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如何看待氣凝膠隔熱涂料

最近很火的待氣氣凝膠隔熱涂料，到底是凝膠什么存在？是智商稅嗎？還是真正實(shí)用的產(chǎn)品。

如圖所示為上海展會某廠家展示的隔熱深圳市恒富凱科技有限公司氣凝膠隔熱涂料與普通涂料的隔熱效果：

氣凝膠隔熱涂料與普通涂料，左側(cè)為氣凝膠隔熱涂料，涂料右側(cè)為普通涂料

我記得知乎上有個帖子，待氣(5封私信)納米氣凝膠保溫涂料是凝膠智商稅嗎？-知乎()，我覺得寫的隔熱非常客觀真實(shí)，那么我將從隔熱機(jī)理上闡述氣凝膠涂料是涂料否具備隔熱的效果。

1.氣凝膠的待氣隔熱保溫機(jī)理

氣凝膠是目前已知導(dǎo)熱系數(shù)最低、密度最低的凝膠固體隔熱材料，僅為0.012～0.016W/(m·K)，隔熱深圳市恒富凱科技有限公司是涂料傳統(tǒng)保溫材料的1/8～1/契合節(jié)能減排大趨勢，且具有使用壽命長（約20年），待氣防水（憎水率＞99%）、凝膠耐高低溫（使用溫度-200℃～650℃）、隔熱耐壓、透氣等優(yōu)勢，全生命周期使用成本非常有競爭力，氣凝膠是國家基礎(chǔ)戰(zhàn)略性前沿新材料，對降低碳排放、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要戰(zhàn)略意義。氣凝膠作為節(jié)能材料有望在建筑、工業(yè)、環(huán)保、新能源等領(lǐng)域大放異彩。

那么氣凝膠為什么能具備很好的隔熱呢？從熱力學(xué)上來說，熱量傳遞包括三個途徑，分別為熱傳導(dǎo)、熱輻射以及熱對流，而氣凝膠為三維網(wǎng)狀的納米孔級別的材料，其內(nèi)部氣體可看做被束縛住的氣體分子，氣體傳導(dǎo)及對流幾乎為零，而且固體傳導(dǎo)骨架無限長，導(dǎo)致傳導(dǎo)路徑無限長，如下圖所示：

氣凝膠的保溫隔熱機(jī)理

2.氣凝膠隔熱涂料利用什么原理隔熱呢？

從氣凝膠的保溫隔熱機(jī)理可以看出，氣凝膠利用自身三維納米結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)保溫，那如果將氣凝膠加入到涂料中的話，又是怎么樣的呢？

氣凝膠由于其脆弱的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，很性脆，很容易粉碎，從而結(jié)構(gòu)得到破壞，那么其肯定作為粉末顆粒加入到涂料中，暫且假設(shè)其能夠加入到涂料樹脂中（假設(shè)能夠很好的分散，納米團(tuán)聚不存在問題），那么在涂料制備過程中，需要高速分散和剪切，氣凝膠結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步破壞，最后在樹脂中只是被破壞的氣凝膠結(jié)構(gòu)，僅僅是導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)一步升高的固相顆粒了，那么氣凝膠隔熱涂料僅僅最后靠著被打碎的氣凝膠顆粒進(jìn)行保溫隔熱了。

通過測試市面上的氣凝膠隔熱涂料的導(dǎo)熱系數(shù)，大概均分布在0.0.05w/mk之間，其相比較傳統(tǒng)的保溫材料，包括聚氨酯保溫、EPS保溫、玻璃棉、巖棉等，還是偏高。

涂料首要功能是耐腐蝕、美觀裝飾，其次才是功能性，由于其特點(diǎn)，干膜厚度一般只有幾百um以下（對于特殊靜態(tài)的場合，其厚度可以做到幾mm），還要兼顧沖擊、韌性、成本等問題，根據(jù)熱阻的計(jì)算方式：R=L/K，R為熱阻，L為保溫材料的厚度，K為材料本身的導(dǎo)熱系數(shù)，可以理論推算出，保溫材料的熱阻至少是氣凝膠涂料3個數(shù)量級，那么在保溫隔熱的場合優(yōu)選就是保溫材料而非氣凝膠保溫涂料，當(dāng)然在一些特殊場合，比如靜態(tài)的狹窄空間可以選擇涂厚一點(diǎn)的氣凝膠保溫隔熱涂料。

3.氣凝膠反射涂料靠譜嗎？

反射隔熱涂料目前比較成熟，在反射隔熱涂料中最重要是其反射太陽

光的無機(jī)粒子的結(jié)構(gòu)與特性，常用的均是玻璃微珠，玻璃微珠的結(jié)構(gòu)及處理工藝對最終的結(jié)果有著比較大的影響。

首先我們看反射隔熱涂料的工作原理：當(dāng)太陽光照射到涂層上時，涂層中的玻璃微珠會將太陽光中的大部分能量發(fā)射出去，僅有少部分進(jìn)入涂層內(nèi)部，然后再經(jīng)過漫長的漫散射等，將太陽光中的熱量逐漸消散掉，從而實(shí)現(xiàn)反射小效果。

反射隔熱涂料的工作原理

在其中，玻璃微珠的處理工藝至關(guān)重要，根據(jù)反射行業(yè)所描述的玻璃微珠的處理及反射方式為：

那么氣凝膠顆粒有此反射效果嗎？從目前的相關(guān)資料中暫時沒看到此特性，那就是說氣凝膠涂料還是利用其熱阻效果來隔熱，而不是反射。

總之，氣凝膠隔熱涂料或反射涂料是新產(chǎn)品嗎？我覺得可能是皇帝的新裝而已。

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