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随着国民经济的快速发展,环境污染和能源短缺问题日益凸显,为了应对日益临近的能源危机,国家相继出台节能减排政策,节约能源成为研究热点。隔热保温涂料是防止热量传递的功能性材料,用于高温管道可以防止热量散失,用于建筑材料可以降低建筑的能耗。涂料的制备过程中无污染物的排放,材料来源广泛,是集节能环保于一体的新型材料。本研究选用珍珠岩、电厂漂珠、空心微珠、玻璃微珠等轻质球状颗粒作为骨料,以水玻璃、硅溶胶、高分子粘结剂作为胶粘剂,以陶瓷纤维作为增强相。制备了三种隔热保温涂料,分别是水玻璃隔热保温涂料、硅溶胶隔热保温涂料,空心微珠复合隔热涂料。研究了不同粒径以及不同骨料对涂料的隔热保温性能的影响,对纤维的加入量、消泡剂、纤维分散剂等对涂料性能有影响的因素进行了研究。对所制备的隔热涂料的隔热性能和导热系数进行了测试。通过对涂层在圆管表面的导热率的理论计算,研究了涂料的隔热机理,并对涂层的微观结构进行了分析,研究结果表明:水玻璃基隔热保温涂料,以漂珠作为骨料,其级配比例为15目:20目:24目=1:5:5时,涂料的导热系数为0.28W/m·k,干容重800kg/m3,在350℃时,6cm厚的涂层表面温度为80℃,隔热温差为270℃。硅溶胶基隔热保温涂料,以珍珠岩作为骨料,以玻璃微珠作为阻挡辐射传热的填料,涂料液固比为4:6时,涂料导热系数为0.16W/m k,干容重500kg/m3,在350℃,6cm厚的涂层表面温度为47℃,隔热温差为303℃,48小时吸水率为8.6%。空心微珠复合隔热涂料,骨料为50~100目的空心微珠,纤维加入量为12%,涂料导热系数为0.08W/m k,干容重300kg/m3,在350℃,6cm厚的涂层表面温度为40℃,隔热温差为310℃。三种涂料性能对比表明:空心微珠复合隔热涂料保温性能最好,但是耐水性能差。硅溶胶基涂料保温性能较差,但是防水性能较好。水玻璃基保温涂料保温和防水性能都不理想。对涂层的导热系数和热导率计算可知,涂层的导热系数为成膜基料与填料导热系数的总和。涂层的传热率与涂料中固相的传热系数成正比。涂层的微观结构决定了涂层的隔热性能。涂层是由不同粒径颗粒的空心球体形成的紧密的填充结构,形成如同无数个真空腔结成的“真空墙”,能够有效地阻止热传导。而纤维的存在,使涂层形成立体网络结构,从而有效地保证涂料具有优异的隔热性能。