隔热保温性能解读及测试方法概述

隔热保温性能解读及测试方法概述

作者：何睿

引言：

目前，隔热保温涂料、太阳热反射涂料、透明太阳热反射涂料逐渐被大众所知，但涂料的性能如何，如何通过解读这些材料的说明书、和简单试验测试它们的效果呢，本文将有详细的解说。

一．隔热保温涂料说明书解读

隔热保温，首先要耐得住热，耐温幅度一般指的是该涂料的最高耐温极限。

目前市场上的隔热保温涂料一般不会标注这一指标，如果购买可能会遇到涂料

耐不住使用工况温度的问题。美国Mascoat是美国军方特种隔热涂料供应商，

该公司的产品耐温幅度大多在260℃。260℃对于大多数工况是适用的，但应对

更高温度该涂料就会存在耐温性问题。

ZS-1有三个产品耐温幅度从600℃、1000℃到最高2000℃。就目前的工业设备来看，该产品几乎可以应用在所有常见的高温设备上，甚至是炉膛内壁。

如果耐温幅度不够，会出现什么弊病呢？如果是有机成膜物，会出现成膜物碳化、粉化，涂料会失去与基材的附着力，成粉状块状脱落，保温效果为0；

如果是无机硅系成膜物，可能会出现流淌、瓷化，漆膜内空心物质塌陷失去保

温功能。

耐温幅度不符合工况，就失去了选择的意义，再好的隔热性能也发挥不出来。

2.性质与防水防潮

这里的性质指产品是油性体系还是水性体系，体系性质决定了产品的耐热幅度，油性产品的耐热极限是600℃如志盛威华的ZS-111产品。水性大多是无

机树脂，耐温极限可大大提高。

防水防潮性能与产品性质即油性、水性有直接关系，为保证良好的隔热效果，一般隔热涂料空心微珠等功能颜填料较多，树脂（成膜物质）含量较少，涂层成膜后有较多空隙，防水性会降低，一旦水进入到涂层后涂层的导热系数会上升，涂层的隔热性能下降（干棉袄和湿棉袄的区别）。同时高温情况下水会变成水汽体积变大，会将涂层涨裂从而出现裂纹等弊病，减少涂层使用寿命。

如果用其他防水性的油性涂料进行封闭，则有可能会存在以下问题：涂料不配套咬底或渗透性太强影响涂层的隔热效果；封闭涂料自身导热系数大或热容小造成表面温度上升厉害，形成负“热压”造成热量流失或不能做到涂层表面低温影响安全；封闭涂料的线膨胀系数与隔热涂料相差太大，容易在温度变化时发生拉裂，出现裂纹；其他未知弊病。

综上所述，最好的方法就是用油性的低导热系数的隔热涂料作为封闭涂料进行封闭，如志盛威华就建议用ZS-111油性隔热保温涂料进行表层防水封闭。

对于油性产品，因溶剂采用的是二甲苯等有机溶剂，在使用时存在溶剂污染、密闭空间施工易爆等弊病，加之隔热保温涂料一般建议膜厚都在2-3mm 左右，较厚的膜厚要求导致溶剂难以挥发完全，即使投入使用也会在前一两天释放出异味气体，在室内空间要求隔热保温时一定要考虑溶剂对环境的影响。

3.颜色和比重

隔热涂料的颜色一般是白色和灰色。因大多颜料耐热性不好，在高温时会出现褪色、变色等问题，甚至有的会碳化（特别是有机颜料），因此越是应对高温颜色选择越少。有较为鲜艳颜色的隔热涂料基本上耐温幅度不会大于400℃

关于比重，因隔热涂料中多采用空心微珠作为填料，因此隔热涂料的比重往往都比较小，水的密度是1，当水的加入量加大时涂料的比重也会相应降低，因此隔热涂料的比重只能作为一个简单的参考。正常情况来说密度越小，隔热涂料的隔热效果越好（这里的密度指的是成膜后的密度，而非液态状况下的密度）。当涂料加水量较大时隔热涂料极易分层，密度较小的微珠将会上浮。这就决定了隔热涂料基本都是膏状的粘稠物。

应对高温时需添加一些密度较大但又具有低导热系数耐高温的颜填料，这些颜填料会使整个涂料体系比重变大。

4.导热系数

导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K，℃），在1秒钟内（1S），通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度（W/(m·K)，此处为K可用℃代替）。

较为直白的解释，所谓的导热系数描述的就是物体传递热量的速度，导热系数越大，导热性越好，热量传递越快，导热系数越小，导热性越差，热量传递越慢。因此隔热保温涂料应是热的不良导体，导热系数必须做到尽可能的小。

国际上根据导热系数对保温材料分成了三个等级，具体划分如下：

对比志盛威华的产品说明书，ZS-1耐高温隔热保温涂料属于高效保温材料。

对于其他各种材料各有各的优缺点，比如聚苯板存在造型问题，对于异型件聚苯板就很难做到包覆，同时还存在板材的固定问题；岩棉类密度大，且属于不能降解物质，现已大面积禁用；膨胀珍珠岩可造型，但一般型体厚度较大且密度大笨重臃肿不好安装。

而隔热涂料却能随意涂刷，占用空间小，导热系数稳定，无论是标准面还是异型件都能做到很好的防护，这也是虽然隔热涂料造价高但还是被国内外各大企业应用的原因。

5.涂膜厚度、硬度、耐压强度、柔韧性

涂膜厚度决定了隔热幅度。一般来讲隔热涂料最经济性价比最高的膜厚一般在2-3mm，此时的降温幅度最大，后续膜厚降温幅度会随着膜厚的增加而变小。

对于高温来讲往往2-3mm的降温幅度并不能达到理想状态（个别设备的高温会有烫伤危险，同时高温也会影响室温降低工作环境的舒适度），因此会涉及到涂料的厚涂性能，涂料不适应厚涂，隔热幅度受限是无法达到客户要求的。

ZS-1高温隔热保温涂料的膜厚基本可以做到将防护物表面温度降低至100℃以下，加之超低的导热性能，只要不是长期触碰就不会出现烫伤。在此有个小技巧，各耐温段的涂料在其耐温幅度内隔热效果最佳，几种不同的隔热涂料可以互相搭配着使用达到最佳效果。

硬度，一般的隔热涂料具有弹性，硬度较低，但这种材料的耐压强度较低，不能耐受高密度浇注料或耐火砖的挤压，使用范围受到局限，对于高温工业窑炉内壁往往可以通过涂装完隔热涂料后加装浇注料或耐火砖的方式对窑炉进行节能改造，而这些设备的温度大多是在1000℃以上。显然志盛威华的ZS-1是适合这种工况的。硬度较高虽然柔韧性可能稍差，但可抗划伤防刮落。

柔韧性，一般隔热涂料的柔韧性不能用常规的方法验证，常规的方法是采用对折方式来考量的，对漆膜厚度要求不超过60μm，隔热涂料是特种涂料成膜厚度按毫米计，显然常规方法是不适用的，隔热涂料的柔韧性检测是用一米长的钢尺涂刷后用外力使两端下垂，最大不使涂层出现裂纹的下垂幅度既是该涂料的柔韧性。如果有些厂家隔热保温涂料的柔韧性指标为“1mm通过”等，这样的数据是不能解释该种涂料真正的柔韧性的，是一种不专业的体现。

6.耐酸碱性

一般隔热保温涂料在工业大气环境中应用较多，该环境接触酸碱性腐蚀介质的几率相对较大。涂层是否耐酸碱直接影响涂层使用寿命，这一指标在选择隔热保温涂料时也应加以考虑。

7.线膨胀系数

线膨胀系数，亦称线胀系数。固体物质的温度每升高1℃时，其单位长度的伸长量。通俗的讲就是固体热胀冷缩是的变形幅度。

当涂层与底材的线膨胀系数相近的时候，温度变化时，涂层与底材的变形量近乎保持一致，此时涂层不易脱落；如果涂层与底材的线膨胀系数不一致差距较大，当有温度变化时两者的变形不一样从而产生温差变形内应力，导致涂

层的拉裂或涨裂。

钢铁的线膨胀系数在12×10-6/℃，隔热保温涂料大多涂刷在钢铁等金属表面，因此涂料的线膨胀系数应接近该值，ZS-1的线膨胀系数与该值相差不大，

但可以判断如果是过快的急剧升温或降温，该涂料也有可能出现裂纹，因此温

变幅度最好控制在300℃/小时。

选购隔热涂料时，应重点关注此参数，否则会影响实际应用效果，带来不必要麻烦。

二．隔热保温涂料的检测方法

隔热保温涂料的性能检测特别是节能检测是相当复杂的，一般情况下很难进行检测，而国家目前也没有合适的标准来指导检测。

保温、节能是个系统问题，而非局部问题。影响保温效果和节能效果的因素有很多如：大气湿度、大气温度、风速、设备构造（有无热桥）、热源热属性（温度高低、流速快慢、热传导效率等等）等等。因此短时间或者局部来考量保温、节能效果都是比较片面的做法，甚至会得到相反的结果。

有的公司用高温枪去灼烧板面的金属面，测量涂层表面温度，这种做法有一定的可取之处，最少涂料的耐高温性能得以体现，但涂层厚度、测试环境的风速都会影响测试效果，甚至高温枪的燃烧介质所能达到的最高外焰温度也会有所区别，因此该测试除了存在危险性外，并不能作为一个放之四海皆准的测试方法。

有的公司建议用电热水壶来测试，测试标准是两个壶一个涂有涂料，一个未涂，同样的水，看哪个先烧开。好像很有道理，但是测试出来的结果却总是不令人满意。

原因是：首先要标定两个壶，在未做任何涂装前，两个壶的升温时间应该是一致的；

当测试时，应考虑壶口的开放度，壶口热气升腾的比较厉害，热量大量流失，在烧水的时候，壶口热量流失是主要矛盾。壶壁也有热量流失，但阻止壶壁热量流失所能提升加热效率缩短加热时间的量有限，不能真实表现隔热涂料的真实隔热效果；

隔热涂料是有厚度的，本身隔热涂料就是能吸热的，应该来说隔热涂料越厚隔热效果越好，但实验事实却是这样的：越厚的壶，加热时间反而越长。这是因为涂料吸热达到热平衡，一个壶的水从常温到沸腾需要的热量并不多，大多加热5-7分钟就能烧开一壶水，而厚涂层却要吸收更多的热量，这样反而延长了加热的时间，出现了相反的结果。薄涂层也会出现这种情况，对于储热保温测试应该充分考虑这一点。

在管道上刷一段可以测试吗？可以但是效果并不明显，因管道是热源，未涂刷的管道会对空气进行辐射加热，最终会加热涂层，测试效果不明显。测试用的管道应足够长，取中间部位作为测试点作为测试。

跟志盛威华的节能工程师交流获知，他们建议采用热储法来进行测试：足够大的容器，一个整体涂刷隔热涂料，并确保隔热涂料固化，最好是能在300℃下进行二次固化（涂料中含有结晶水、结构水，高温下可排出，拍出后可获得最佳隔热效果）。在进行热储测试时，建议将两个容器都用热介质进行预热（将隔热涂料吸热造成的影响降低），再行注入同量、同温的介质进行密封保存，根据接触式液下测温仪记录不同时间的液体温度，记录时间。根据结果画出降温曲线加以分析，这种方法是较为科学的，但欠缺的是恒温介质状态下的保温结果测试。

志盛威华的工程师介绍最佳的测试方法其实就是对设备进行独立单元的涂装，通过运行来验证测试隔热涂料的隔热保温节能效果。该工程师跟踪过ZS-1在水泥回转窑上的应用，从施工前该窑炉的能耗数据收集到涂装后实际应用能耗收集，前后跟踪了半年左右，通过科学计算该窑炉节能达28%，涂装后不到一年即可收回所有投资。用其他方法测试都不如在实际应用时测试效果明显。

综上所述，选择隔热保温涂料，应充分了解涂料技术参数的意义，选择有实力有经验的老品牌是个不错的选择，对于不科学的片面的检测方法应理性的考虑其测试结果的真实性、参考性，避免不必要的投资浪费。