目前(qián)建(jiàn)築節能(néng)外牆(qiáng)保溫材(cái)料分(fēn)為有(yǒu)機保溫(wēn)材(cái)料(liào)(PU發泡，聚(jù)苯乙烯泡(pào)沫，聚(jù)合酚(fēn)醛樹(shù)脂泡(pào)沫等(děng));無(wú)機保(bǎo)溫材(cái)料(鬆散無機(jī)纖維及(jí)製品(pǐn)，多孔輕質(zhì)顆(kē)粒(lì)保(bǎo)溫(wēn)砂漿，纖維(wéi)+多(duō)孔顆粒混(hùn)合型(xíng)保溫(wēn)材料(liào))。有(yǒu)機(jī)保溫(wēn)材(cái)料(liào)的(dí)導熱係(xì)數低，保(bǎo)溫效(xiào)果(guǒ)好，但(dàn)防火安(ān)全(quán)性差;普(pǔ)通(tōng)無機保(bǎo)溫材料的導熱係數較高(gāo)，保(bǎo)溫效果(guǒ)較差，但防火(huǒ)安(ān)全性好;無機(jī)納米(mǐ)多孔絕(jué)熱(rè)保(bǎo)溫材料(liào)導熱係(xì)數低，耐高溫(wēn)性好，常作(zuò)太(tài)空絕(jué)熱(rè)材(cái)料。將(jiāng)高科技(jì)太(tài)空絕熱材料變為民用(yòng)，開(kāi)發出一種薄層(céng)，絕熱(rè)保溫塗料，是(shì)未來保溫(wēn)材(cái)料技術發展的重要(yào)途徑(jìng)。
納米保溫(wēn)隔(gé)熱(rè)塗(tú)料的組(zǔ)成及性能(néng)
納米(mǐ)保溫隔熱(rè)塗(tú)料(liào)以(yǐ)自交(jiāo)聯丙烯酸乳液為成膜物(wù)，以SiO2氣凝(níng)膠，空心玻(bō)璃微(wēi)珠，六鈦酸(suān)鉀晶須(xū)等為(wéi)填(tián)料，在多種(zhǒng)助(zhù)劑的(dí)配合(hé)下製(zhì)備而成。塗料(liào)具(jù)有(yǒu)施工(gōng)薄層，納米(mǐ)孔絕熱，安(ān)全(quán)防(fáng)火，環保節(jié)能(néng)，性價比(bǐ)優等優(yōu)點(diǎn)。
納米(mǐ)保溫(wēn)隔熱塗(tú)料的隔(gé)熱原理
熱(rè)量(liáng)的傳(chuán)導(dǎo)總是(shì)由高溫區(qū)向低溫方(fāng)向傳遞(dì)，熱量(liáng)的傳導有(yǒu)固(gù)體熱(rè)傳導(dǎo)，空氣對流熱傳導，輻射(shè)熱傳導3種(zhǒng)方式(shì)。納米(mǐ)保溫隔熱(rè)塗料(liào)的(dí)特點是(shì)：能夠將上述3種熱傳導(dǎo)途徑(jìng)進行(háng)有(yǒu)效阻(zǔ)隔或屏蔽(bì)。在塗(tú)料(liào)組(zǔ)分(fēn)中，起(qǐ)關(guān)鍵隔熱作(zuò)用(yòng)的是(shì)納米SiO2氣凝(níng)膠，其(qí)次是六鈦(tài)酸鉀(jiǎ)晶(jīng)須(xū)和空心玻(bō)璃微(wēi)珠(zhū)。納(nà)米SiO2氣凝膠(jiāo)是一(yī)種保溫(wēn)隔(gé)熱性能(néng)非常的輕(qīng)質納米(mǐ)多(duō)孔(kǒng)非(fēi)晶(jīng)固體材料，其孔隙率高達(dá)80%~99%，孔(kǒng)洞的典(diǎn)型尺寸為(wéi)2~50nm，平均孔徑為(wéi)20nm，比表麵(miàn)積為600~1000m2/g，表觀(guān)密(mì)度為0.003~0.35g/cm3，室溫導(dǎo)熱(rè)係數(shù)可低達(dá)0.013W/(m?k)，即(jí)使在800℃高溫下，其導熱係數才(cái)為0.043W/(m?k)，且(qiě)高(gāo)溫下(xià)不分(fēn)解(jiě)，無有害氣(qì)體放(fàng)出(chū)，是(shì)純綠色(sè)環保材料，其缺點是(shì)強度(dù)低，脆(cuì)性大，單獨使(shǐ)用(yòng)困(kùn)難。將納米(mǐ)SiO2氣(qì)凝(níng)膠與矽酸鋁纖(xiān)維和空(kōng)心玻璃(lí)微珠混配(pèi)，在(zài)彈(dàn)性成膜物的交聯作用(yòng)下，可大大(dà)改善塗層(céng)的(dí)物理(lǐ)機械性(xìng)能(néng)。
1.SiO2氣凝膠的(dí)隔熱機(jī)理(lǐ)
固(gù)體熱傳導：SiO2氣凝膠(jiāo)是(shì)由(yóu)若(ruò)幹Si-0-Si基團(tuán)相互(hù)連接聚集(jí)形成的納米(mǐ)三(sān)維網(wǎng)絡骨(gǔ)架結構，由於近(jìn)無窮多(duō)納米孔的存在，固體(tǐ)熱(rè)傳(chuán)遞隻能沿(yán)著孔壁傳遞，近無窮(qióng)多氣(qì)孔壁構(gòu)成(chéng)了(liǎo)近於“無(wú)窮(qióng)長(cháng)路徑"效(xiào)應(yīng)，使得固體熱導率(shuài)降(jiàng)到幾乎zui低(dī)極限(xiàn)。
對(duì)流(liú)熱傳(chuán)導(dǎo)：SiO2氣凝膠的介孔尺(chǐ)寸為2~50nm，當材料中的氣孔直徑
輻(fú)射熱傳導：輻射(shè)傳導(dǎo)熱(rè)是一(yī)種非(fēi)接觸(chù)式的(dí)熱量(liáng)傳遞。由於(yú)氣(qì)凝膠為均匀的納米氣(qì)孔(kǒng)，且(qiě)具有極低的(dí)體(tǐ)積密度，使(shǐ)材料內部(bù)氣孔(kǒng)壁數目趨於(yú)“無窮多"，而每(měi)個氣(qì)孔(kǒng)壁都有遮陽板(bǎn)的作用，從而(ér)產生近於“無(wú)窮多遮(zhē)陽(yáng)板"效(xiào)應(yīng)，使輻射(shè)傳熱下降到zui低極限(xiàn)。
2.六(liù)鈦(tài)酸(suān)鉀(jiǎ)晶須的(dí)隔熱(rè)機(jī)理
六(liù)鈦酸(suān)鉀晶須為(wéi)連鎖隧道(dào)式結(jié)構，鬆(sōng)散密度(dù)為0.1~0.3g/cm3，比表(biǎo)麵(miàn)積為11m2/g，介孔(kǒng)尺(chǐ)寸為直(zhí)徑0.8~1.2?m，長(cháng)度30~50?m，導熱係數低(常(cháng)溫(wēn)0.0534W/(m?k)，且具(jù)有(yǒu)負(fù)溫度係(xì)數(溫度越(yuè)高導(dǎo)熱係(xì)數(shù)越(yuè))，760℃時導(dǎo)熱(rè)係數(shù)為0.0174W/(m?k);紅(hóng)外綫(xiàn)透(tòu)過率(shuài)小(xiǎo)：在波(bō)長0.9~2.4?m範(fàn)圍，厚0.25?m六鈦(tài)酸(suān)鉀晶須(xū)透(tòu)過率僅為(wéi)8.4%。且無毒(dú)無害(hài)，使(shǐ)用壽命長(cháng)，可(kě)以(yǐ)耐1200℃的(dí)高溫，耐酸耐鹼(jiǎn)，耐磨絕緣，力(lì)學(xué)和(hé)物(wù)理(lǐ)性(xìng)能(néng)好。
六鈦(tài)酸(suān)鉀(jiǎ)晶須集結(jié)構隔熱(rè)，物理隔熱(rè)，紅外(wài)綫反(fǎn)射於一體，紅外反(fǎn)射(shè)率>95%。
3.空心玻璃微(wēi)珠(zhū)的隔熱(rè)機理(lǐ)
空心玻璃(lí)微珠是(shì)由(yóu)特殊(shū)工(gōng)藝(yì)製成的中(zhōng)空(kōng)薄(báo)壁圓(yuán)球(qiú)粉(fěn)狀(zhuàng)，性能優異的新型輕(qīng)質材料，是(shì)一種銀白(bái)色(sè)光(guāng)澤(zé)的球(qiú)體，中空(kōng)，有堅(jiān)硬(yìng)的外(wài)殼，殼內為N2或CO2惰性氣(qì)體，壁厚(hòu)為直徑(jìng)的8%~10%，導熱係(xì)數0.07W/(m?k)左右(yòu)，具(jù)有密度(dù)低(dī)，體積大，導熱係(xì)數(shù)低(dī)，抗壓(yā)強度高(gāo)，吸油率低，自(zì)流(liú)動(dòng)性(xìng)好等(děng)優(yōu)點。納米SiO2氣(qì)凝膠保溫(wēn)塗料中(zhōng)加(jiā)入超細空(kōng)心玻璃(lí)微珠(zhū)，其塗膜具有(yǒu)*的微孔(kǒng)結構，在保(bǎo)持導(dǎo)熱係(xì)數上(shàng)升幅度不大(dà)的(dí)前提下(xià)，顯著(zhù)提(tí)高(gāo)塗(tú)層的抗壓強度，同(tóng)時具(jù)有優異的熱反射和熱輻射性能(néng)。
納(nà)米保(bǎo)溫隔熱塗(tú)料的導熱係(xì)數為(wéi)0.041W/(m?k)。導熱係數(shù)是材料(liào)保(bǎo)溫(wēn)隔(gé)熱(rè)性(xìng)能的(dí)重要(yào)參數(shù)，但(dàn)不(bù)是*參(cān)數(shù)，對(duì)納米隔熱材料(liào)而言(yán)，光(guāng)熱(rè)反(fǎn)射(shè)率和(hé)紅(hóng)外輻射率是(shì)更(gēng)重要的(dí)參(cān)數(shù)。評價保溫(wēn)材料(liào)的保溫隔熱(rè)性(xìng)能時，應(yīng)該根(gēn)據材料的導(dǎo)熱(rè)係(xì)數(shù)，光熱(rè)反射率(shuài)，紅外(wài)輻(fú)射率綜(zōng)合因素評價。
納米(mǐ)保(bǎo)溫(wēn)隔熱塗料的隔熱效(xiào)果
自製兩個(gè)相同外形尺寸的鋼板(bǎn)試驗箱(xiāng)1#和2#，鋼(gāng)板厚度(dù)1mm，外形(xíng)尺寸分(fēn)別為(wéi)：長(cháng)×寬×高(gāo)=1.2m×0.6m×1.2m，1#箱外(wài)麵包覆(fù)一層(céng)8cm厚的(dí)聚苯泡沫板，2#箱六個外表麵(miàn)塗刷(shuā)1mm厚的納米保(bǎo)溫(wēn)隔熱塗(tú)料，養(yǎng)護(hù)幹燥。在夏(xià)季(jì)晴天(tiān)zui高溫度為38℃的(dí)條(tiáo)件(jiàn)下，將兩個(gè)箱(xiāng)架(jià)空(kōng)在室外(wài)陽光下(xià)曝(pù)曬至(zhì)下(xià)午15點鐘(zhōng)，同(tóng)時檢測兩箱(xiāng)內(nèi)部溫(wēn)度(dù)。測試(shì)結果(guǒ)：1#箱的內部溫度為27.5℃，2#箱(xiāng)內溫度為(wéi)27℃。
在(zài)冬季(jì)低於(yú)零度條件(jiàn)下，將上述(shù)1#和(hé)2#箱(xiāng)內部加熱(rè)至40℃，封閉後同(tóng)時移(yí)至室外冷凍(dòng)，2h後(hòu)，測(cè)試(shì)2箱內部溫度，結果(guǒ)如下(xià)：1#箱的內部(bù)溫(wēn)度為16.5℃，2#箱(xiāng)內溫(wēn)度為18℃。
由以(yǐ)上測試(shì)結果證(zhèng)明，1mm厚(hòu)的納米(mǐ)保(bǎo)溫(wēn)隔熱(rè)塗料(liào)比8cm厚的聚苯泡(pào)沫板(bǎn)保(bǎo)溫(wēn)隔熱性(xìng)能好(hǎo)，夏季隔熱效率高3%，冬季(jì)保(bǎo)溫(wēn)隔(gé)熱(rè)效(xiào)率高(gāo)9%。
