李玉春 喬一龍 孫 健 翟祝賀

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

0 前言

隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，環(huán)境和能源問(wèn)題日益突出。我國(guó)建筑業(yè)的能耗已占到全國(guó)能耗總量的27.6%，建筑節(jié)能將成為社會(huì)節(jié)能的首要方面。伴隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的推進(jìn)，建筑能耗在總能耗中的比重將會(huì)逐漸增加，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們正常生活的影響日益突出。

多功能的環(huán)保節(jié)能材料將成為解決保溫節(jié)能問(wèn)題的突破口。環(huán)保節(jié)能材料中的保溫隔熱涂料得到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注[1～3]。環(huán)保節(jié)能保溫隔熱涂料是一種新型的保溫材料，由優(yōu)質(zhì)天然礦物質(zhì)添加劑和高溫黏合劑，經(jīng)過(guò)制漿、入模、定型、烘干、成品、包裝等工藝制造而成。該涂料是集封閉微孔結(jié)構(gòu)與網(wǎng)狀纖維結(jié)構(gòu)為一體的優(yōu)質(zhì)高效保溫材料，具有體輕、導(dǎo)熱系數(shù)小，隔冷、隔熱、防震、吸音等特點(diǎn)，可廣泛用于冶金、化工、建筑等行業(yè)中。

1 保溫隔熱涂料發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，外墻涂料的產(chǎn)量和應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外涂料市場(chǎng)中占有相當(dāng)大的份額。雖然聚苯乙烯、聚氨酯酚醛泡沫、耐高溫輕質(zhì)骨料等功能涂料的成功研制在一定程度上緩解了我國(guó)建筑材料耗能的問(wèn)題，但目前仍存在一定的弊端，如耐熱差、耐老化性能差、易燃和易造成污染。另外，我國(guó)南北方氣候差異大，北方的墻體需要保溫以降低采暖能耗。南方墻體需要隔熱以減少太陽(yáng)熱能的傳入。保溫型多功能涂料綜合了涂料及保溫材料的雙重特性，不僅能提高居住水平，改善生活環(huán)境，還節(jié)能環(huán)保，具有重要的社會(huì)現(xiàn)實(shí)意義[4]。

保溫隔熱涂料選用特質(zhì)溶液，納米陶瓷空心顆粒、硅鋁纖維、各種反射材料為主要原料，能有效抑制并屏蔽紅外線的輻射熱和熱量的傳導(dǎo)，對(duì)低溫物體可有效保冷并能抑制環(huán)境輻射熱而引起的冷量損失，可防止冷凝發(fā)生。在高溫管道、設(shè)備、容器的外表面噴涂，可以有效抑制熱輻射和熱量的損失。另外，該高溫隔熱保溫涂料氯離子含量為零，還可防止空氣或工藝中濕的氯化物進(jìn)入，不會(huì)導(dǎo)致金屬焊接的焊縫脆化。涂料的絕緣系數(shù)很高，有很好的高溫下絕緣效果。

2 保溫隔熱涂料的分類

2.1 隔絕傳導(dǎo)型涂料

隔絕傳導(dǎo)型涂料是一種阻擋、反射、輻射太陽(yáng)光近紅外熱量的功能性水性涂料，令屋面隔熱降溫，節(jié)能降耗。該類型涂料所用的輕質(zhì)骨料的表觀密度小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松多孔，含水率小，具有隔熱、防水、防銹、防腐、工期短、見(jiàn)效快的特性，直接涂抹于墻體表面形成厚度一般為5～20mm的保溫層，干燥成膜后熱導(dǎo)率很小，因此涂層具有一定的減慢熱傳遞的能力，從而達(dá)到隔熱保溫的作用。

隔絕傳導(dǎo)型隔熱涂料主要選取低熱導(dǎo)率的原材料，易生產(chǎn)好施工，投入少產(chǎn)出大。但針對(duì)削減對(duì)流及輻射傳熱效果較差，保溫層較厚且粗糙，吸水率大，抗震性能弱，使用壽命短。對(duì)熱量的傳遞只能緩解,達(dá)不到削減的作用[5～7]。

2.2 反射型保溫涂料

反射型隔熱涂料也稱日光熱反射涂料，是在涂料中添加中空玻璃、陶瓷微珠，或添加鋁基制的高反射率涂層，反射太陽(yáng)光中的紅外線及可見(jiàn)光來(lái)達(dá)到隔熱目的，其隔熱原理主要是熱反射率高，有效降低輻射傳熱和對(duì)流傳熱[8～9]。反射型隔熱涂料能對(duì)400～2 500 nm范圍的紅外線進(jìn)行反射，陽(yáng)光強(qiáng)烈時(shí)可降低物體表面溫度3℃～5℃，陰天或夜晚可以降溫到和大氣溫度幾乎一致。

反射型隔熱降溫涂料的典型是ZS-211防曬涂料和ZS-222熱反射涂料。這兩種涂料的反射率都在90%以上，可以有效降溫15℃。以ZS-211為例，這種涂料能夠在建筑的表面形成大量封閉的真空微珠，可有效阻止熱量的傳導(dǎo)，在隔熱的同時(shí)，保證建筑室內(nèi)70%以上的熱量不會(huì)流失。ZS-211的應(yīng)用可有效起到防寒防凍的作用，厚度為3 mm以上的涂料，保溫率高達(dá)90%，在冬天可以有效提高室溫5℃以上。

反射型隔熱涂料附著力好，具有良好的親容性，耐候性強(qiáng)，一般使用無(wú)刺激性氣味的溶劑，大大減少了施工對(duì)環(huán)境的影響。然而大多反射型隔熱涂料是溶劑，使反射型隔熱涂料的應(yīng)用受限。因此，多功能的水性反射型隔熱涂料的研發(fā)任重道遠(yuǎn)。

2.3 輻射型保溫涂料

輻射型保熱涂料的作用機(jī)理是通過(guò)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(zhǎng)發(fā)射到空氣中，阻擋了熱能的傳遞，減少了建筑的熱量，從而達(dá)到良好的隔熱節(jié)能的效果。

此類涂料關(guān)鍵技術(shù)是制備具有高熱輻射率的涂料組分。目前，輻射型建筑保熱涂料的研究尚不成熟，原因在于:如何根據(jù)建筑用乳液的特點(diǎn)，研制出高性能的乳液；對(duì)光與熱的反射、吸收及輻射理論研究欠缺；中空、真空微珠和陶瓷粉等隔熱材料的理論研究比較成熟，但其在建筑涂料中的應(yīng)用研究仍較少，缺乏理論支撐，推廣較難；對(duì)于隔熱涂料的分析測(cè)試，目前尚無(wú)國(guó)標(biāo)。

3 保溫隔熱涂料的應(yīng)用

隨著涂料技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)隔熱涂料的研究也正從建筑內(nèi)墻隔熱保溫向建筑外墻拓展。試驗(yàn)室對(duì)反射型建筑隔熱涂料的研究相對(duì)成熟，也已經(jīng)在建筑外墻上進(jìn)行了應(yīng)用。外墻涂料的隔熱性能有利于建筑物的冬暖夏涼及節(jié)能降耗，同時(shí)還具有防潮功能，避免室內(nèi)結(jié)露、霉斑等優(yōu)點(diǎn)。

近年來(lái)，建筑涂料無(wú)論是從質(zhì)量水平、應(yīng)用規(guī)模、品種還是從研究水平上都有了極大的發(fā)展。例如，劉先春研究的以改性丙烯酸樹脂成膜涂料，郭年華研制的聚氨酯改性高氯化聚乙烯反射涂料，張敏研發(fā)的利用鱗片狀鋁粉為顏料的水性反射性隔熱涂料等。尤其是改性丙烯酸樹脂成膜涂料，無(wú)論是在建筑物的保溫性能方面，還是在節(jié)能環(huán)保方面，都取得了極大的實(shí)踐和應(yīng)用成果，在很大程度上推進(jìn)了我國(guó)建筑企業(yè)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展[10]。

4 結(jié)語(yǔ)

環(huán)保保溫隔熱涂料的有效應(yīng)用可以對(duì)建筑起到良好的保護(hù)作用，延長(zhǎng)建筑的使用壽命，達(dá)到節(jié)能減排的目的。保溫隔熱涂料性能的顯著改善，為今后大規(guī)模應(yīng)用發(fā)展提供了廣闊的前景。低成本、多功能、節(jié)能環(huán)保的保溫隔熱涂料必將是未來(lái)建筑涂料的主要發(fā)展方向。因此，我國(guó)須加大對(duì)環(huán)保節(jié)能保溫涂料的研究力度，改善工藝和配方，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。