保溫隔熱材料

保溫隔熱材料保溫隔熱材料簡介保溫隔熱材料（又稱絕熱材料）是指對熱流具有顯著阻抗性的材料或材料復(fù)合體。傳統(tǒng)的保溫隔熱材料是以提高氣相空隙率，降低導(dǎo)熱系數(shù)和傳導(dǎo)系數(shù)為主。纖維類保溫材料在使用環(huán)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(jī)保溫材料要進(jìn)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。保溫隔熱材料的功效性能，取決于材料導(dǎo)熱系數(shù)的大小，導(dǎo)熱系數(shù)越小其保溫隔熱的功效性能越高。使用于建筑物的保溫隔熱材料一般要求密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小、操作方便、價(jià)格合理。建筑物隔熱保溫是節(jié)約能源、改善居住環(huán)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(diào)的能耗，故建筑節(jié)能意義重大。而且由于該隔熱保溫涂料以水為稀釋介質(zhì)，不含揮發(fā)性有機(jī)溶劑，對人體及環(huán)境無危害；其生產(chǎn)成本僅約為國外同類產(chǎn)品的訪，而它作為一種新型隔熱保溫涂料，有著良好的經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能環(huán)保、隔熱效果和施工簡便等優(yōu)點(diǎn)而越來越受到人們的關(guān)注與青睞。且這種太空絕熱反射涂料正經(jīng)歷著一場由工業(yè)隔熱保溫向建筑隔熱保溫為主的方向轉(zhuǎn)變，由厚層向薄層隔熱保溫的技術(shù)轉(zhuǎn)變，這也是今后隔熱保溫材料主要的發(fā)展方向之一。太空反射絕熱涂料通過應(yīng)用陶瓷球型顆粒中空材料在涂層中形成的真空腔體層，構(gòu)筑有效的熱屏障，不僅自身熱阻大，導(dǎo)熱系數(shù)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(nèi)部空間溫度，因此它被行家一致公認(rèn)為有發(fā)展前景的高效節(jié)能材料之一。當(dāng)今，全球保溫隔熱材料正朝著高效、節(jié)能、薄層、隔熱、防水外護(hù)一體化方向發(fā)展，在發(fā)展新型保溫隔熱材料及符合結(jié)構(gòu)保溫節(jié)能技術(shù)同時(shí)，更強(qiáng)調(diào)有針對性使用保溫絕熱材料，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計(jì)及施工，努力提高保溫效率及降低成本。目前該材料已轉(zhuǎn)向一般工業(yè)及民用隔熱保溫。而國內(nèi)也有多家企業(yè)在研發(fā)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(qiáng)、耐老化性強(qiáng)、有較強(qiáng)粘結(jié)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(zhì)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(shù)高、表面光潔度高、熱反射率及輻射率高的超細(xì)粉料適合作為反射填料，與成膜基料一起構(gòu)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(fù)合使用可用于建筑物、車船、石化油罐設(shè)備、糧庫、冷庫、集裝箱、管道等不同場所涂裝。國內(nèi)外保溫隔熱材料的現(xiàn)狀國外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢保溫隔熱材料的生產(chǎn)和在建筑中的應(yīng)用，上世紀(jì)70年代后，國外普遍重視。國外企業(yè)力求大幅度減少能源的消耗量，從而減少環(huán)境污染和溫室效應(yīng)。國外保溫材料工業(yè)已經(jīng)有很長的歷史，建筑節(jié)能用保溫材料占絕大多數(shù)，如美國從1987年以來建筑保溫材料占所有保溫材料的80%左右，瑞典及芬蘭等西歐國家80%以上的巖棉制品用于建筑節(jié)能。目前，發(fā)達(dá)國家在漿體保溫材料研制開發(fā)方面，是以輕質(zhì)多功能復(fù)合漿體保溫材料為主。此類漿體保溫材料的各項(xiàng)性能較傳統(tǒng)漿體保溫材料明顯提高，如具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)和良好的使用安全性及耐久性等。國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢我國保溫隔熱材料的生產(chǎn)企業(yè)目前已有上千個，產(chǎn)品有十幾大類、上百個品種，適應(yīng)溫度范圍從-196攝氏度到1000攝氏度，技術(shù)、裝備水平也有了顯著提高。目前使用的絕熱保溫材料主要包括以下幾種。復(fù)合硅酸鹽保溫材料復(fù)合硅酸鹽保溫材料具有可塑性強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫、漿料干燥收縮率小等特點(diǎn)。主要種類有硅酸鎂、硅鎂鋁、稀土復(fù)合保溫材料等。而近年出現(xiàn)的海泡石保溫隔熱材料作為復(fù)合硅酸鹽保溫材料中的佼佼者，由于其良好的保溫隔熱性能和應(yīng)用效果，已經(jīng)引起了建筑界的高度重視，顯示出強(qiáng)大的市場競爭力和廣闊的市場前景。硅酸鈣絕熱制品保溫材料硅酸鈣絕熱制品保溫材料在80年代曾被公認(rèn)為塊狀硬質(zhì)保溫材料中最好的一種，其特點(diǎn)是密度小、耐熱度高，導(dǎo)熱系數(shù)低，抗折、抗壓強(qiáng)度較高，收縮率小。但進(jìn)入90年代以來，其推廣使用出現(xiàn)了低潮，主要原因是許多廠家采用紙漿纖維。以上做法雖然解決了無石棉問題，但由于紙漿纖維不耐高溫，由此影響了保溫材料的耐高溫性和增加了破碎率。該保溫材料在低溫材料在低溫部位使用時(shí)，性能雖不受影響，但并不經(jīng)濟(jì)。纖維質(zhì)保溫材料纖維質(zhì)保溫材料在80年代初市場上占有顯著的份額,是因?yàn)槠鋬?yōu)異的防火性能和保溫性能,主要適用于建筑墻體和屋面的保溫.但由于投資大，所以生產(chǎn)廠家不多，限制了它的推廣使用，因而現(xiàn)階段市場占有率較低。隔熱保溫材料的分類按材料成份分類：1、 有機(jī)隔熱保溫材料：如稻草、稻殼、甘蔗纖維、軟木木棉、木屑、刨花、木纖維及其制品。此類材料容重小，來源廣，多數(shù)價(jià)格低廉，但吸濕性大，受潮后易腐爛，高溫下易分解或燃燒。2、 無機(jī)隔熱保溫材料：礦物類有礦棉、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、硅藻土石膏、爐渣、玻璃纖維、巖棉、加氣混凝土、泡沫混凝土、浮石混凝土等及其制品，化學(xué)合成聚脂及合成橡膠類有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨脂、聚乙烯、脲醛塑料和泡沫硬性酸酯等及其制品，此類材料不腐爛，耐高溫性能好，部分吸濕性大，易燃燒，價(jià)格較貴。3、 金屬類隔熱保溫材料：主要是鋁及其制品，如鋁板、鋁箔、鋁箔復(fù)合輕板等。它是利用材料表面的輻射特性來獲得絕熱保溫效能。具有這類表面特性的材料，幾乎不吸收入射到它上面的熱量，而且本身向外輻射熱量的能力也很小，這類材料貨源較少，價(jià)格較貴。按材料形狀分類：1、 松散隔熱保溫材料如爐渣、水渣、膨脹蛭石、礦物棉、巖棉、膨脹珍珠巖、木屑和稻殼等，它不宜用于受振動和圍護(hù)結(jié)構(gòu)上。2、 板狀隔熱保溫材料：一般是松松散隔熱保溫材料的制品或化學(xué)合成聚酯與合成橡膠類材料，如礦物棉板、蛭石板、泡沫塑料板、軟木板以及有機(jī)纖維板（木絲板、刨花板、稻草板和甘蔗板等），另外還有泡沫混凝土板，它具有原松散材料的一些性能，加工簡單，施工方便。3、 整體保溫隔熱材料:一般是用松散隔熱保溫材料作骨料，澆注或噴涂面成，如蛭石混凝土、膨脹珍珠巖混凝土、粉煤灰陶?；炷?、粘土陶?；炷?、浮石混凝土、爐渣混凝土等，此類材料仍具有原松散材料的一些性能，整體性好，施工方便。材料保溫隔熱性能的影響因素影響材料保溫性能的主要因素是導(dǎo)熱系數(shù)的大小，導(dǎo)熱系數(shù)愈小，保溫性能愈好。材料的導(dǎo)熱系數(shù)受以下因素影響:⑴材料的性質(zhì)不同的材料其導(dǎo)熱系數(shù)是不同的，一般說來，導(dǎo)熱系數(shù)值以金屬最大，非金屬次之，液體較小，而氣體更小。對于同一種材料，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)熱系數(shù)也差別很大。一般結(jié)晶結(jié)構(gòu)的為最大，微晶體結(jié)構(gòu)的次之，玻璃體結(jié)構(gòu)的最小。但對于多孔的絕熱材料來說，由于孔隙率高，氣體(空氣)對導(dǎo)熱系數(shù)的影響起著主要作用，而固體部分的結(jié)構(gòu)無論是晶態(tài)或玻璃態(tài)對其影響都不大。2)表觀密度與孔隙特征由于材料中固體物質(zhì)的導(dǎo)熱能力比空氣要大得多，故表觀密度小的材料，因其孔隙率大，導(dǎo)熱系數(shù)就小。在孔隙率相同的條件下，孔隙尺寸愈大，導(dǎo)熱系數(shù)就愈大；互相連通孔隙比封閉孔隙導(dǎo)熱性要高。對于表觀密度很小的材料，特別是纖維狀材料(如超細(xì)玻璃纖維)，當(dāng)其表觀密度低于某一極限值時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)反而會增大，這是由于孔隙增大且互相連通的孔隙大大增多，而使對流作用加強(qiáng)的結(jié)果。因此這類材料存在一最佳表觀密度，即在這個表觀密度時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)最小。⑶濕度材料吸濕受潮后，其導(dǎo)熱系數(shù)就會增大，這在多孔材料中最為明顯。這是由于當(dāng)材料的孔隙中有了水分(包括水蒸汽)后，則孔隙中蒸汽的擴(kuò)散和水分子的熱傳導(dǎo)將起主要傳熱作用，而水的入為0.58W/(m?K)，比空氣的入=0.029W/(m?K)大20倍左右。如果孔隙中的水結(jié)成了冰，則冰的入=2.33W/(m-K)，其結(jié)果使材料的導(dǎo)熱系數(shù)更加增大。故絕熱材料在應(yīng)用時(shí)必須注意防水避潮。⑷溫度。材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大，因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，材料固體分子的熱運(yùn)動增強(qiáng)，同時(shí)材料孔隙中空氣的導(dǎo)熱和孔壁間的輻射作用也有所增加。但這種影響，當(dāng)溫度在0?50。(范圍內(nèi)時(shí)并不顯著，只有對處于高溫或負(fù)溫下的材料，才要考慮溫度的影響。(5)熱流方向。對于各向異性的材料，如木材等纖維質(zhì)的材料，當(dāng)熱流平行于纖維方向時(shí)，熱流受到阻力小，而熱流垂直于纖維方向時(shí)，受到的阻力就大。保溫隔熱材料未來的發(fā)展方向向多功能復(fù)合化發(fā)展。各種材料各有特色，也有不足之處為了克服單一保溫材料的不足，則要求使用多功能復(fù)合型的建筑保溫材料。向輕質(zhì)化發(fā)展。同種材料密度越小其隔熱性能越好，同時(shí)，輕質(zhì)材料不會造成建筑結(jié)構(gòu)的額外負(fù)擔(dān)，減少了因結(jié)構(gòu)變形造成滲漏的可能性。隨著輕型房屋體系的發(fā)展，建筑保溫材料也必然向著輕質(zhì)化方向發(fā)展。向綠色化發(fā)展。建筑保溫材料從原料來源、生產(chǎn)加工制造過程、使用過程和產(chǎn)品的使用功能失效、廢棄后，對環(huán)境的影響及再生循環(huán)利用等四個方面滿足綠色建材的要求是必然趨勢。如有機(jī)質(zhì)發(fā)泡保溫制品不再采用氟利昂、開發(fā)以植物纖維為主要原料的纖維質(zhì)保溫材料、合理利用固體廢棄物包括粉煤灰、礦渣和廢舊泡沫塑料等。相變儲能型墻體保溫材料得到發(fā)展。由于節(jié)能和環(huán)保的觀念日益深人人心，到了20世紀(jì)90年代中期，相變材料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用研究成為了一個熱點(diǎn)。目前，應(yīng)用在建筑上的相變材料按照化學(xué)成分的不同，可以分成無機(jī)和有機(jī)兩大類。無機(jī)類相變材料價(jià)格便宜，但它存在過冷和相分離現(xiàn)象。有機(jī)類相變材料具有良好熱行為，化學(xué)、物理特性穩(wěn)定，受到人們的廣泛關(guān)注。通過一定的技術(shù)將相變儲能材料均勻分散在砂漿、混凝土或涂料中，使得其與建筑材料結(jié)合使用，從而提高建筑物的舒適度、降低能耗和改善對環(huán)境的負(fù)面影響。透明保溫材