新型保溫材料的開發與應用研究

蘇煒煒

【摘 要】隨著現代化建設的發展和人民生活水平的提高，舒適的建筑熱環境越來越成為人們生活的需要，在發達國家，適宜的室內溫度已經成為人們的一種基本需求。本文對近年來發展起來的新型建筑保溫材料做了綜述，并概述了保溫材料的研究現狀及未來的發展趨勢。

【關鍵詞】建筑保溫材料；原理；應用；現狀；趨勢

一、建筑保溫隔熱材料

廣義來講，過去人們使用的各種建材，也是具有一定的隔熱保溫性能，它對人類社會發展作出了應有的貢獻。隨著科技的發展，人們已不滿足只為改善生活條件，而要為不斷提高生產條件去努力。所以從更嚴格的科學角度講，隔熱保溫材料應具有更加優良的性能，應符合各種建筑、設備和設施對隔熱保溫材料的特定要求。因此，這類材料的生產和應用，應有嚴格的原料選擇，科學的工藝操作，明確的產品質量標準和正確的檢測方法。

隔熱保溫復合材料的組成，一般說來，主要是由絕熱性能優良的原料，粘接材料，各種助劑和輔料所組成。主要原料應是輕質低導熱系數和廉價易購，當產品使用干燥后，能形成纖維交織網孔狀態。高溫耐火粘接材料，目前我院開發生產的高溫膠適用溫度達700℃左右，其粘接強度和抗折強度等一些主要技術指標已達到國內同類產品的先進水平。助劑種類繁多，如分散劑、增水劑、抗凍劑、乳化劑、消泡劑、固化劑等等，其用量不多，但對材料產品質量的好壞，都有極大關系。正確選用，添加過量的助劑，對穩定產品質量，提高產品性能，有十分明顯的效果。因此助劑選擇必須堅持擇優和添加適量的原則，決不能濫用，更不能濫加。輔料種類來源廣泛，品種各異，加入適當，對提高產品質量穩定產品的優良性能非常重要。

二、建筑傳熱過程理論研究基礎

（一）建筑傳熱過程

建筑物的房間是借助圍護結構而與外界環境隔開， 并通過房間采暖和空氣調節在室內創造出一定的熱濕環境和空氣條件。但建筑物在實際的使用過程中其內部的熱力系統要受到室外的空氣濕度、溫度、太陽輻射強度、風向、風速以及臨室空氣溫濕度等外擾因素影響。

（二）材料的絕熱性

絕熱就是最大限度的阻抗熱量的傳遞。所以，就要求絕熱材料須具有較小的導熱系數、換熱系數和輻射換熱系數，或由絕熱材料組成的絕熱層具有較高的熱阻值。

三、幾種新型建筑保溫隔熱材料

1.無機建筑保溫隔熱材料無機建筑保溫隔熱材料是指由非金屬顆粒、粉末或者纖維等材料經過一定的工藝過程制備而成的一種具有低密度、高強度的保溫隔熱材料。這種材料主要包括傳統的保溫材料膨脹珍珠巖石及其制品、礦物棉及其制品，以及近年來研究比較熱的泡沫玻璃、輕質保溫砌塊。

2.有機建筑保溫隔熱材料有機保溫隔熱材料在建筑保溫材料中占有重要的地位，它通常是以高分子化合物或聚合物為主要原料，加以各種化學添加劑經過一定的工藝過程制得的。有機建筑保溫材料主要包括三種類型，分別是聚苯乙烯泡沫塑料（PS）、聚氨酯泡沫塑料（PUF）、酚醛泡沫塑料，另外還包括聚氯乙烯泡沫塑料、脲醛泡沫塑料等。

3.金屬類建筑保溫隔熱材料此類材料主要是指金屬面夾心板，由上下兩層以及中間的夾芯組合而成。中間的夾層芯材可以是無機的巖棉、珍珠巖、輕質混凝土，也可以是有機的聚苯乙烯泡沫顆粒、聚氨酯硬質泡沫，層與層之間通過粘結劑粘結而成。目前金屬類的面夾心板主要應用于大跨度的建筑圍護材料中。它的優點是強度高、質量輕、方便拆等，但是金屬表面易于腐蝕，因此這種材料一般不用于住宅建筑中。

四、建筑保溫隔熱材料的發展趨勢

建筑保溫隔熱材料在我國經過幾十年的發展已經越來越成熟，但是與國際先進水平相比還有很大的差距。目前，建筑保溫材料正向著高性能化、多功能復合化、環境友好化等方向發展。

由之前的傳統發泡技術向外部直接引進帶孔物質，或者通過散料堆積直接形成孔隙發展。如膨脹珍珠巖砂漿、膨脹蛭石砂漿、玻璃微珠、中空纖維等，它們都呈現出優良的保溫隔熱性能，力學強度也可以達到建筑材料的標準，隨著日后技術的日益成熟，這些材料在保溫材料的應用會更加廣泛。

由微孔保溫材料向納米孔保溫材料發展。隨著納米技術的日趨成熟，納米孔保溫材料也隨即發展起來，其中主要是SiO2氣凝膠。它運用超臨界干燥法并保留SiO2在凝膠狀態下排列所得到的，與傳統意義的保溫材料相比，它具有明顯的體積小、質量更輕的優點。由于其制備方法的限制，成本比較大，一般應用于航空、航天等領域，但是隨著技術的成熟，納米級保溫材料會成為未來發展的趨勢。

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