零。利用纳米多孔材料可以制备出比静态空气导热系数小(0.023w/MK)的薄膜。降低生产成本,开发1050℃以上的纳米多孔保温材料是今后研究和开发的主要方向。作为最具市场应用潜力的纳米新科技,其发展为隔外墙保温抗风等级热涂料的研究提供了前所未有的机遇和可能性。5主要发展方向
(1) 改进现有产品和技术。降低成本,提高性能,扩大品种,满足不同用户的需求。如复合硅酸盐保温涂料应朝着快速固化、憎水性、提高粘结强度、降低密度、负温施工、降低造价和建筑节能等方向发展。
(3) 大力发展涂料及相关技术。在我国能源消费中,建筑能耗约占全国能源消费的1/4,而建筑保温材料仅占全国能源消费的11%左右,说明建筑节能潜力巨大。
(4) 积极开发新型保温涂料及相关技术。如低辐射传热涂料、高效薄层隔热防腐一体化涂料等,纳米或亚纳米微孔结构涂料和纳米材料涂料将是下一阶段隔热涂料发展的热点之一。
(5) 注重环保,开发“三废”保温涂料。环境保护越来越受到世界各国的重视。保温涂料的发展应遵循涂料发展的趋势,向水基环保方向发展,避免使用环境保护法律法规禁止使用的有害物质。来源:51绝缘网