保温隔热材料

保温隔热材料一．保温隔热材料简介保温隔热材料（又称绝热材料）是指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体。

传统的保温隔热材料是以提高气相空隙率，降低导热系数和传导系数为主。

纤维类保温材料在使用环境中要使对流传热和辐射传热升高，必须要有较厚的覆层；而型材类无机保温材料要进行拼装施工，存在接缝多、有损美观、防水性差、使用寿命短等缺陷。

为此，人们一直在寻求与研究一种能大大提高保温材料隔热反射性能的新型材料。

保温隔热材料的功效性能，取决于材料导热系数的大小，导热系数越小其保温隔热的功效性能越高。

使用于建筑物的保温隔热材料一般要求密度小、导热系数小、操作方便、价格合理。

建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面。

建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30-40%，绝大部分是采暖和空调的能耗，故建筑节能意义重大。

而且由于该隔热保温涂料以水为稀释介质，不含挥发性有机溶剂，对人体及环境无危害；其生产成本仅约为国外同类产品的1/5，而它作为一种新型隔热保温涂料，有着良好的经济效益、节能环保、隔热效果和施工简便等优点而越来越受到人们的关注与青睐。

且这种太空绝热反射涂料正经历着一场由工业隔热保温向建筑隔热保温为主的方向转变，由厚层向薄层隔热保温的技术转变，这也是今后隔热保温材料主要的发展方向之一。

太空反射绝热涂料通过应用陶瓷球型颗粒中空材料在涂层中形成的真空腔体层，构筑有效的热屏障，不仅自身热阻大，导热系数低，而且热反射率高，减少建筑物对太阳辐射热的吸收，降低被覆表面和内部空间温度，因此它被行家一致公认为有发展前景的高效节能材料之一。

当今，全球保温隔热材料正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水外护一体化方向发展，在发展新型保温隔热材料及符合结构保温节能技术同时，更强调有针对性使用保温绝热材料，按标准规范设计及施工，努力提高保温效率及降低成本。

目前该材料已转向一般工业及民用隔热保温。

而国内也有多家企业在研发该类材料，如薄层隔热反射涂料、太阳热反射隔热涂料、水性反射隔热涂料、隔热防晒涂料、陶瓷绝热涂料等等。

主要是采用耐候性好、耐水性强、耐老化性强、有较强粘结力和弹性的、且能与保温填料、反射填料相溶性好的成膜材料，选择质轻中空、耐高温、热阻大、并具有良好反射性和辐射性的填料，折光系数高、表面光洁度高、热反射率及辐射率高的超细粉料适合作为反射填料，与成膜基料一起构成低辐射传热层，可有效隔断热量的传递。

这种薄层隔热反射涂料与多孔材料复合使用可用于建筑物、车船、石化油罐设备、粮库、冷库、集装箱、管道等不同场所涂装。

二．国内外保温隔热材料的现状国外发展现状及趋势保温隔热材料的生产和在建筑中的应用，上世纪70年代后，国外普遍重视。

国外企业力求大幅度减少能源的消耗量，从而减少环境污染和温室效应。

国外保温材料工业已经有很长的历史，建筑节能用保温材料占绝大多数，如美国从1987年以来建筑保温材料占所有保温材料的80％左右，瑞典及芬兰等西欧国家80％以上的岩棉制品用于建筑节能。

目前，发达国家在浆体保温材料研制开发方面，是以轻质多功能复合浆体保温材料为主。

此类浆体保温材料的各项性能较传统浆体保温材料明显提高，如具有较低的导热系数和良好的使用安全性及耐久性等。

国内发展现状及趋势我国保温隔热材料的生产企业目前已有上千个，产品有十几大类、上百个品种，适应温度范围从-196摄氏度到1000摄氏度，技术、装备水平也有了显著提高。

目前使用的绝热保温材料主要包括以下几种。

1.复合硅酸盐保温材料复合硅酸盐保温材料具有可塑性强、导热系数低、耐高温、浆料干燥收缩率小等特点。

主要种类有硅酸镁、硅镁铝、稀土复合保温材料等。

而近年出现的海泡石保温隔热材料作为复合硅酸盐保温材料中的佼佼者，由于其良好的保温隔热性能和应用效果，已经引起了建筑界的高度重视，显示出强大的市场竞争力和广阔的市场前景。

2.硅酸钙绝热制品保温材料硅酸钙绝热制品保温材料在80年代曾被公认为块状硬质保温材料中最好的一种，其特点是密度小、耐热度高，导热系数低，抗折、抗压强度较高，收缩率小。

但进入90年代以来，其推广使用出现了低潮，主要原因是许多厂家采用纸浆纤维。

以上做法虽然解决了无石棉问题，但由于纸浆纤维不耐高温，由此影响了保温材料的耐高温性和增加了破碎率。

该保温材料在低温材料在低温部位使用时，性能虽不受影响，但并不经济。

3.纤维质保温材料纤维质保温材料在80年代初市场上占有显著的份额,是因为其优异的防火性能和保温性能,主要适用于建筑墙体和屋面的保温.但由于投资大,所以生产厂家不多,限制了它的推广使用,因而现阶段市场占有率较低。

三.隔热保温材料的分类按材料成份分类：1、有机隔热保温材料：如稻草、稻壳、甘蔗纤维、软木木棉、木屑、刨花、木纤维及其制品。

此类材料容重小，来源广，多数价格低廉，但吸湿性大，受潮后易腐烂，高温下易分解或燃烧。

2、无机隔热保温材料：矿物类有矿棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅藻土石膏、炉渣、玻璃纤维、岩棉、加气混凝土、泡沫混凝土、浮石混凝土等及其制品，化学合成聚脂及合成橡胶类有聚苯乙烯、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，此类材料不腐烂，耐高温性能好，部分吸湿性大，易燃烧，价格较贵。

3、金属类隔热保温材料：主要是铝及其制品，如铝板、铝箔、铝箔复合轻板等。

它是利用材料表面的辐射特性来获得绝热保温效能。

具有这类表面特性的材料，几乎不吸收入射到它上面的热量，而且本身向外辐射热量的能力也很小，这类材料货源较少，价格较贵。

按材料形状分类：1、松散隔热保温材料如炉渣、水渣、膨胀蛭石、矿物棉、岩棉、膨胀珍珠岩、木屑和稻壳等，它不宜用于受振动和围护结构上。

2、板状隔热保温材料 :一般是松松散隔热保温材料的制品或化学合成聚酯与合成橡胶类材料，如矿物棉板、蛭石板、泡沫塑料板、软木板以及有机纤维板（木丝板、刨花板、稻草板和甘蔗板等），另外还有泡沫混凝土板，它具有原松散材料的一些性能，加工简单，施工方便。

3、整体保温隔热材料 :一般是用松散隔热保温材料作骨料，浇注或喷涂面成，如蛭石混凝土、膨胀珍珠岩混凝土、粉煤灰陶粒混凝土、粘土陶粒混凝土、浮石混凝土、炉渣混凝土等，此类材料仍具有原松散材料的一些性能，整体性好，施工方便。

四.材料保温隔热性能的影响因素影响材料保温性能的主要因素是导热系数的大小，导热系数愈小，保温性能愈好。

材料的导热系数受以下因素影响：(1) 材料的性质不同的材料其导热系数是不同的，一般说来，导热系数值以金属最大，非金属次之，液体较小，而气体更小。

对于同一种材料，内部结构不同，导热系数也差别很大。

一般结晶结构的为最大，微晶体结构的次之，玻璃体结构的最小。

但对于多孔的绝热材料来说，由于孔隙率高，气体（空气）对导热系数的影响起着主要作用，而固体部分的结构无论是晶态或玻璃态对其影响都不大。

2) 表观密度与孔隙特征由于材料中固体物质的导热能力比空气要大得多，故表观密度小的材料，因其孔隙率大，导热系数就小。

在孔隙率相同的条件下，孔隙尺寸愈大，导热系数就愈大；互相连通孔隙比封闭孔隙导热性要高。

对于表观密度很小的材料，特别是纤维状材料（如超细玻璃纤维），当其表观密度低于某一极限值时，导热系数反而会增大，这是由于孔隙增大且互相连通的孔隙大大增多，而使对流作用加强的结果。

因此这类材料存在一最佳表观密度，即在这个表观密度时导热系数最小。

(3) 湿度材料吸湿受潮后，其导热系数就会增大，这在多孔材料中最为明显。

这是由于当材料的孔隙中有了水分（包括水蒸汽）后，则孔隙中蒸汽的扩散和水分子的热传导将起主要传热作用，而水的λ为0.58Ｗ/（ｍ·Ｋ），比空气的λ=0.029Ｗ／（ｍ·Ｋ）大20倍左右。

如果孔隙中的水结成了冰，则冰的λ=2.33 Ｗ／（ｍ·Ｋ），其结果使材料的导热系数更加增大。

故绝热材料在应用时必须注意防水避潮。

(4) 温度。

材料的导热系数随温度的升高而增大，因为温度升高时，材料固体分子的热运动增强，同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。

但这种影响，当温度在０～50℃范围内时并不显著，只有对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。

(5) 热流方向。

对于各向异性的材料，如木材等纤维质的材料，当热流平行于纤维方向时，热流受到阻力小，而热流垂直于纤维方向时，受到的阻力就大。

五．保温隔热材料未来的发展方向（1）向多功能复合化发展。

各种材料各有特色，也有不足之处为了克服单一保温材料的不足，则要求使用多功能复合型的建筑保温材料。

（2）向轻质化发展。

同种材料密度越小其隔热性能越好，同时，轻质材料不会造成建筑结构的额外负担，减少了因结构变形造成渗漏的可能性。

随着轻型房屋体系的发展，建筑保温材料也必然向着轻质化方向发展。

（3）向绿色化发展。

建筑保温材料从原料来源、生产加工制造过程、使用过程和产品的使用功能失效、废弃后，对环境的影响及再生循环利用等四个方面满足绿色建材的要求是必然趋势。

如有机质发泡保温制品不再采用氟利昂、开发以植物纤维为主要原料的纤维质保温材料、合理利用固体废弃物包括粉煤灰、矿渣和废旧泡沫塑料等。

（4）相变储能型墙体保温材料得到发展。

由于节能和环保的观念日益深人人心，到了20世纪90年代中期，相变材料在建筑领域的应用研究成为了一个热点。

目前，应用在建筑上的相变材料按照化学成分的不同，可以分成无机和有机两大类。

无机类相变材料价格便宜，但它存在过冷和相分离现象。

有机类相变材料具有良好热行为，化学、物理特性稳定，受到人们的广泛关注。

通过一定的技术将相变储能材料均匀分散在砂浆、混凝土或涂料中，使得其与建筑材料结合使用，从而提高建筑物的舒适度、降低能耗和改善对环境的负面影响。

（5）透明保温材料的应用得到推广。

随着透明保温技术以及新型墙体保温技术的发展，透明保温材料将得到更广泛的应用。

将透明保温材料应用在窗户或预先涂黑的大面积墙体上，当日照充足时，该种保温材料从太阳的辐射中吸收热能，并传到建筑物的内墙，使内墙的温度升高；当日照不足时，透明保温材料又会最大限度的防止室内热量的散失，从而增加整座建筑的保温性，非常适合于温带和寒冷地区且有强烈太阳照射的区域。

同时，透明保温层可以增加室内的舒适度，防止墙体水蒸汽凝固，避免结霜和霉变的产生。