「摘要」本文介绍了隔热涂料的隔热原理和类型，综述了近年来隔热涂料的研发和应用情况，最后对隔热涂料的未来发展趋势进行了展望。

关键字：隔热涂料，隔热原理，涂料类型，应用

作者 | 张达志

天津德威涂料科技有限公司

01. 前 言

物质间或物质内的热量传递可表现为三种基本方式：热传导、对流传热和（或）辐射传热。生活中遇到的导热问题基本包括这三种方式，不同情况下的热量传递方式主次不同，形式各异涂料在线。

图1 地球表面太阳能分布

由图1可知，地球表面太阳光的能量主要集中在波长为0.4~1.8μm的可见光和近红外光区，占太阳辐射能量的90%以上。反射型隔热涂层将照射到其表面的可见光和近红外光反射回大气层中，通常热反射率能达到85%以上，有效阻隔太阳能量向物体内部传递，显著减少太阳辐射到物体表面的累积热，从而实现降温。

03. 应用

隔热涂料应用价值大，具有非常广阔的应用空间。

3.1 建筑涂料方面

随着环保意识的日渐增强，涂料生产公司选择开发节能环保型材料并积极引导大众消费。研究表明[9]，将纯丙乳液和助剂均匀稳定分散在水中，然后，通过添加SiO2气凝胶和滑石粉等制备SiO2气凝胶隔热涂料的浆料，最后，将其涂覆在普通马口铁基底上，以获得隔热涂层。所得涂层表面光滑平整、附着力强、硬度好、耐水和耐热性能较好、隔热性能优异，完全满足隔热涂料的基本需要，将成为未来隔热涂料的发展代表，必定会拥有较为广阔市场和应用前景[10]。

孙顺杰等[11]通过选择性能优异的冷颜料或者复合无机颜料、具有耐紫外光线和耐久性更好的纯丙乳液和苯丙乳液树脂和常见填料等，制得具有优异热反射性能和装饰性能、良好的耐久性和耐沾污性能的彩色热反射隔热涂料。与目前大多数白色或浅色的热反射隔热外墙涂料相比，彩色反射隔热涂料满足了现代建筑对不同色彩的需求，同时具有优异的热反射性能和隔热性能，具有广阔的应用前景。

红外反射隔热涂料[12]是一种具有巨大发展潜力的新型功能涂料。近些年，社会对其的应用需求迅速增长。根据我国《节约能源法》规定，研发的红外反射隔热涂料具有装饰和隔热的双重功能，相应的产品标准已经出台，如：JC/T 1040-2007《建筑外表面用热反射隔热涂料》、GB/T 25261-2010《建筑用反射隔热涂料》和JG/T 235-2014《建筑反射隔热涂料》。通过理论计算和分析，与普通涂层相比，使用反射隔热涂层可提高节能效率15.9%，节能效果明显。红外反射隔热涂料已被用于诸多领域，如石油化工、粮食储备和建筑工程屋面及墙面等。实际应用有明显效果，如图2所示。

图3 典型节能玻璃的透过率曲线

由图可知，在几种典型节能玻璃中，普通玻璃的热工性能较差，绝大部分的近红外线能透过玻璃；LOW－E玻璃主要通过反射中、远红外线来达到隔热的目的，但可见光透过率损失较多；贴膜玻璃对近红外线具有较弱的阻隔能力（某些贴膜玻璃具有良好的近红外线阻隔能力）；涂膜玻璃可以有效阻隔近红外线的透射，同时可见光透射率较高，不足的是，绝大多数涂膜玻璃对近红外线的阻隔是通过吸收来实现的；理想的节能玻璃应是几乎隔绝近红外线，而对可见光透射比没有影响。

近年来，透明隔热涂料在涂覆玻璃方面发展快速。在汽车玻璃方面，涂料经喷涂、刮涂和干燥后形成透明性良好的膜，为解决汽车玻璃、特别是挡风玻璃隔热提供了新途径。顾广新等[14]利用纳米氧化锑锡(ATO)、纳米TiO2、有机硅树脂、硅溶胶等制备出具有高硬度、高耐候性的有机-无机杂化树脂薄膜，同时，制备了纳米TiO2和纳米ATO的异丙醇浆料，并与有机-无机杂化树脂进行复配，制得紫外和近红外阻隔性能优异、隔热节能效果良好的透明隔热涂料，并在汽车玻璃方面成功应用。

建筑玻璃领域也是透明隔热涂料很重要的发展方向。李宁[15]通过高速搅拌或超声将隔热浆料和透明树脂混合均匀，并加入一定量的稳定剂、流平剂等助剂，使透明隔热涂料能够稳定储存；将透明隔热涂料通过刷涂或喷涂等工艺涂在洁净玻璃表面，并利用其自身的流平性均匀流平在玻璃表面。此涂层在室温下即可干燥，无需烘干。

大面积推广使用建筑玻璃透明隔热涂料不仅能够有效降低建筑能耗，为国家节约大量能源，而且通过降低能源消耗，间接保护了我们居住的家园，具有巨大的经济和社会效益。另外，建筑玻璃透明隔热涂料涉及纳米加工应用技术，利用此技术可以对传统产业进行升级，进而提高我国相关行业的国际竞争力，以期在新世纪纳米技术的研发大潮中有自己的一席之地。

04. 未来发展方向

近些年，在国家节能减排的号召下，国内已有不少企业在研发透明隔热涂料，这种涂料不仅具有一般隔热涂料的隔热保温、节能性能，而且还具有透明、美观、环保、健康的特点，在我国未来隔热涂料领域具有巨大的发展空间。

目前，隔热涂料大多是按照一种隔热机理进行研发，隔热效果局限性很大。未来可以将隔热涂料的阻隔、辐射和反射隔热机理中的两种或三种进行结合，协同发挥作用，以使隔热效果更加完美，并且兼顾防腐、防水等特点。此外，还可以采用多样化的配套方案和合理的施工方法，使制得的隔热涂层具有优异的性能。

随着新技术、新材料的发展，在不断改善隔热涂料性能的同时，要考虑到制备及使用环保涂料。可从以下几个方面充分考虑：

• 在涂料类型方面，重点发展无溶剂、高固体、水性和光固化隔热涂料；

• 在隔热材料方面，重点采用纳米材料如SiO2气凝胶、纳米ATO、空心玻璃微珠、纳米半导体等；

• 在树脂方面，重点选择具有高强度、高耐候性和高透光性的树脂体系，如：有机硅树脂和聚氨酯树脂。

除此之外，隔热涂料性能没有一种统一的测试方法，基本是以模拟实验测试为主，参考局限性大，测试结果易遭质疑。因此需要建立一套科学有效的测试标准，推进隔热涂料快速稳定发展。