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关于外墙用纳米保温绝热涂料的研究
编辑:杭州明敏涂料有限公司   发布时间:2018-03-29

外墙用纳米保温绝热涂料的研究

目前,建筑节能外墙保温材料分为有机保温材料(聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、酚醛树脂泡沫,等);无机保温材料(松散的无机纤维及制品、轻质多孔颗粒保温砂浆、纤维+多孔颗粒复合保温材料)。有机保温材料的导热系数低,保温效果好,但可怜的消防安全;热导率高,常见的无机保温材料隔热效果差,但消防安全;无机纳米多孔保温材料导热系数低,耐热性好,常祚泰空气绝缘材料。薄层绝热绝热涂料的研制是今后保温技术发展的重要途径。

纳米级隔热涂料的组成与性能

以纳米自交联丙烯酸乳液为成膜材料、SiO2气凝胶、空心玻璃微珠、六钛酸钾晶须为填料,与多种添加剂配合制备的保温涂料。该涂料具有施工薄、纳米级隔热、安全防火、环保节能、成本效益高等优点。

纳米级保温绝热涂料的隔热原理

热量的传递总是从高温转变为低温。热传导有3种方式:固体热传导、空气对流导热和辐射热传导。纳米级隔热涂层的特点是上述3种热传导通道可以有效地屏蔽或屏蔽。在涂层组成中,关键绝缘材料是纳米SiO 2气凝胶,其次是六钛酸钾晶须和空心玻璃微珠。纳米SiO2气凝胶是一种轻质纳米多孔非晶固体材料优异的保温隔热性能,其孔隙率高达80% ~ 99%孔的典型尺寸为2 ~ 50nm,平均孔径为20nm,比表面积为600 ~ 1000m2/g,0.003 ~ 0.35g/cm3表观密度,在室温下的热导率是0.013w/低(M?k)800,即使在高的温度,导热系数0.043w/(M?而高温分解,不释放有害气体,是纯绿色环保材料,其缺点是强度低、脆性大,难以单独使用。将纳米SiO 2气凝胶与硅酸铝纤维和空心玻璃珠混合,可以大大提高涂层的物理力学性能。

1、sio2气凝胶隔热机理

固体热传导:SiO2气凝胶纳米三维网络骨架结构是由多个si-0-si组连接在一起,形成几乎无限的,由于纳米孔的存在,固体传热只能沿孔壁转移,近乎无限的孔壁构成“无限路”的作用,使固体热导率降低到几乎最低的限度。

对流热传导的SiO2气凝胶的孔的尺寸是2 ~ 50nm,与材料中的孔隙直径

辐射热传导:辐射传导是一种非接触传热。由于气凝胶纳米孔均匀,体积密度很低,内孔壁材料数量趋于无限,每个孔壁都有遮阳板,几乎产生“无限遮阳”效应,热辐射降至最低限度。

2、钛酸钾晶须的六种绝缘机理

钛酸钾晶须隧道结构61链,松散密度为0.1 ~ 0.3g/cm3,面积11m2 / g,孔直径0.8米,长度~ 1.2?30~50?m,常温下导热系数低(0.0534w/(M?K),并有一个负温度系数(更高的导热系数,导热系数的温度在760度以上)0.0174w/系数(M?红外透过率:波长0.9~2.4?m,厚度为0.25?六米钛酸钾晶须透光率仅为8.4%。它无毒无害,使用寿命长,耐高温1200℃,耐酸碱,耐磨绝缘,机械性能和物理性能良好。

六套钛酸钾晶须保温、隔热、物理结构的红外反射在一个红外反射系数>95%。

3、空心玻璃微珠的隔热机理。

空心玻璃微珠是由一种特殊的薄壁空心球形粉末的过程中,新的轻质材料的优良性能,是一个白色的球,空心的,坚硬的外壳,外壳的N2或CO2惰性气体,在8% ~ 10%壁厚和直径,对0.07w/导热系数(M?K)。具有密度低、体积大、导热系数低、抗压强度高、吸油量小、流动性好等优点。超细中空玻璃微珠纳米SiO2气凝胶隔热涂层具有独特的孔结构。该涂层在热导率增加不大的前提下,具有较高的热导率和优异的热反射和热辐射性能。

该纳米隔热涂料导热系数0.041w/(M?K)。导热系数是材料绝热性能的重要参数,但不是唯一的参数。对于纳米绝缘材料来说,光热反射率和红外发射率是比较重要的参数。保温材料隔热性能的评价应综合考虑导热系数、光反射率、热反射率和红外辐射率等综合因素。

纳米级保温绝热涂料的隔热效果

钢板测试盒自制的两个相同大小的1 #和2 #,钢板的厚度1mm,尺寸为:长×宽×高= 1.2m×0.6m×1.2m,聚苯乙烯泡沫板1 #盒上覆盖一层8cm厚,2 #盒六纳米涂1mm厚的绝缘涂层固化干燥。在夏季晴天最高温度为38度的条件下,两箱在室外阳光下15点照射到太阳,同时检测两种情况下的室内温度。结果:在1 #箱内部温度为27.5 C,并在2 #箱温度为27。

小于零的冬季条件下,1 #和2 #箱加热到40度,罐内,然后搬到室外冷冻后密封。2h后,测试2箱的内部温度。结果如下:1的#箱内部温度是16.5度,在2 #箱的温度是18度。

以上试验结果表明,1mm厚的纳米保温绝热涂料具有比8厘米厚的聚苯乙烯泡沫板保温性能较好。夏季绝缘效率比冬季高3%,冬季绝缘效率高达9%。