节能型涂料和涂装技术成果：阻隔型隔热涂料的发展与应用

3.2.1 隔热涂料

隔热涂料是一种耐高温且起隔热作用的特殊涂料，通常是将基料和填料调成糊状进行研磨，加入溶剂分散制得。基料主要为有机硅树脂、硅酮树脂等；填料主要有钛白粉、空心玻璃粉等。它广泛应用于建筑外墙、船舶甲板、汽车外壳、油罐外壁和航空航天等领域。

1.主要特点 隔热涂料具有隔热、防晒、节能、环保、施工简易、工期短、见效快等特点，能够有效地阻止热传导，降低涂层表面和内部环境的温度，有效改善工作环境、降低能耗。

2.分类 隔热涂料从隔热原理分类主要有三种：阻隔型隔热涂料、反射型隔热涂料和辐射型隔热涂料。

（1）阻隔型隔热涂料。阻隔型隔热涂料的隔热机理比较简单，是一种通过热传递的阻抗作用实现隔热的被动式降温涂料，原材料易得，生产设备简单，施工方便，但吸水率高，不抗振动，需另设防水层及外护层。一般采用低热导率的组合物或在涂膜中引入热导率极低的空气，辅以助剂使隔热骨料粘结在一起，涂覆形成具有一定厚度的保温层，以达到隔热保温的功能。

目前，应用最为广泛的阻隔型隔热涂料是硅酸盐类复合涂料，主要品种有复合硅酸镁铝隔热涂料、稀土保温涂料等。新型的隔热涂料主要采用空心陶瓷微珠，利用其紧密排列的封闭型的中空微粒形成了对热具有阻隔效果的气体层，阻断了“热桥”，从而使涂层具有良好的隔热效果。

（2）反射型隔热涂料。反射型隔热涂料也称日光热反射涂料，是一类在涂料中添加中空玻璃、陶瓷微珠或/和热反射颜料的隔热涂料。通过选择合适的树脂、金属或金属氧化物颜填料及生产工艺，制得高反射率涂层。其隔热原理主要是利用陶瓷微粉、铝粉、二氧化钛、氧化锑和氧化锡（Antimony Tin Oxide，ATO）粉体的高热反射率性能，有效地降低辐射传热和对流传热。

反射型隔热涂料与各种基材附着力好，与底漆、中间漆具有良好的相容性，耐候性强，隔热效果较阻隔型隔热涂料明显要好。其现存问题是大多数反射型隔热涂料为溶剂体系，如何制得具有广泛应用前景的水性反射型隔热涂料是值得研究的课题。

（3）辐射型隔热涂料。辐射型隔热涂料的作用机理是通过辐射的形式把基体吸收的光线和热量以一定的波长发射到空气中，阻挡热能传递，减少基体的热量，从而达到良好的隔热节能的效果。此类涂料的关键技术是制备具有高热发射率的涂料组分。

目前，用于热辐射源的高辐射系数的远红外辐射材料有金属氧化物、碳化物、氮化物和硼化物。采用多种高辐射系数的远红外辐射材料，使其与固有发射波长相吻合，加入以稀土元素为主的活化剂，可提高常温下涂层的发射率。

（4）其他隔热涂料。除上述三种类型隔热涂料外，目前尚处于研究阶段的还有多功能薄型隔热涂料、真空隔热涂料和纳米孔超级绝热涂料等。随着科学技术的发展，人们对隔热机理将有更深入的研究，隔热涂料将朝着更加多元化的方向发展。

3.涂装工艺 以刷涂和辊涂为主，也可喷涂，严格按照施工说明进行表面处理和涂装作业。

3.2.2 保温涂料

保温涂料是一种新型的保温材料，由优质天然矿物质添加化学添加剂和高温粘结剂，经过制浆、入模、定型、烘干、成品、包装等工艺制造而成。它是一种通过低热导率和高热阻来实现隔热保温的功能型涂料。

1.主要特点

1）热导率低，保温性能稳定，软化系数高，耐冻融，抗老化；

2）采用柔软性抗裂技术，体系无空腔，抗负压能力强；

3）透气性好，呼吸功能强，既有很好的防水功能，又能排解保温层的水分；

4）施工方便，能多点多面施工，速度快，综合造价较低。

2.发展现状 复合硅酸盐保温涂料是当前应用最广泛的保温涂料。这类保温涂料采用海泡石、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅藻土等作原料，水玻璃、石膏、水泥等作粘结剂，经过机械打浆、发泡、搅拌等工艺制成膏状保温涂料。此外，加入各种助剂来改善流动性、硬化性、憎水性、耐高温性、反射性等涂料性能。

近年来，复合硅酸盐保温涂料主要在建筑内保温方面得到越来越多的认可和使用。但仍存在着干燥周期长、施工受季节和气候影响大、抗冲击能力弱、干燥收缩大、吸湿率大、施工不当易造成大面积空鼓现象等问题。因此，尚有赖于技术革新，提高此类涂料的综合性能，使之更好地用于产品隔热保温。

3.施工工艺 可采用刷涂、辊涂、高压无气喷涂等方式进行施工。施工温度在10～40℃之间，不宜过高或过低。 3.2.3 低温固化涂料(www.xing528.com)

低温固化涂料是通过降低涂料固化温度，使之在较低温度甚至常温下固化，从而达到节能的目的。据测算，120℃固化涂料与180～200℃固化涂料相比，可节电40%左右。低温固化粉末涂料在贮存稳定性、结块性、固化温度及涂膜平整性等方面还存在问题，比溶剂型涂料的难度更大。低温固化涂料其他瓶颈还包括固化温度与固化时间的矛盾、应用领域的局限性及涂装设备的多样化等。

开发低温快速固化涂料和新的低温涂装工艺及设备，是提高涂装效率、节约能源的有效途径。但在开发过程中，还需要重点解决如下一些问题：

（1）深入研究聚合物成膜树脂的干燥机理，总结影响涂膜干燥速度的规律，进而指导快干涂料及快干设备的开发；

（2）研究涂膜的干燥速度与涂膜性能之间的规律，兼顾涂料的干燥速度、适用期和涂膜性能，不能因降低了固化温度、缩短了固化时间而影响涂层综合性能。

3.2.4 辐射固化涂料

紫外光（Ultraviolet，UV）固化涂料和电子束（Electronbeam，EB）固化涂料统称为辐射固化涂料，辐射固化是利用UV或EB辐射使涂料（或油墨）固化成膜的一种涂装固化的新工艺。

1.主要特点 辐射固化与其他固化方法相比，具有如下许多独特的优点：

1）固化速度快，更易于满足大规模自动化生产的需求；

2）低VOC量，污染少，利于环境保护；

3）节约能源，其能耗仅为热固化的10%～20%；

4）固化无溶剂挥发，故固化膜均匀、表面光洁，在满足多项主要性能的前提下，比热固化涂层有更好的使用性能和外观。

2.分类 辐射固化涂料按固化方式可分为光固化涂料和电子束固化涂料两大类。其中，光固化涂料又可分为自由基光固化涂料、阳离子光固化涂料，混杂型光固化涂料和双重光固化涂料等，按涂料类型又可分为光固化粉末涂料、光固化水性涂料、光固化木器涂料等。由于电子束（EB）固化设备昂贵，所以目前辐射固化工艺中多采用紫外光（UV）固化涂料及涂装。

（1）紫外光（UV）固化涂料。UV固化涂料主要由低聚物、活性稀释剂、光引发剂和助剂四部分组成。低聚物是光固化涂料中最主要的组成部分，在光引发剂的引发下固化成膜；活性稀释剂可参与共聚或交联反应，虽然水性UV固化涂料不含活性稀释剂，但就现阶段而言，活性稀释剂依然是许多UV固化涂料不可或缺的一部分；光引发剂是决定UV固化涂料固化程度和固化速率的主要因素；助剂（如阻燃剂、偶联剂、表面活性剂和流平剂等）可改善涂料的性能。

（2）电子束（EB）固化涂料。与光固化涂料相比，电子束固化涂料具有固化深度深、不受颜填料影响、无需引发剂的特点，但因设备昂贵，限制了其应用。

3.涂装工艺 紫外线固化涂料可采用常规涂装方法涂装施工，然后通过紫外线辐照而固化成膜。 3.2.5 散热涂料

散热涂料是一种提高物体表面的散热效率，降低体系温度的特种涂料。散热的途径有四种方式：传导散热、对流散热、辐射散热和蒸发散热。

1.主要特点 散热涂料主要特性是增强物体散热性能，应用领域包括LED灯具、电器、机柜、管道、工业设备、建筑、橡胶、陶瓷、纸张、木材、金属等。涂料在起到辐射降温作用的同时，还可以增加自洁性、绝缘性、防腐性、防水性和抗酸碱性等。

2.分类 散热涂料按照溶剂不同可分为有机溶剂型散热涂料、水性散热涂料和无溶剂散热涂料。按照使用温度可分为低温（物体表面温度200℃以下）型散热涂料、中温（物体表面温度200～600℃）型散热涂料和高温（物体表面温度600℃以上）型散热涂料。

散热涂料在不同温度下的散热效率有所不同，可根据物体表面温度来选定散热涂料的品种。

3.涂装工艺 根据涂料种类的不同，可选择适当施工方法，液体涂料可选用刷涂、喷涂和浸涂等工艺，粉体涂料只能采用喷涂施工。