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無機保溫隔熱材料特點與發展趨勢

發布時間:2018-10-29 點擊次數:1016次

  傳統的保溫隔熱材料是以提高氣相空隙率,降低導熱系數和傳導系數為主。纖維類保溫材料在使用環境中要使對流傳熱和輻射傳熱升高,必須要有較厚的覆層;而型材類無機保溫材料要進行拼裝施工,存在接縫多、有損美觀、防水性差、使用壽命短等缺陷。為此,人們一直在尋求與研究一種能大大提高保溫材料隔熱反射性能的新型材料。

  上世紀90年代,美國國家航空航天局(NASA)的科研人員為解決航天飛行器傳熱控制問題而研發采用的一種新型太空絕熱反射瓷層(Therma-Cover),該材料是由一些懸浮于惰性乳膠中的微小陶瓷顆粒構成的,它具有高反射率、高輻射率、低導熱系數、低蓄熱系數等熱工性能,具有***的隔熱反射功能。這種高科技材料在國外由航天領域推廣應用到民,用于建筑和工業設施中,并已出口到我國,用于一些大型工業設施中。但美中不足的是,該材料20美元/kg的昂貴售價實在令國內許多行業望物興嘆,難以承受。由此,國內悄然掀起一股研發隔熱保溫新材料的熱潮,且北京國邦技術發展中心已率先在國內同行中研制成功具有高效、薄層、隔熱節能、裝飾防水于一體的新型太空反射絕熱涂料。該涂料選用了具有優異耐熱、耐候性、耐腐蝕和防水性能的硅丙乳液和水性氟碳乳液為成膜物質,采用被譽為空間時代材料的極細中空陶瓷顆粒為填料,由中空陶粒多組合排列制得的涂膜構成的,它對400~1800nm范圍的可見光和近紅外區的太陽熱進行高反射,同時在涂膜中引入導熱系數極低的空氣微孔層來隔絕熱能的傳遞。這樣通過強化反射太陽熱和對流傳遞的顯著阻抗性,能有效地降低輻射傳熱和對流傳熱,從而降低物體表面的熱平衡溫度,可使屋面溫度***高降低20℃,室內溫度降低5~10℃。產品絕熱等級達到R-33.3, 熱反射率為89%,導熱系數為0.030W/m.K。

  發展趨勢:建筑物隔熱保溫是節約能源、改善居住環境和使用功能的一個重要方面。建筑能耗在人類整個能源消耗中所占比例一般在30-40%,絕大部分是采暖和空調的能耗,故建筑節能意義重大。而且由于該隔熱保溫涂料以水為稀釋介質,不含揮發性有機溶劑,對人體及環境無危害;其生產成本僅約為國外同類產品的1/5,而它作為一種新型隔熱保溫涂料,有著良好的經濟效益、節能環保、隔熱效果和施工簡便等優點而越來越受到人們的關注與青睞。且這種太空絕熱反射涂料正經歷著一場由工業隔熱保溫向建筑隔熱保溫為主的方向轉變,由厚層向薄層隔熱保溫的技術轉變,這也是今后隔熱保溫材料主要的發展方向之一。太空反射絕熱涂料通過應用陶瓷球型顆粒中空材料在涂層中形成的真空腔體層,構筑有效的熱屏障,不僅自身熱阻大,導熱系數低,而且熱反射率高,減少建筑物對太陽輻射熱的吸收,降低被覆表面和內部空間溫度,因此它被行家一致公認為有發展前景的高效節能材料之一。

  當今,全球保溫隔熱材料正朝著高效、節能、薄層、隔熱、防水外護一體化方向發展,在發展新型保溫隔熱材料及符合結構保溫節能技術同時,更強調有針對性使用保溫絕熱材料,按標準規范設計及施工,努力提高保溫效率及降低成本。近年來,國內外紛紛展開薄層隔熱保溫涂料的研究,美國已有多家公司生產這種絕熱瓷層涂料,如美國的SPM Thermo-Shield、Thermal Protective Systems推出的Ceramic-Cover、J。H。International的Therma-Cover等產品。這種太空絕熱瓷層是根據美國航空和航天宇宙航行局NASA控制航天飛機熱傳導的工作原理研制而成的,適用于高壓噴涂、無污染,具有良好的抗熱輻射、薄層隔熱、防水防腐蝕等性能。目前該材料已轉向一般工業及民用隔熱保溫。而國內也有多家企業在研發該類材料,如薄層隔熱反射涂料、太陽熱反射隔熱涂料、水性反射隔熱涂料、隔熱防曬涂料、陶瓷絕熱涂料等等。主要是采用耐候性好、耐水性強、耐老化性強、有較強粘結力和彈性的、且能與保溫填料、反射填料相溶性好的成膜材料,選擇質輕中空、耐高溫、熱阻大、并具有良好反射性和輻射性的填料,折光系數高、表面光潔度高、熱反射率及輻射率高的超細粉料適合作為反射填料,與成膜基料一起構成低輻射傳熱層,可有效隔斷熱量的傳遞。這種薄層隔熱反射涂料與多孔材料復合使用可用于建筑物、車船、石化油罐設備、糧庫、冷庫、集裝箱、管道等不同場所涂裝。


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