隨著社會(huì)的發(fā)展和低碳環(huán)保的要求，節(jié)能降耗已成為能源應(yīng)用和科學(xué)研究中的重大問題。但在高溫蒸汽管道、輸油管道、高溫工件、建筑物等場(chǎng)合，高溫?zé)崃康纳⑹茈y避免，不僅燃料白白被浪費(fèi)，而且這些流失的熱量還容易燙傷人，影響生產(chǎn)。

顯然，放任這些能量流失并不是一個(gè)明智的選擇。因此，如果想防住高溫?zé)嵛矬w散發(fā)更多的散熱，可在高溫物體表面上涂刷“隔熱保溫涂料”。它們?cè)?a title="干燥" href="http://www.shpa18.com/device/dlist.html?id=132" target="_blank" style="color:blue">干燥固化后會(huì)形成具有一定強(qiáng)度和韌性的隔熱保溫涂層，可以有效地抑制熱量損失，且所需費(fèi)用較普通保溫材料便宜。

隔熱保溫涂料的分類

目前隔熱保溫涂料有以下幾種分類，根據(jù)骨料和填料的不同，隔熱保溫涂料分為：復(fù)合硅酸鹽保溫涂料、陶瓷隔熱保溫涂料、空心玻珠保溫涂料、金屬型鋁礬土保溫涂料等。按不同的加工工藝可分為加熱型、常溫非加熱型和干粉型。按照其隔熱機(jī)理可分為：阻隔型隔熱保溫涂料、反射型隔熱保溫涂料和輻射型隔熱保溫涂料。

一、按材料分類

1.復(fù)合硅酸鹽隔熱保溫涂料

復(fù)合硅酸鹽保溫涂料以海泡石、膨脹珍珠巖和膨脹蛭石等為骨料，以硅藻土、鈦白粉、云母等為顏填料，加入增強(qiáng)纖維及適量的固化劑，通過一定的工藝而制成。所用的膠粘劑也由單種水玻璃膠逐漸變?yōu)樗Ａc硅溶膠、水泥和石膏等復(fù)合膠粘劑。還可根據(jù)性能要求及應(yīng)用特點(diǎn)來加入各種助劑。經(jīng)過球磨、機(jī)械打漿、分散、攪拌等工藝研制隔熱保溫涂料，該涂料具有容重小、防火阻燃、導(dǎo)熱系數(shù)小、干燥時(shí)間短及干燥收縮率小等特點(diǎn)。目前復(fù)合硅酸鹽保溫涂料在石油化工、建筑外墻、造紙?jiān)齑约半娮訖C(jī)械等行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用。

2.陶瓷保溫涂料

陶瓷保溫涂料由基料、陶瓷微珠、固化劑及各種助劑制備而成。這種涂料最大的優(yōu)點(diǎn)就是耐高溫性能好，還有很高的熱反射性及優(yōu)異的輻射性能和熱阻隔性能，對(duì)于高溫設(shè)備和管道設(shè)備能保持大部分的熱量不流失。而且具有優(yōu)異的隔熱保溫效果和高溫化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性，尤其是經(jīng)濟(jì)節(jié)能。目前陶瓷保溫涂料被廣泛地應(yīng)用于高溫設(shè)備、建筑外墻和船舶造紙等行業(yè)。

陶瓷空心微珠的SEM圖

陶瓷微珠主要成分是SiO₂和Al₂O₃，經(jīng)過1400℃高溫?zé)品诌x而成，直徑在5~1000微米之間，其直徑越大，空心率越高，反之則越小。這種空心微珠是一種松散、流動(dòng)性好的粉體材料，外觀為灰白色，具有良好的阻燃性、電絕緣性，其密度小，吸油率低，并且強(qiáng)度高。由于其性能穩(wěn)定，耐候性好，并且價(jià)格低廉，因此得到了廣泛應(yīng)用。

3.空心玻珠保溫涂料

空心玻珠保溫涂料是以空心玻璃微珠為輕質(zhì)骨料而制備的保溫涂料。空心玻璃微珠的直徑很小，具有許多其它骨料無法超越的優(yōu)異特性，如抗壓及拉伸強(qiáng)度高、耐高溫、電絕緣性及絕熱性好、導(dǎo)熱系數(shù)小和干燥收縮率小等，也被譽(yù)為“空間時(shí)代材料”。這種涂料已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于石油化工及建筑業(yè)中，為一種很有前景的保溫涂料新品種。

空心玻璃微珠SEM圖

此外，空心玻璃微珠還具有質(zhì)量輕、高分散、流動(dòng)性好、既耐水（吸水率低）、耐腐蝕等特性，因此在涂料中引入空心玻璃微珠不僅能提高涂料的保溫絕熱性能，而且還能使涂料具有質(zhì)輕的特點(diǎn)。

4.金屬型鋁礬土保溫涂料

金屬型鋁礬土保溫涂料是以鋁礬土為骨料而研制的保溫涂料。其具有較高的耐熱性、耐化學(xué)穩(wěn)定性、耐老化性能和耐熱沖擊性能等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于金屬型鑄件（鑄鐵、鑄鋼等）的生產(chǎn)過程。高葛等成功制備了一種金屬型鋁礬土保溫涂料，該涂料能夠減少對(duì)金屬型鑄件的熱沖擊，延長(zhǎng)了鑄件的使用壽命，還能提高鑄件表面的光亮度與光滑度，起到美觀的作用。

二、按隔熱原理分類

熱傳遞主要是通過導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射三種途徑來實(shí)現(xiàn)的，隔熱保溫涂料的熱導(dǎo)率就是由這三種方式的綜合效應(yīng)決定的，可分為阻隔型、反射型和輻射型三類。

涂層的熱傳遞途徑

1.阻隔型隔熱涂料

阻隔型隔熱涂料是一種具有低熱導(dǎo)率和高阻抗的被動(dòng)式涂料。這種涂料的隔熱機(jī)理較為簡(jiǎn)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(duì)涂料隔熱性能的好壞起著決定性的作。

2.反射型隔熱涂料

輻射到地球上的太陽輻射能的波長(zhǎng)主要分布在0.25～2.5μm波段，在可見光區(qū)和近紅外光區(qū)0.4～2.5μm波段具有高的反射比。在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)，反射率越高，隔熱效果就越好回。對(duì)于長(zhǎng)期受到太陽照射的物體表面，可以采用反射隔熱方式進(jìn)行隔熱保溫。

反射型隔熱涂料主要以空心微珠、鋁粉、鈦白粉、ZnO等具有反射性的骨料或填料為粉料，通過膠粘劑而緊密粘結(jié)制備成涂膜達(dá)到隔熱效果。借助這些材料內(nèi)部封閉的孔隙結(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(huì)被阻隔于涂層以外。在反射型隔熱涂料中，基料與顏填料的折射率的差值對(duì)涂料的隔熱性能有直接的影響。同時(shí)，顏填料的粒徑大小、尺寸分布、顆粒形狀及用量等方面都會(huì)對(duì)反射率造成較大的影響。

城市建筑隔熱常用反射型隔熱涂料

3.輻射型隔熱涂料

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(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)能量發(fā)生改變，使晶格、鍵團(tuán)不斷地振動(dòng)產(chǎn)生碰撞，使分子能態(tài)級(jí)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)。

隔熱保溫涂料的應(yīng)用

隔熱保溫涂料具有高效、隔熱、節(jié)能環(huán)保、使用方便及良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)等特點(diǎn)，其功能性已跨越眾多領(lǐng)域。如在石油化工行業(yè)，其應(yīng)用于儲(chǔ)罐、油罐、油庫、管道、裂解設(shè)備、海洋鉆井平臺(tái)等；在建筑行業(yè)應(yīng)用于外墻保溫系統(tǒng)、內(nèi)墻裝飾環(huán)保系統(tǒng)、玻璃等；在汽車行業(yè)應(yīng)用于汽車車身、內(nèi)部部件、車窗玻璃、排氣管、發(fā)動(dòng)機(jī)部件等；在其他行業(yè)也有應(yīng)用，如應(yīng)用在加熱爐、蒸汽管道、鍋爐、熱交換器、煙囪煙道等。

中國兵器工業(yè)第五九研究所在熱反射隔熱涂料中添加了彩色陶瓷空心微珠，研制出了多種顏色的高太陽反射比的涂料，這種涂料尤其適合在建筑物外表面使用，同時(shí)也能滿足高溫工業(yè)設(shè)施的節(jié)能需求，具有廣泛的應(yīng)用前景。

資料來源：

隔熱保溫涂料的研究發(fā)展及應(yīng)用，姚夢(mèng)佳，李春福，何俊波，羅平亞，侯宇。

金屬表面隔熱保溫陶瓷涂料的研究，孫宇。

隔熱保溫涂料的制備與性能研究，方媛。

粉體圈NANA整理