新型墙体材料的产品性能

研发背景：传统的保温隔热材料是以提高气相空隙率，降低导热系数和传导系数为主。纤维类保温材料在使用环境中要使对流传热和辐射传热升高，必须要有较厚的覆层；而型材类无机保温材料要进行拼装施工，存在接缝多、有损美观、防水性差、使用寿命短等缺陷。为此，人们一直在寻求与研究一种能大大提高保温材料隔热反射性能的新型材料。
上世纪90年代，美国国家航空航天局(NASA)的科研人员为解决航天飞行器传热控制问题而研发采用的一种新型太空绝热反射瓷层(Therma-Cover)，该材料是由一些悬浮于惰性乳胶中的微小陶瓷颗粒构成的，它具有高反射率、高辐射率、低导热系数、低蓄热系数等热工性能，具有卓越的隔热反射功能。这种高科技材料在国外由航天领域推广应用到民，用于建筑和工业设施中，并已出口到我国，用于一些大型工业设施中。但美中不足的是，该材料20美元/kg的昂贵售价实在令国内许多行业望物兴叹，难以承受。由此，国内悄然掀起一股研发隔热保温新材料的热潮，且已率先在国内同行中研制成功具有高效、薄层、隔热节能、装饰防水于一体的新型太空反射绝热涂料。该涂料选用了具有优异耐热、耐候性、耐腐蚀和防水性能的硅丙乳液和水性氟碳乳液为成膜物质，采用被誉为空间时代材料的极细中空陶瓷颗粒为填料，由中空陶粒多组合排列制得的涂膜构成的，它对400~1800nm范围的可见光和近红外区的太阳热进行高反射，同时在涂膜中引入导热系数极低的空气微孔层来隔绝热能的传递。这样通过强化反射太阳热和对流传递的显著阻抗性，能有效地降低辐射传热和对流传热，从而降低物体表面的热平衡温度，可使屋面温度最高降低20℃，室内温度降低5~10℃。产品绝热等级达到R-33.3, 热反射率为89%，导热系数为0.030W/m.K。
发展趋势：建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30-40%，绝大部分是采暖和空调的能耗，故建筑节能意义重大。而且由于该隔热保温涂料以水为稀释介质，不含挥发性有机溶剂，对人体及环境无危害；其生产成本仅约为国外同类产品的1/5，而它作为一种新型隔热保温涂料，有着良好的经济效益、节能环保、隔热效果和施工简便等优点而越来越受到人们的关注与青睐。且这种太空绝热反射涂料正经历着一场由工业隔热保温向建筑隔热保温为主的方向转变，由厚层向薄层隔热保温的技术转变，这也是今后隔热保温材料主要的发展方向之一。太空反射绝热涂料通过应用陶瓷球型颗粒中空材料在涂层中形成的真空腔体层，构筑有效的热屏障，不仅自身热阻大，导热系数低，而且热反射率高，减少建筑物对太阳辐射热的吸收，降低被覆表面和内部空间温度，因此它被行家一致公认为有发展前景的高效节能材料之一。
当今，全球保温隔热材料正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水外护一体化方向发展，在发展新型保温隔热材料及符合结构保温节能技术同时，更强调有针对性使用保温绝热材料，按标准规范设计及施工，努力提高保温效率及降低成本。国内外纷纷展开薄层隔热保温涂料的研究，美国已有多家公司生产这种绝热瓷层涂料，如美国的SPM Thermo-Shield、Thermal Protective Systems推出的Ceramic-Cover、J.H.International的Therma-Cover等产品。这种太空绝热瓷层是根据美国航空和航天宇宙航行局NASA控制航天飞机热传导的工作原理研制而成的，适用于高压喷涂、无污染，具有良好的抗热辐射、薄层隔热、防水防腐蚀等性能。前该材料已转向一般工业及民用隔热保温。而国内也有多家企业在研发该类材料，如薄层隔热反射涂料、太阳热反射隔热涂料、水性反射隔热涂料、隔热防晒涂料、陶瓷绝热涂料等等。主要是采用耐候性好、耐水性强、耐老化性强、有较强粘结力和弹性的、且能与保温填料、反射填料相溶性好的成膜材料，选择质轻中空、耐高温、热阻大、并具有良好反射性和辐射性的填料，折光系数高、表面光洁度高、热反射率及辐射率高的超细粉料适合作为反射填料，与成膜基料一起构成低辐射传热层，可有效隔断热量的传递。这种薄层隔热反射涂料与多孔材料复合使用可用于建筑物、车船、石化油罐设备、粮库、冷库、集装箱、管道等不同场所涂装。 广义的讲，板材保温隔热材料，使用的地区和范围比较广，可以在外墙外保温工程中使用，也可以在外墙内保温工程中使用。板材保温隔热材料的保温主体可以是发泡型聚苯乙烯板，挤出型聚苯乙烯板，岩棉板，玻璃棉板，VIVA木丝水泥板，FOREX美岩水泥板等不同材料。板材保温隔热材料又可分为单一保温隔热材料和系统保温隔热材料，在应用过程中应注意以下问题：
（一） 单一保温隔热材料，是保温工程应用的主体，在使用过程中需要其它材料的配合。如：发泡型聚苯乙烯板，挤出型聚苯乙烯板，岩棉板，玻璃棉板等，在使用前要测试以下检测内容：
1、 导热系数（W/m?K ）：这一技术指标是关系工程保温效果的关键指标，一般而言，实验室的测试是在板材烘干至恒重时测试的，而材料的应用是在空气中含有一定湿度的条件下使用的，因此，使用时要乘以一定的系数；或者，直接将材料调整到使用环境条件下测试。
2、 表观密度（Kg/m3）：材料的表观密度在一定程度上影响其导热系数，表观密度不合格的材料将直接导致其物理性能下降，如强度，尺寸稳定性等。
3、 压缩强度（MPa）：指试件在10%变形下的压缩应力。它关系到该面层系统的耐久性和耐冲击性。
4、 尺寸变化率（mm）：尺寸变化率大的材料将导致该系统面层的开裂。
5、 水蒸气透系数[ng/ (Pa?m ?s)]:该性能决定了对水蒸气透过的性能，在一定程度上决定了墙面的结露与否。
6、 氧指数：需阻燃型，否则防火不能达标。 系统保温材料是指将单一保温材料与其它辅助材料复合而成为一个系统，称为系统保温材料。现有的系统保温材料有如下几种：
1、 外墙外保温系统：发泡型聚苯乙烯板（或挤出型聚苯乙烯板）+耐碱玻纤网布+含有胶粘剂的聚合物砂浆，如专威特外墙外保温系统，北京中建院外墙外保温系统，Preswitt保温系统等；
外保温系统需测试的项目：
A、 传热系数：
系统保温材料与主体结构复合后的保温效果受施工质量和环境温湿度的影响而有所改变，因此要实地现场测试，掌握其实际效果。根据建设部《民用建筑节能热工设计规范》JGJ 26-95和各地《细则》要求为指标，不得低于其限值；
B、 防水性、耐冻融、耐候性、耐冲击、抗风压：做为外墙外保温，其饰面直接与外界环境接触必须抵抗雨水、冻融、冲击和强风等不良因素的侵袭。
与外保温系统配套的耐碱玻纤网布的抗拉强度应大于200N/cm,耐碱后的剩余抗拉强度应不小于150≥N/cm ；胶粘剂的7天的抗拉粘结强度应大于1 Mpa,耐水、耐冻融后抗拉粘结强度应大于0.9Mpa。
2、内保温系统：有发泡型聚苯乙烯板（或挤出型聚苯乙烯板）+纸面石膏板；GRC保温板（发炮型聚苯乙烯板与水泥砂浆复合）；岩棉夹心保温板；增强水泥聚苯保温板等。 浆体保温材料主要用于外墙内保温，也可用于隔墙和分户墙的保温隔热，如性能允许还可用于外墙外保温。浆体材料有二种类型，一种是以胶凝材料为主的固化型，一种是以水分蒸发为主的干燥型。其主要成分是由海泡石（聚苯粒）、矿物纤维、硅酸盐为主的的多种材料，经过一定的生产工艺复合而成的轻质保温材料。它的产品有粉状和膏状（浆体状）两种类型，但使用时均以浆体抹在基层上。使用时注意以下检测数据：
（一） 用于内保温和隔墙：导热系数、表观密度、体积收缩率、粘结强度、软化系数、石棉含量、水蒸气透湿系数、吸水率、氧指数等。
（二） 用于外保温应考率材料的导热系数、表观密度、体积收缩率、粘结强度、憎水率、石棉含量、软化系数、吸水率、防火性能等，同时还应考率系统的保温隔热性。
无论是板材保温隔热材料还是浆体保温隔热材料各有其特点，只要适应其特点，才能最大限度的发挥其优势，对建筑节能起到事半功倍的作用。 防火:国家防火建筑材料质量监督检验中心测试为难燃B1级，符合国标GB8624-1997的各项标准。
防震:材质为PEVA高发泡材料，保温板、管材柔软且富有弹性，从而达到良好的防震效果。
隔热:具有细致的独立气泡结构，无空气对流，导热系数<0。0325W/MK。
隔音:具独立细密气室，隔音性强，可用于要求降噪工程项目。
温度:在+89℃、-60℃环境下，不起物质性变化，适合各冷冻工程项目保冷用途。
防水:材质为PEVA橡塑密闭型气泡结构，每个气室处于封闭状态。
防腐:本物质为高分子聚合物，能彻底防止酸碱盐的侵蚀。
加工:易切割，易粘接，材质柔软，富弹性，特别便于安装施作。 岩棉保温毡是以玄武岩及其它天然矿石等为主要原料，经高温熔融成纤，加入适量粘结剂加工而成的。该产品适用于贮罐容器和大口径管道的保温。
岩棉保温毡具有优良的保温隔热性能，施工及安装便利、节能效果显著，具有很高的性能价格比。
岩棉保温毡是导热系数低的一种优质的保温隔热材料。适用于大中口径管道；中、小型储罐及表面曲率半径较小的弧面或表面不规则的设备、建筑空调管道保温防露和墙体的吸音保温。
在设计和施工时应注意保温材料的固定和支撑，如果保温层大于八十毫米，建议使用双层保温，以减少拼接处缝隙的热量损失。由于水的导热系数很高，水分进入岩棉制品后，其导热系数将大幅度上升。因此在设计和施工中需防止水分进入岩棉制品。