【正文】 原料的建筑隔熱保溫制品，液態(tài)渣的礦棉生產(chǎn)技術(shù)等；開發(fā)以植物纖維為主要原料的纖維質(zhì)保溫材料；發(fā)展無石棉硅酸鈣隔熱保溫制品。 ——開發(fā)、應(yīng)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(chǎn)品開發(fā)的主攻方向，重點(diǎn)開發(fā)適合我國民用建筑體系（多層與中高層為主）、經(jīng)濟(jì)條件、性能滿足“外保溫”技術(shù)要求的塊、板制品。除現(xiàn)正在探索性開發(fā)、應(yīng)用（試點(diǎn)建筑的一些產(chǎn)品外，要開發(fā)耐候性好、輕質(zhì)、高強(qiáng)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(chǎn)）硬質(zhì)硅酸鈣為膠結(jié)方式的隔熱保溫塊，該產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)用領(lǐng)域，不但要求材料具有隔熱、保溫作用，還要求材料應(yīng)具有一定的強(qiáng)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(zhì)、高強(qiáng)、防火，材料擔(dān)負(fù)起多種功能，國內(nèi)最近開發(fā)出一種無石棉輕質(zhì)高強(qiáng)硅酸鈣就具有隔熱、防火、高強(qiáng)的多種功能，其主要性能：容重≤120g/m3,，氯含量≤15ppm，使用溫度800℃，導(dǎo)熱系數(shù)≤k；車輛上用纖維質(zhì)保溫材料，其防火性能也非常重要。建筑“外保溫”技術(shù)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(zhì)隔熱與強(qiáng)度、價格上不能得到很好的“統(tǒng)一”，輕質(zhì)則熱工性能好、其強(qiáng)度等其他性能卻無法滿足建筑使用要求。 ——納米技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展，有可能性對絕熱保溫材料產(chǎn)品的生產(chǎn)應(yīng)用帶來“革命性”的變化。國內(nèi)外絕熱保溫材料產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用納米技術(shù)，現(xiàn)還未見報道，但是，納米等高技術(shù)在其它產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)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(yuǎn)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(shù)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(diǎn)，干燥后形成有一定強(qiáng)度及彈性的保溫層。與傳統(tǒng)保溫材料(制品)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：(1)導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫效果顯著；(2)可與基層全面黏結(jié)，整體性強(qiáng)，特別適用于其它保溫材料難以解決的異型設(shè)備保溫；(3)質(zhì)輕、層薄，建筑內(nèi)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(qiáng)；(5)施工相對簡單，可采用人工涂抹的方式進(jìn)行；(6)材料生產(chǎn)工藝簡單，能耗低。有關(guān)專家指出，隨著當(dāng)今涂料技術(shù)的發(fā)展，保溫涂料技術(shù)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(jìn)入實(shí)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(fù)合硅酸鹽保溫涂料是當(dāng)前應(yīng)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(jié)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(jié)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(fù)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(jī)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(fù)合硅酸鹽保溫涂料參考生產(chǎn)配方無機(jī)纖維30～100輕質(zhì)骨料70~120增稠劑5～10助劑6～15黏結(jié)劑適量水600～750我國有上百家研究單位和企業(yè)進(jìn)行過復(fù)合硅酸鹽保溫涂料的研究工作，大部分研究工作相互獨(dú)立進(jìn)行，因而所用配方、生產(chǎn)工藝、施工方法及產(chǎn)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(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于1998年5月發(fā)布了硅酸鹽復(fù)合絕熱涂料國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T173711998)，這就為復(fù)合硅酸鹽保溫涂料的生產(chǎn)和應(yīng)用提供了一個可供參照的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。受歷史和社會經(jīng)濟(jì)條件等因素的影響，成本較低的復(fù)合硅酸鹽保溫涂料在我國發(fā)展很快，達(dá)到世界先進(jìn)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(zhǔn)的提高和我國對于建筑物保溫節(jié)能工作的政策性指導(dǎo)，保溫涂料將會更多地用于建筑物內(nèi)墻的保溫隔熱。近年來，復(fù)合硅酸鹽保溫涂料用于建筑內(nèi)保溫得到了逐步的認(rèn)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(jié)構(gòu)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(jié)強(qiáng)度偏低，施工不當(dāng)易造成大面積空鼓現(xiàn)象；(5)裝飾性有待于進(jìn)一步改善，等等。因此，應(yīng)充分利用我國在這方面所取得的技術(shù)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(nèi)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(dǎo)三種途徑來實(shí)現(xiàn)的。對于保溫涂料而言，(固體)熱傳導(dǎo)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(zhì)。因此要獲得良好的隔熱保溫效果，一是要在保持足夠機(jī)械強(qiáng)度的同時，材料的體積密度要極端的小；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(nèi)外工作者進(jìn)行了大量的研究，主要根據(jù)上述隔熱機(jī)理，對主要原材料的品種和性能作了很大的改進(jìn)。國內(nèi)外涂料及涂層技術(shù)發(fā)展很快，并不斷更新?lián)Q代，無機(jī)建筑涂料，特別是無機(jī)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(jī)硅酸鹽涂料。~2mm深，與墻體的礦物質(zhì)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(jié)合。加上該涂料與墻體同屬于礦物基質(zhì)，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(dá)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(zhì)、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(dá)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(fù)合構(gòu)成低輻射傳熱結(jié)構(gòu)。因其防水好、韌性好，可集防水、保溫、外護(hù)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(chǔ)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(chǎn)工藝，制得高反射率的涂層，反射太陽熱以達(dá)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(jìn)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(nèi)外隔熱涂料研究的熱點(diǎn)之一。R．Neil采用馬來酸二丁酯乙酸乙烯共聚物為成膜物質(zhì)，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(shí)體測定，當(dāng)氣溫高達(dá)35~37℃時，涂層內(nèi)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(dá)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(guān)鍵技術(shù)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(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有熱發(fā)射率高的特點(diǎn)，因而廣泛用作隔熱節(jié)能涂料的填料。沃群鳴詳細(xì)研究了紅外輻射的原理，并通過在硅酸鹽結(jié)晶相中加入A120Ti02等金屬氧化物細(xì)粉作為填料而研制出的紅外輻射涂料輻射515μm波段內(nèi)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(dǎo)和對流傳導(dǎo)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(dāng)前研究的另一個熱點(diǎn)美國的ASTEC陶瓷絕熱涂料是利用太空科技的產(chǎn)品。美國著名的Christian實(shí)驗(yàn)室將10cm厚的泡沫絕熱系統(tǒng)(R20等級)，結(jié)果證實(shí)陶瓷涂料的絕熱性能高于R20等級。在建筑物室內(nèi)使用ASTEC涂料，施以薄層即可有效地增強(qiáng)隔熱保溫效果。℃，夏天可使室內(nèi)降低同樣的溫度，從而將節(jié)省可觀的水電費(fèi)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(fèi)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(jìn)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(jī)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(yīng)的環(huán)保乳液組成的水性涂料。它與墻體、金屬、木質(zhì)品等基體有著較強(qiáng)的附著力，即可達(dá)到隔熱保溫的目的。美國豪斯實(shí)驗(yàn)室對民用建筑使用效果的測試結(jié)果表明，夏天空調(diào)能耗至少節(jié)省64％其核心技術(shù)是真空陶瓷微珠，由于它的特殊結(jié)構(gòu)，因此具有很強(qiáng)的延展性，可有效避免因基體吸水后熱脹冷縮產(chǎn)生裂縫以及因強(qiáng)陽光照射引起基體內(nèi)張力變化而產(chǎn)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(nèi)對陽光的反射率平均達(dá)到86％?？勺兓耐笟庑砸彩沁@種新興涂料的重要特點(diǎn)。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(chǎn)品上使用。近年來，發(fā)達(dá)國家先后將其應(yīng)用到了民用建筑和工業(yè)設(shè)施。其在化工行業(yè)的液體貯罐、罐車隔熱以及各種生產(chǎn)設(shè)備的表面防腐等方面具有市場潛力。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，該涂料既是盾，更是矛，將刺激中國高科技、高品質(zhì)涂料市場的發(fā)展。納米孔超級絕熱技術(shù)在保溫領(lǐng)域的應(yīng)用早在1992年美國學(xué)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(guān)絕熱保溫技術(shù)國際研討會上關(guān)注的重點(diǎn)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(jì)40年代，美國MONSTANTO公司的SamuelKisder將納米孔結(jié)構(gòu)模型首先在氣凝膠材料上變成現(xiàn)實(shí)，成功制造了納米。孔型的硅氣凝膠。在20世紀(jì)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(chǎn)成本，又采用了焚燒工藝生產(chǎn)類似的硅氣凝膠。初期的納米孔絕熱產(chǎn)品一直是以粉狀材料供貨，直到20世紀(jì)50年代才有美國TOHNSMANVILLE公司將此材料與石棉纖維、有機(jī)樹脂等混合制成名為MinK的塊狀材料，應(yīng)用于航天及核能等領(lǐng)域。近幾年來，保溫材料行業(yè)界對納米孔絕熱產(chǎn)品越來越關(guān)注，Kistler工藝也在不斷的改進(jìn)和完善，產(chǎn)品成本也有了明顯的下降，應(yīng)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(yīng)用的主要障礙。因此，降低生產(chǎn)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(wù)之一。納米孔超級絕熱材料是建立在低密度和超級細(xì)孔(小于50nm)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的，從理論上說其導(dǎo)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(dǎo)熱系數(shù)(W/m?K)更小的涂膜是完全可能的。這既是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。4保溫涂料主要發(fā)展方向(1)現(xiàn)有產(chǎn)品及技術(shù)的改進(jìn)提高。提高產(chǎn)品性能，擴(kuò)大品種規(guī)格，降低成本，以滿足不同用戶的需要。如復(fù)合硅酸鹽保溫涂料應(yīng)向快速固化、憎水、提高黏結(jié)強(qiáng)度、降低密度、負(fù)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(chǎn)復(fù)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(jī)理同時起作用的結(jié)果。各種保溫涂料各有其優(yōu)點(diǎn)，因此可考慮將它們綜合起來，充分發(fā)揮各自的特點(diǎn)，進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，研制出性能優(yōu)良的復(fù)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(jié)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(guān)技術(shù)。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(guān)部門已作出一系列規(guī)定，并有了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，不少城市開展了節(jié)能住宅推廣工作，有力地促進(jìn)了建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展(4)積極開發(fā)新型保溫涂料及相關(guān)技術(shù)。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(jié)構(gòu)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(diǎn)之一。作為一種最具有市場應(yīng)用潛力的新興科學(xué)技術(shù)，納米技術(shù)的發(fā)展為保溫涂料的研究提供了前所未有的機(jī)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(yīng)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(guān)環(huán)保法規(guī)中禁用的有害物質(zhì)。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。