隨著社會的發展和低碳環保的要求，節能降耗已成為能源應用和科學研究中的重大問題。但在高溫蒸汽管道、輸油管道、高溫工件、建筑物等場合，高溫熱量的散失往往很難避免，不僅燃料白白被浪費，而且這些流失的熱量還容易燙傷人，影響生產。

顯然，放任這些能量流失并不是一個明智的選擇。因此，如果想防住高溫熱物體散發更多的散熱，可在高溫物體表面上涂刷“隔熱保溫涂料”。它們在干燥固化后會形成具有一定強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，根據骨料和填料的不同，隔熱保溫涂料分為：復合硅酸鹽保溫涂料、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.復合硅酸鹽隔熱保溫涂料

復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為水玻璃與硅溶膠、水泥和石膏等復合膠粘劑。還可根據性能要求及應用特點來加入各種助劑。經過球磨、機械打漿、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、導熱系數小、干燥時間短及干燥收縮率小等特點。目前復合硅酸鹽保溫涂料在石油化工、建筑外墻、造紙造船以及電子機械等行業已經得到了廣泛地應用。

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。這種涂料最大的優點就是耐高溫性能好，還有很高的熱反射性及優異的輻射性能和熱阻隔性能，對于高溫設備和管道設備能保持大部分的熱量不流失。而且具有優異的隔熱保溫效果和高溫化學穩定性和耐腐蝕性，尤其是經濟節能。目前陶瓷保溫涂料被廣泛地應用于高溫設備、建筑外墻和船舶造紙等行業。

陶瓷空心微珠的SEM圖

陶瓷微珠主要成分是SiO₂和Al₂O₃，經過1400℃高溫燒制分選而成，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，并且強度高。由于其性能穩定，耐候性好，并且價格低廉，因此得到了廣泛應用。

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異特性，如抗壓及拉伸強度高、耐高溫、電絕緣性及絕熱性好、導熱系數小和干燥收縮率小等，也被譽為“空間時代材料”。這種涂料已經廣泛地應用于石油化工及建筑業中，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量輕、高分散、流動性好、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輕的特點。

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、耐化學穩定性、耐老化性能和耐熱沖擊性能等特點，廣泛地應用于金屬型鑄件（鑄鐵、鑄鋼等）的生產過程。高葛等成功制備了一種金屬型鋁礬土保溫涂料，該涂料能夠減少對金屬型鑄件的熱沖擊，延長了鑄件的使用壽命，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熱、對流和輻射三種途徑來實現的，隔熱保溫涂料的熱導率就是由這三種方式的綜合效應決定的，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率和高阻抗的被動式涂料。這種涂料的隔熱機理較為簡單，主要是選取具有低熱導率的材料作為隔熱骨料或在涂膜中引入空氣（熱導率極低），以密度小、氣孔率高等特點的無機礦物為功能性填料，然后選取耐候性好、成膜性好的基料粘結劑經工藝加工制成一種膏狀涂料，涂敷于設備表面，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。涂料中各組分導熱系數的大小對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主要分布在0.25～2.5μm波段，在可見光區和近紅外光區0.4～2.5μm波段具有高的反射比。在該波長范圍內，反射率越高，隔熱效果就越好回。對于長期受到太陽照射的物體表面，可以采用反射隔熱方式進行隔熱保溫。

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制備成涂膜達到隔熱效果。借助這些材料內部封閉的孔隙結構，可促使進入涂層內部的熱量發生二次反射和散射，經過反復的反射和散射后，絕大部分的熱量都會被阻隔于涂層以外。在反射型隔熱涂料中，基料與顏填料的折射率的差值對涂料的隔熱性能有直接的影響。同時，顏填料的粒徑大小、尺寸分布、顆粒形狀及用量等方面都會對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

物質的分子吸收光子，進行能量轉化，促使分子的振動、轉動能量發生改變，使晶格、鍵團不斷地振動產生碰撞，使分子能態級產生從高到低的熱發射，這便將吸收的部分能量以紅外輻射的方式發散到外部空間，從而降低物質內部的溫度。因此，輻射型隔熱涂料的機理就是將材料已吸收的熱量轉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將已經吸收的熱量以電磁波的形式發射出去，不至于困頓其中。通常所用的顏填料為具有高熱發射率的金屬氧化物，如Fe₂O₃，CuO的尖晶石型物質。

隔熱保溫涂料的應用

隔熱保溫涂料具有高效、隔熱、節能環保、使用方便及良好的經濟效應等特點，其功能性已跨越眾多領域。如在石油化工行業，其應用于儲罐、油罐、油庫、管道、裂解設備、海洋鉆井平臺等；在建筑行業應用于外墻保溫系統、內墻裝飾環保系統、玻璃等；在汽車行業應用于汽車車身、內部部件、車窗玻璃、排氣管、發動機部件等；在其他行業也有應用，如應用在加熱爐、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，同時也能滿足高溫工業設施的節能需求，具有廣泛的應用前景。

資料來源：

隔熱保溫涂料的研究發展及應用，姚夢佳，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。

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