【正文】 原料的建筑隔熱保溫制品，液態(tài)渣的礦棉生產技術等；開發(fā)以植物纖維為主要原料的纖維質保溫材料；發(fā)展無石棉硅酸鈣隔熱保溫制品。 ——開發(fā)、應用建筑“外保溫”扭虧為盈主其隔熱保溫制品。這是近期我國絕熱保溫材料制品新產品開發(fā)的主攻方向，重點開發(fā)適合我國民用建筑體系（多層與中高層為主）、經(jīng)濟條件、性能滿足“外保溫”技術要求的塊、板制品。除現(xiàn)正在探索性開發(fā)、應用（試點建筑的一些產品外，要開發(fā)耐候性好、輕質、高強的建筑用保溫材料制品，如以泡沫玻璃為粗骨料（特殊工藝生產）硬質硅酸鈣為膠結方式的隔熱保溫塊，該產品在行德國等歐洲國家已用做外墻保溫（外保溫）。鼓勵拓展思路去開發(fā)我國的建筑“外保溫”用隔熱保溫制品。 ——產品本身的性能向多功能化方向發(fā)展?，F(xiàn)在很多絕熱保溫材料應用領域，不但要求材料具有隔熱、保溫作用，還要求材料應具有一定的強度、防火等等其綜特殊性能。如船舶用的硅酸鈣隔倉板，要求是輕質、高強、防火，材料擔負起多種功能，國內最近開發(fā)出一種無石棉輕質高強硅酸鈣就具有隔熱、防火、高強的多種功能，其主要性能：容重≤120g/m3,，氯含量≤15ppm，使用溫度800℃，導熱系數(shù)≤k；車輛上用纖維質保溫材料，其防火性能也非常重要。建筑“外保溫”技術用的外保溫塊、板，我國暫末能得以令人滿意解決，主要就是在輕質隔熱與強度、價格上不能得到很好的“統(tǒng)一”，輕質則熱工性能好、其強度等其他性能卻無法滿足建筑使用要求。 ——納米技術等高新技術的發(fā)展，有可能性對絕熱保溫材料產品的生產應用帶來“革命性”的變化。國內外絕熱保溫材料產品工業(yè)化生產中應用納米技術，現(xiàn)還未見報道，但是，納米等高技術在其它產品領域的應用，已為絕熱保溫材料展現(xiàn)了無限的想明空間，加入具有遠紅外性能的陶瓷納米材料，其制品的隔熱保溫性能會有所提高。 分析保溫涂料及技術的發(fā)展方向1前言保溫(隔熱、絕熱)涂料綜合了涂料及保溫材料的雙重特點，干燥后形成有一定強度及彈性的保溫層。與傳統(tǒng)保溫材料(制品)相比，其優(yōu)點在于：(1)導熱系數(shù)低，保溫效果顯著；(2)可與基層全面黏結，整體性強，特別適用于其它保溫材料難以解決的異型設備保溫；(3)質輕、層薄，建筑內保溫用相對提高了住宅的使用面積；(4)阻燃性好，環(huán)保性強；(5)施工相對簡單，可采用人工涂抹的方式進行；(6)材料生產工藝簡單，能耗低。有關專家指出，隨著當今涂料技術的發(fā)展，保溫涂料技術日臻成熟，完全由涂刷保溫涂料代替做保溫層的辦法已經(jīng)開始進入實用階段，將改變傳統(tǒng)的保溫保冷方式。2保溫涂料研究現(xiàn)狀復合硅酸鹽保溫涂料是當前應用最廣泛的保溫涂料。這類保溫涂料最初以松解過的海泡石作為主要原料，以水玻璃為主要黏結劑。后來除海泡石外，還加入大量的膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、漂珠、粉煤灰、硅藻土、石棉、玻璃棉、礦棉、硅酸鋁纖維等；所用黏結劑也由單一的水玻璃發(fā)展為石膏(常溫)、水泥(常溫)、高鋁水泥(中溫)、硅溶膠(高溫)等復合使用。此外，還通過加入各種外加劑來改善涂料性能，如流動性、硬化性、憎水性、耐高溫性、反射性等。經(jīng)過機械打漿、發(fā)泡、攪拌等工藝制成膏狀保溫涂料(參考配方見表1)。表1復合硅酸鹽保溫涂料參考生產配方無機纖維30～100輕質骨料70~120增稠劑5～10助劑6～15黏結劑適量水600～750我國有上百家研究單位和企業(yè)進行過復合硅酸鹽保溫涂料的研究工作，大部分研究工作相互獨立進行，因而所用配方、生產工藝、施工方法及產品性能也各式各樣。近20年來，發(fā)表的該類論文有上百篇，申請該類專利的也有50多項。國家質量技術監(jiān)督局于1998年5月發(fā)布了硅酸鹽復合絕熱涂料國家標準(GB/T173711998)，這就為復合硅酸鹽保溫涂料的生產和應用提供了一個可供參照的技術標準。受歷史和社會經(jīng)濟條件等因素的影響，成本較低的復合硅酸鹽保溫涂料在我國發(fā)展很快，達到世界先進水平，但其主要用作工業(yè)保溫涂料，如高溫管道保溫，或者鍋爐、窯爐等的外殼保溫。隨著人民生活水準的提高和我國對于建筑物保溫節(jié)能工作的政策性指導，保溫涂料將會更多地用于建筑物內墻的保溫隔熱。近年來，復合硅酸鹽保溫涂料用于建筑內保溫得到了逐步的認可和較大面積的使用，但仍存在著尚待解決的問題和自身材料結構帶來的缺陷。主要表現(xiàn)為：(1)干燥周期長，施工受季節(jié)和氣候影響大；(2)抗沖擊能力弱；(3)干燥收縮大，吸濕率大；(4)對墻體的黏結強度偏低，施工不當易造成大面積空鼓現(xiàn)象；(5)裝飾性有待于進一步改善，等等。因此，應充分利用我國在這方面所取得的技術優(yōu)勢，花大力氣提高此類涂料的綜合性能，使之用于建筑隔熱保溫。3國內外最新研究動態(tài)熱傳遞是通過對流、輻射及分子振動熱傳導三種途徑來實現(xiàn)的。對于保溫涂料而言，(固體)熱傳導主要由保溫涂料中的固體部分來完成；熱對流則主要由保溫涂料中的空氣來完成；熱輻射的傳遞不需要任何介質。因此要獲得良好的隔熱保溫效果，一是要在保持足夠機械強度的同時，材料的體積密度要極端的??；二是要將空氣的對流減弱到極限；三是要通過近于無窮多的界面和通過材料的改性使熱輻射經(jīng)反射、散射和吸收而降到最低。為了獲得性能更好的保溫涂料，國內外工作者進行了大量的研究，主要根據(jù)上述隔熱機理，對主要原材料的品種和性能作了很大的改進。國內外涂料及涂層技術發(fā)展很快，并不斷更新?lián)Q代，無機建筑涂料，特別是無機隔熱反射建筑涂料是發(fā)展方向之一。目前德國KEIM礦牌涂料是最具代表性的全無機硅酸鹽涂料。~2mm深，與墻體的礦物質基地發(fā)生化合作用，能形成一層抗堿防酸的硅石，使涂層與墻體牢固地結合。加上該涂料與墻體同屬于礦物基質，有相近的熱脹冷縮系數(shù)，可避免涂層龜裂與剝落，耐候性好，使用壽命可達10～15年。該涂料防火阻燃、防塵自潔、無菌類及苔蘚滋長、無揮發(fā)物、無毒環(huán)保、永不褪色、適用范圍廣。薄層隔熱反射涂料選擇耐候性好、韌性好、耐溫較高、成膜性好的基料，加入輕質、孔隙率高、熱絕緣系數(shù)大的絕及反射率高、表面光潔的熱反射填料，并輔以合適的分散劑、阻燃劑、流平劑、成膜助劑等，研制成的薄層隔熱反射涂料的熱反射率可達85％以上，可用于成品油罐及低溫容器的隔熱保溫，還可與多孔材料復合構成低輻射傳熱結構。因其防水好、韌性好，可集防水、保溫、外護于一體，簡化施工工藝，降低成本。水性反射隔熱涂料反射隔熱涂料是在鋁基反光隔熱涂料的基礎上發(fā)展而來的，通過選擇合適的樹脂、金屬或金屬氧化物顏填料及生產工藝，制得高反射率的涂層，反射太陽熱以達到隔熱的目的。由于金屬薄片在溶劑型涂料中能夠較長時間穩(wěn)定存在，而在水性體系中則不能，因此大多數(shù)反射隔熱涂料為溶劑體系。但水性化是涂料的發(fā)展趨勢和必然歸宿，因此將金屬薄片進行特殊處理或不采用金屬薄片的水性反射隔熱涂料已成為國內外隔熱涂料研究的熱點之一。R．Neil采用馬來酸二丁酯乙酸乙烯共聚物為成膜物質，通過加入一種CeramicSil32珠光隔熱劑制得了隔熱性能優(yōu)良的水性隔熱涂料。張敏采用鱗片狀鋁粉為顏料制得了一種綜合性能優(yōu)良的水性反光隔熱罩面涂料，經(jīng)實體測定，當氣溫高達35~37℃時，涂層內部可降溫11~13℃。輻射隔熱涂料通過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反射到空氣中，從而達到良好隔熱降溫效果的涂料稱為輻射隔熱涂料。此類涂料的關鍵技術是制備具有高熱發(fā)射率的涂料組分。研究表明，多種金屬氧化物如Fe20Mn0C020CuO等摻雜形成的具有反型尖晶石結構的物質具有熱發(fā)射率高的特點，因而廣泛用作隔熱節(jié)能涂料的填料。沃群鳴詳細研究了紅外輻射的原理，并通過在硅酸鹽結晶相中加入A120Ti02等金屬氧化物細粉作為填料而研制出的紅外輻射涂料輻射515μm波段內的紅外線的能力在85％以上真空絕熱保溫涂料真空狀態(tài)能使分子振動熱傳導和對流傳導兩種方式完全消失，因此采用真空狀填料制備性能優(yōu)良的保溫涂料成為當前研究的另一個熱點美國的ASTEC陶瓷絕熱涂料是利用太空科技的產品。美國著名的Christian實驗室將10cm厚的泡沫絕熱系統(tǒng)(R20等級)，結果證實陶瓷涂料的絕熱性能高于R20等級。在建筑物室內使用ASTEC涂料，施以薄層即可有效地增強隔熱保溫效果?！?，夏天可使室內降低同樣的溫度，從而將節(jié)省可觀的水電費用。由于該涂料自身壽命長，將之施于建筑物防水層上可以減少屋面維修和置換費用并可解決屋面的滲漏問題。此外，ASTEC涂料含有高科技的防蝕成分，既可排除對金屬表面已有的侵蝕，又可防止對金屬表面的進一步侵蝕。北京維納公司推出德國盾牌陶瓷隔熱涂料新品，該涂料打著綠色環(huán)保的旗號，憑借其特有的隔熱、防腐等性能悄然登陸中國市場，將在中國申奧成功帶來的巨大商機中有所斬獲。這種德國盾牌陶瓷隔熱涂料(THERMOSHIELD)是由極微小的真空陶瓷微珠和與其相適應的環(huán)保乳液組成的水性涂料。它與墻體、金屬、木質品等基體有著較強的附著力，即可達到隔熱保溫的目的。美國豪斯實驗室對民用建筑使用效果的測試結果表明，夏天空調能耗至少節(jié)省64％其核心技術是真空陶瓷微珠，由于它的特殊結構，因此具有很強的延展性，可有效避免因基體吸水后熱脹冷縮產生裂縫以及因強陽光照射引起基體內張力變化而產生裂縫。經(jīng)測試，上百萬真空陶瓷微珠在波長5002500nm波長范圍內對陽光的反射率平均達到86％。可變化的透氣性也是這種新興涂料的重要特點。由于微珠陶瓷球體的間距隨空氣濕度加大而增加，整個體系的間距隨之增大，反之濕度小于50％時，它對水蒸氣則具有密封性。這種涂料過去僅限于在航天產品上使用。近年來，發(fā)達國家先后將其應用到了民用建筑和工業(yè)設施。其在化工行業(yè)的液體貯罐、罐車隔熱以及各種生產設備的表面防腐等方面具有市場潛力。業(yè)內人士認為，該涂料既是盾，更是矛，將刺激中國高科技、高品質涂料市場的發(fā)展。納米孔超級絕熱技術在保溫領域的應用早在1992年美國學者Hunt,．等在國際材料工程大會上就提出了超級絕熱材料(Supperlnsulator)的概念。近幾年，國外超級絕熱保溫材料發(fā)展明顯加快，已成為有關絕熱保溫技術國際研討會上關注的重點之一。納米孔超級絕熱材料的概念在我國的提出只是近兩年的事情。20世紀40年代，美國MONSTANTO公司的SamuelKisder將納米孔結構模型首先在氣凝膠材料上變成現(xiàn)實，成功制造了納米。孔型的硅氣凝膠。在20世紀70年代初期，MONSANTO公司把這種硅氣凝膠制成粉狀材料，一直以SantocdA及SantocelC的品牌用于絕熱澆注料。后來，為了節(jié)約生產成本，又采用了焚燒工藝生產類似的硅氣凝膠。初期的納米孔絕熱產品一直是以粉狀材料供貨，直到20世紀50年代才有美國TOHNSMANVILLE公司將此材料與石棉纖維、有機樹脂等混合制成名為MinK的塊狀材料，應用于航天及核能等領域。近幾年來，保溫材料行業(yè)界對納米孔絕熱產品越來越關注，Kistler工藝也在不斷的改進和完善，產品成本也有了明顯的下降，應用范圍也有了很大的發(fā)展。盡管如此，目前價格因素仍然是限制其大規(guī)模應用的主要障礙。因此，降低生產成本，是今后研發(fā)工作的主要方向之一。到目前為止，納米孔絕熱材料的最高使用溫度在1050℃左右，因此，開發(fā)使用溫度高于1050℃的納米孔絕熱材料也是今后的科研任務之一。納米孔超級絕熱材料是建立在低密度和超級細孔(小于50nm)結構基礎上的，從理論上說其導熱系數(shù)可趨近于0。因此，采用納米孔原料獲得比靜止空氣導熱系數(shù)(W/m?K)更小的涂膜是完全可能的。這既是機遇，也是挑戰(zhàn)。4保溫涂料主要發(fā)展方向(1)現(xiàn)有產品及技術的改進提高。提高產品性能，擴大品種規(guī)格，降低成本，以滿足不同用戶的需要。如復合硅酸鹽保溫涂料應向快速固化、憎水、提高黏結強度、降低密度、負溫施工、降低成本和用于建筑節(jié)能等方向發(fā)展。(2)研制生產復合型多功能保溫涂料。一種保溫效果良好的涂料往往是兩種或多種隔熱機理同時起作用的結果。各種保溫涂料各有其優(yōu)點，因此可考慮將它們綜合起來，充分發(fā)揮各自的特點，進行優(yōu)勢互補，研制出性能優(yōu)良的復合型保溫涂料。不同使用條件對保溫涂料會有一些特殊的要求，研制耐高溫、保冷、防水、防火、防腐蝕、抗氧化、抗輻射、減振等多種功能結合的涂層，將更具吸引力和競爭力。(3)大力發(fā)展建筑保溫涂料及相關技術。國外建筑節(jié)能用絕熱材料占絕熱材料總量的比重大，如美國從1987年以來建筑用絕熱材料占所有絕熱材料的81％左右。我國能源消耗中，建筑能耗大約占全國能源消耗總量的1/4，而建筑用絕熱材料僅占總量的11％左右，可見建筑節(jié)能潛力很大。有關部門已作出一系列規(guī)定，并有了相關的標準規(guī)范，不少城市開展了節(jié)能住宅推廣工作，有力地促進了建筑節(jié)能技術的發(fā)展(4)積極開發(fā)新型保溫涂料及相關技術。如低輻射傳熱涂料，高效薄層隔熱防腐一體化涂料，真空絕熱涂料等的研制。含有納米或亞納米微孔結構的涂膜及采用納米材料制得的涂膜將是下一階段保溫涂料發(fā)展的熱點之一。作為一種最具有市場應用潛力的新興科學技術，納米技術的發(fā)展為保溫涂料的研究提供了前所未有的機遇和可能性。(5)注重環(huán)保，利用三廢開發(fā)保溫涂料。環(huán)保越來越引起世界各國的重視，保溫涂料的研制應沿循涂料發(fā)展的潮流，向水性、環(huán)保的方向發(fā)展，避免使用有關環(huán)保法規(guī)中禁用的有害物質。不少廠家的三廢已成為阻礙企業(yè)發(fā)展的重要問題，而三廢中有不少可以利用的成分，完全可以用來開發(fā)保溫涂料，部分或全部代替某種原材料，可降低成本，改善環(huán)境。