由于保溫隔熱涂料的使用無(wú)需對房屋內原有的墻體及水管、電線(xiàn)線(xiàn)管等進(jìn)行改建，僅需按普通建筑涂料的施工工藝進(jìn)行施工即可，因此其在既有房屋的節能改造中有著(zhù)無(wú)可比擬的優(yōu)勢?，F如今保溫隔熱涂料正朝著(zhù)多功能、高性能的方向發(fā)展，而納米材料等高新技術(shù)也已經(jīng)被應用到新型涂料的研發(fā)中。
保溫隔熱涂料的分類(lèi)及工作機理
目前常見(jiàn)的保溫隔熱涂料根據工作機理的不同，可分為阻隔型、反射性、輻射型、混合型等4種類(lèi)型。
阻隔型保溫隔熱涂料
阻隔型保溫隔熱涂料是一種具有低熱導率和高阻抗的被動(dòng)式涂料，通常采用具有低熱導率的材料（如氣凝膠、空心玻璃微珠、硅藻土粉等）作為隔熱骨料或在涂膜中引入空氣(熱導率極低)，以密度小、孔隙率高的無(wú)機礦物為功能性填料，然后選取耐候性好、成膜性好的基料加工制成。其隔熱性能的好壞主要取決于涂料中各組分導熱系數的大小，保溫隔熱效果通常與涂料涂層的厚度成正比。阻隔型保溫隔熱涂料的隔熱性能比較突出，更適用于夏季高溫地區。
氣凝膠隔熱的效果
氣凝膠涂料就是一種常見(jiàn)的阻隔型保溫隔熱涂料。涂料中氣凝膠的納米孔以及三維網(wǎng)狀結構破壞了基質(zhì)的熱量傳導路徑，使其具有極低的導熱系數。同時(shí)納米孔結構限制了空氣分子的自由流動(dòng)，抑制了空氣的對流傳導，無(wú)限多的孔壁形成了熱輻射的反射面和折射面，最大限度的抑制了輻射導熱。因此氣凝膠涂料能有效降低熱量的傳輸，起到改善環(huán)境、降低能耗的作用。
反射型保溫隔熱涂料
反射型保溫隔熱涂料具有反射光和熱的性能。穿透大氣層到達地面的太陽(yáng)光的能量，有95%集中在波長(cháng)為0.4~0.72μm的可見(jiàn)光區以及波長(cháng)為0.72~2.5um的紅外光區，因此，反射型保溫隔熱涂料主要將這部分太陽(yáng)熱輻射反射回大氣中，使其不被涂層、設備或建筑物所吸收，從而使被涂覆的設備或建筑物表面及內部的溫度不致升高。該種涂料對可見(jiàn)光和紅外光的反射率越高，隔熱效果就越顯著(zhù)。因其主要功能為隔熱而非保溫，故主要應用于夏季炎熱高溫期較長(cháng)的地區，而很少用于冬季寒冷的地區。
制備反射型保溫隔熱涂料時(shí)，一般是在涂料中加入具有高反射率、高空隙率、低導熱系數的隔熱填料，在內部構建封閉的孔隙結構，促使進(jìn)入涂層內部的熱量發(fā)生二次反射和散射。金屬氧化物是最為常用的反射顏填料，如鈦白粉（即二氧化鈦，折光指數2.80）、氧化鋅（折光指數2.20）等。
此外，空心玻璃微球和陶瓷微球也常被作為功能性填料使用。在反射型保溫隔熱涂料中，顏填料的粒徑大小、尺寸分布、顆粒形狀及用量等方面都會(huì )對反射率造成較大的影響。
輻射型保溫隔熱涂料
輻射型保溫隔熱涂料的工作機理，是利用涂料中采用的具有高熱發(fā)射率物質(zhì)組份的物理特性，將吸收的熱量以電磁波的形式輻射到外部空間，從而起到減少材料表面得熱的效果。具體來(lái)說(shuō)，是由于物質(zhì)的分子吸收了光子的能量，使得晶格、鍵團不斷地振動(dòng)產(chǎn)生碰撞，從而使分子能態(tài)級產(chǎn)生從高到低的熱發(fā)射，將吸收的部分能量以紅外輻射的方式發(fā)散到外部空間。輻射型涂料能夠將已經(jīng)吸收的熱量以電磁波的形式發(fā)射出去，因此是一種主動(dòng)降溫隔熱涂料，其隔熱功效也要高于反射型涂料，但因其成本較高，目前在建筑物上應用并不多。輻射型保溫隔熱涂料通常采用具有高熱發(fā)射率的金屬氧化物等作為功能填料，如二氧化錳(MnO2）、氧化鐵（Fe2O3）、氧化銅（CuO）的尖晶石型物質(zhì)。
復合型保溫隔熱涂料
復合型保溫隔熱涂料可同時(shí)具備阻隔、反射和輻射的功能，通常是將以上幾種涂料的功能成分結合使用，發(fā)揮協(xié)同優(yōu)勢，從而增強涂料的保溫隔熱性能。潘啟昭等[3]以丙烯酸樹(shù)脂為成膜物質(zhì)，加入金紅石型鈦白粉作為填料、空心玻璃微珠和納米氧化鋯作為功能填料，輔以其他助劑，制備了納米復合型外墻隔熱涂料，兼具了阻隔型、反射型和輻射型的功能。實(shí)驗表明，空心玻璃微珠和納米氧化鋯有協(xié)同作用，與只添加空心玻璃微珠的涂料相比，同時(shí)添加空心玻璃微珠和納米氧化鋯的涂料最大溫差為3℃。當納米氧化鋯含量為5%時(shí)，涂料的保溫隔熱性能最好，導熱率為0.072W/(m·K)。
保溫隔熱涂料的研究熱點(diǎn)與展望
多功能、高性能保溫隔熱涂料一般具備耐高溫、低導熱、綠色環(huán)保、裝飾效果多樣化、防水耐久、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。二氧化硅（SiO2）氣凝膠及其復合材料就是此類(lèi)納米隔熱材料的代表，除了隔熱節能性能優(yōu)異，還具有防水、環(huán)保、耐久等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，采用納米SiO2氣凝膠來(lái)開(kāi)發(fā)高效隔熱保溫涂料已成為主流趨勢之一。
研發(fā)以保溫為主、隔熱為輔的保溫隔熱涂料具有重要意義，紅外高發(fā)射率的輻射型保溫隔熱涂料是建筑涂料的發(fā)展方向。用以制備該種涂料的高發(fā)射率組分功能填料主要分為3類(lèi)：一是相變材料，可通過(guò)相變吸熱和放熱的可逆過(guò)程，實(shí)現溫度的恒定；二是金屬氧化物，例如F e2O3、M nO2、Cu O以及氧化鈷（CoO）等，主要輻射波段在2.5~12um范圍內；三是具有紅外發(fā)射率的堿土金屬硫酸鹽、堿土金屬碳酸鹽，如硫酸鋇（Ba S O4）、硫酸鈣（CaSO4）、碳酸鈣（CaCO3）等。在建筑室內墻壁涂刷的該種涂料，可以吸收部分由人體發(fā)出的紅外線(xiàn)熱量以及暖氣、空調等電器發(fā)出的熱量，當涂層達到一定的儲熱量時(shí)，再以紅外發(fā)射波形式輻射熱量到室內空氣中，從而實(shí)現室內保溫，達到節能目的，尤其適合冬季寒冷地區使用。此外，隨著(zhù)我國對環(huán)境保護的重視程度不斷提高，可降解涂料、環(huán)境友好型涂料必然是將來(lái)的主要發(fā)展方向。例如，目前市面上大部分反射型保溫隔熱涂料都是溶劑型，揮發(fā)性有機化合物（VOC）等有害成分含量較高，因此研發(fā)性能優(yōu)異且綠色環(huán)保的水性反射型涂料也是當前的研究熱點(diǎn)。
結語(yǔ)
隨著(zhù)新型材料和高新技術(shù)的不斷涌現，保溫隔熱涂料正朝著(zhù)多功能、高性能的方向不斷發(fā)展。與此同時(shí)，保溫隔熱涂料的標準體系逐步完善化、檢測技術(shù)日趨先進(jìn)化，產(chǎn)品質(zhì)量也因此得到充分保障。相信在不遠的將來(lái)，保溫隔熱涂料的應用范圍會(huì )更加廣泛，必將給整個(gè)節能產(chǎn)業(yè)的格局帶來(lái)巨大的改變。