保溫隔熱涂料的應(yīng)用與研究進(jìn)展
由于保溫隔熱涂料的使用無需對房屋內(nèi)原有的墻體及水管、電線線管等進(jìn)行改建,僅需按普通建筑涂料的施工工藝進(jìn)行施工即可,因此其在既有房屋的節(jié)能改造中有著無可比擬的優(yōu)勢。現(xiàn)如今保溫隔熱涂料正朝著多功能、高性能的方向發(fā)展,而納米材料等高新技術(shù)也已經(jīng)被應(yīng)用到新型涂料的研發(fā)中。
一、保溫隔熱涂料的分類及工作機(jī)理
目前常見的保溫隔熱涂料根據(jù)工作機(jī)理的不同,可分為阻隔型、反射性、輻射型、混合型等4種類型。
1、阻隔型保溫隔熱涂料
阻隔型保溫隔熱涂料是一種具有低熱導(dǎo)率和高阻抗的被動式涂料,通常采用具有低熱導(dǎo)率的材料(如氣凝膠、空心玻璃微珠、硅藻土粉等)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、孔隙率高的無機(jī)礦物為功能性填料,然后選取耐候性好、成膜性好的基料加工制成。其隔熱性能的好壞主要取決于涂料中各組分導(dǎo)熱系數(shù)的大小,保溫隔熱效果通常與涂料涂層的厚度成正比。阻隔型保溫隔熱涂料的隔熱性能比較突出,更適用于夏季高溫地區(qū)。
2、氣凝膠隔熱效果
氣凝膠涂料就是一種常見的阻隔型保溫隔熱涂料。涂料中氣凝膠的納米孔以及三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞了基質(zhì)的熱量傳導(dǎo)路徑,使其具有極低的導(dǎo)熱系數(shù)。同時納米孔結(jié)構(gòu)限制了空氣分子的自由流動,抑制了空氣的對流傳導(dǎo),無限多的孔壁形成了熱輻射的反射面和折射面,最大限度的抑制了輻射導(dǎo)熱。因此氣凝膠涂料能有效降低熱量的傳輸,起到改善環(huán)境、降低能耗的作用。
3、反射型保溫隔熱涂料
反射型保溫隔熱涂料具有反射光和熱的性能。穿透大氣層到達(dá)地面的太陽光的能量,有95%集中在波長為0.4~0.72μm的可見光區(qū)以及波長為0.72~2.5um的紅外光區(qū),因此,反射型保溫隔熱涂料主要將這部分太陽熱輻射反射回大氣中,使其不被涂層、設(shè)備或建筑物所吸收,從而使被涂覆的設(shè)備或建筑物表面及內(nèi)部的溫度不致升高。該種涂料對可見光和紅外光的反射率越高,隔熱效果就越顯著。因其主要功能為“隔熱”而非“保溫”,故主要應(yīng)用于夏季炎熱高溫期較長的地區(qū),而很少用于冬季寒冷的地區(qū)。
制備反射型保溫隔熱涂料時,一般是在涂料中加入具有高反射率、高空隙率、低導(dǎo)熱系數(shù)的隔熱顏填料,在內(nèi)部構(gòu)建封閉的孔隙結(jié)構(gòu),促使進(jìn)入涂層內(nèi)部的熱量發(fā)生二次反射和散射。金屬氧化物是最為常用的反射顏填料,如鈦白粉(即二氧化鈦,折光指數(shù)2.80)、氧化鋅(折光指數(shù)2.20)等。
此外,空心玻璃微球和陶瓷微球也常被作為功能性填料使用。在反射型保溫隔熱涂料中,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。
4、輻射型保溫隔熱涂料
輻射型保溫隔熱涂料的工作機(jī)理,是利用涂料中采用的具有高熱發(fā)射率物質(zhì)組份的物理特性,將吸收的熱量以電磁波的形式輻射到外部空間,從而起到減少材料表面得熱的效果。具體來說,是由于物質(zhì)的分子吸收了光子的能量,使得晶格、鍵團(tuán)不斷地振動產(chǎn)生碰撞,從而使分子能態(tài)級產(chǎn)生從高到低的熱發(fā)射,將吸收的部分能量以紅外輻射的方式發(fā)散到外部空間。輻射型涂料能夠?qū)⒁呀?jīng)吸收的熱量以電磁波的形式發(fā)射出去,因此是一種主動降溫隔熱涂料,其隔熱功效也要高于反射型涂料,但因其成本較高,目前在建筑物上應(yīng)用并不多。輻射型保溫隔熱涂料通常采用具有高熱發(fā)射率的金屬氧化物等作為功能填料,如二氧化錳(MnO2)、氧化鐵(Fe2O3)、氧化銅(CuO)的尖晶石型物質(zhì)。
5、復(fù)合型保溫隔熱涂料
復(fù)合型保溫隔熱涂料可同時具備阻隔、反射和輻射的功能,通常是將以上幾種涂料的功能成分結(jié)合使用,發(fā)揮協(xié)同優(yōu)勢,從而增強(qiáng)涂料的保溫隔熱性能。潘啟昭等[3]以丙烯酸樹脂為成膜物質(zhì),加入金紅石型鈦白粉作為顏填料、空心玻璃微珠和納米氧化鋯作為功能填料,輔以其他助劑,制備了納米復(fù)合型外墻隔熱涂料,兼具了阻隔型、反射型和輻射型的功能。實(shí)驗(yàn)表明,空心玻璃微珠和納米氧化鋯有協(xié)同作用,與只添加空心玻璃微珠的涂料相比,同時添加空心玻璃微珠和納米氧化鋯的涂料最大溫差為3℃。當(dāng)納米氧化鋯含量為5%時,涂料的保溫隔熱性能最好,導(dǎo)熱率為0.072W/(m·K)。
二、保溫隔熱涂料的研究熱點(diǎn)與展望
多功能、高性能保溫隔熱涂料一般具備耐高溫、低導(dǎo)熱、綠色環(huán)保、裝飾效果多樣化、防水耐久、價格低廉等特點(diǎn)。二氧化硅(SiO2)氣凝膠及其復(fù)合材料就是此類納米隔熱材料的代表,除了隔熱節(jié)能性能優(yōu)異,還具有防水、環(huán)保、耐久等優(yōu)點(diǎn)。近年來,采用納米SiO2氣凝膠來開發(fā)高效隔熱保溫涂料已成為主流趨勢之一。
研發(fā)以保溫為主、隔熱為輔的保溫隔熱涂料具有重要意義,紅外高發(fā)射率的輻射型保溫隔熱涂料是建筑涂料的發(fā)展方向。用以制備該種涂料的高發(fā)射率組分功能填料主要分為3類:一是相變材料,可通過相變吸熱和放熱的可逆過程,實(shí)現(xiàn)溫度的恒定;二是金屬氧化物,例如F e2O3、M nO2、Cu O以及氧化鈷(CoO)等,主要輻射波段在2.5~12um范圍內(nèi);三是具有紅外發(fā)射率的堿土金屬硫酸鹽、堿土金屬碳酸鹽,如硫酸鋇(Ba S O4)、硫酸鈣(CaSO4)、碳酸鈣(CaCO3)等。在建筑室內(nèi)墻壁涂刷的該種涂料,可以吸收部分由人體發(fā)出的紅外線熱量以及暖氣、空調(diào)等電器發(fā)出的熱量,當(dāng)涂層達(dá)到一定的儲熱量時,再以紅外發(fā)射波形式輻射熱量到室內(nèi)空氣中,從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)保溫,達(dá)到節(jié)能目的,尤其適合冬季寒冷地區(qū)使用。此外,隨著我國對環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提高,可降解涂料、環(huán)境友好型涂料必然是將來的主要發(fā)展方向。例如,目前市面上大部分反射型保溫隔熱涂料都是溶劑型,揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)等有害成分含量較高,因此研發(fā)性能優(yōu)異且綠色環(huán)保的水性反射型涂料也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
三、結(jié)語
隨著新型材料和高新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),保溫隔熱涂料正朝著多功能、高性能的方向不斷發(fā)展。與此同時,保溫隔熱涂料的標(biāo)準(zhǔn)體系逐步完善化、檢測技術(shù)日趨先進(jìn)化,產(chǎn)品質(zhì)量也因此得到充分保障。相信在不遠(yuǎn)的將來,保溫隔熱涂料的應(yīng)用范圍會更加廣泛,必將給整個節(jié)能產(chǎn)業(yè)的格局帶來巨大的改變。
四、夢能服務(wù)與支持
1、免費(fèi)樣品
如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用,請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506
油漆樣品適用范圍:
用于新建項(xiàng)目:驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。
用于維修項(xiàng)目:驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。
用于日常修補(bǔ):提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。
申請用量:在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門。
2、免費(fèi)打樣
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3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)
夢能對技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理,從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì),以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì),每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器,儀器設(shè)備均按規(guī)定的時間期限進(jìn)行定期校驗(yàn),以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。
4、購買通道
零售:購買50kg以內(nèi),線上購買,抖店直接下單購買。
工廠業(yè)務(wù):長期合作、量大從優(yōu)、生產(chǎn)調(diào)試、質(zhì)量檢測、開具13%專用發(fā)票
貿(mào)易、代理:提供代工業(yè)務(wù)支持,項(xiàng)目保護(hù)。
業(yè)主、總包、設(shè)計(jì)院:提供防腐方案設(shè)計(jì)、性能檢測、施工方案、現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)。
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