摘要

：隔热保温涂料可有效提高设备及管道的节能效果，降低能源损耗，在石化行业具有良好的应用前景。文中系统介绍了反射型、辐射型及阻隔型隔热保温涂料的保温机理、性能及其存在的问题。特别是，针对隔热保温涂料耐腐蚀性能不足的问题，重点介绍了兼具防腐和保温双重功能的防腐保温一体化涂料。最后展望了隔热保温涂料未来的发展方向。

关键词

：涂料; 隔热保温; 防腐; 石化管道

前言

在石化行业，每年因管道散热而损失的能量约占总能耗的三分之一，而石化管道的腐蚀也为其生产经营带来诸多安全隐患。因此，防腐和保温对于石化行业十分重要。

目前国内炼化企业通常使用传统多孔性的岩棉、硅酸铝卷毡等对设备和管道进行隔热保温，一般保温层的厚度可达100~200 mm，施工工序复杂，成本高昂；而且厚实的保温层还会掩盖了设备及管道的损坏情况，使得石化企业难以规避常规的生产风险及安全隐患。同时，弯头、三通、阀门等异形件的保温层结构复杂，接口较多，施工难度极大，这些部位经常处于裸露状态，是设备及管道隔热保温的薄弱环节。特别是，传统多孔性的隔热保温材料往往不具备防腐性，腐蚀因子能轻易附着并储存于其孔隙中，成为导热的媒介，不仅大幅降低了设备及管道的隔热保温效率，还会缩短整个保温系统的使用寿命。

近年发展起来的隔热保温涂料是一种从传热机理出发，有的放矢地降低热量在基材中传递的新型功能涂料。与传统的保温材料相比，隔热保温涂料保温效果优异，若干毫米的厚度就能达到传统保温层100~200 mm厚度的保温效果；因此，设备及管道的损坏情况也易于被检测，系统维护难度及维护成本也大幅下降。此外，涂料施工工艺简单，能够对弯头、三通、阀门等异形件实现全面覆盖，有效减少了管道的散热。特别是，通过对成膜材料的合理选择及配方优化，还可使涂层具有高耐渗、耐腐蚀的功能，有效避免腐蚀因子在涂层中渗透，大幅减缓设备及保温系统的腐蚀速率，提高其使用寿命。隔热保温涂料为石化行业节能减排、延长管道寿命提供了新策略。本文总结了隔热保温涂料的进展并展望其发展趋势。

1 隔热保温涂料

在隔热保温涂料领域，涂层的隔热保温性能主要是通过增大涂层的热辐射反射程度，增强涂层热辐射的发射率，减缓涂层的热传导等机理实现的。按隔热机理的不同，可分为反射型隔热涂料、辐射型隔热保温涂料和阻隔型隔热保温涂料三类。

1.1

反射型隔热涂料

反射型隔热涂料是通过在体系中添加对热辐射（太阳辐射、红外辐射等）有高反射率的颜填料，避免设备及建筑物对太阳辐射的吸收，达到隔热效果的涂料（图1）。

颜填料是保证反射型隔热涂料对太阳辐射有高反射率的关键。一般来说，涂层颜色越浅，其对太阳辐射的反射率越高。因此传统的反射型隔热涂料都以白色为主，它们一般使用白度较高的TiO

2

、ZnO作为颜料。该类涂料对太阳辐射的反射率可高达80%以上，部分涂料甚至可达95%。因此，在夏天，涂装了反射型隔热涂料的建筑物的外墙温度远小于普通建筑物，仅略高于环境温度，大幅降低了建筑的冷却负荷，明显节省了用电量。在石化行业，反射型隔热涂料在石油储罐的隔热上有广泛应用，它能有效防止储罐温度过高而带来的安全隐患，提高罐区的可用库容。

随着经济的发展，人们更倾向于色彩丰富的涂料。因此非浅色的反射型隔热涂料得到了广泛的研究。其主要的研究思路是针对太阳辐射能量主要集中于近红外区，制备出仅对红外辐射有高反射率的彩色颜填料，使得涂层吸收可见光而呈现出丰富色彩的同时，反射热量较高的红外辐射，从而达到隔热目的。目前，苝类、酞菁铜类及偶氮类的有机颜料，铬类、镉类、稀土类的无机颜料都具有较好的红外光反射能力。但有机颜料在耐紫外、耐热性方面往往不足，而铬类、镉类无机颜料则存在重金属污染的问题。只有稀土类无机颜料整体性能较好，但该类颜填料制备技术难度大，原材料成本高。因此，彩色的反射型隔热涂料尚需进一步研究。

在涂层耐久性能方面，由于反射型隔热涂料主要用于反射太阳辐射，因此目前该涂料的成膜树脂主要以丙烯酸树脂、含氟树脂等耐紫外老化性能优异的聚合物为主。丙烯酸树脂由于其分子结构中不含有苯环、双键等结构，具有优异的耐紫外老化性。而且烯类单体多种多样，涂料在保持良好耐候性的同时，它的性能也能依据单体而作出多样的调整，可适应不同环境中的使用。含氟树脂的C—F键的键能高达485.6 kJ/mol，分子结构稳定，而且在其分子链中，每个C—C键都被螺旋式三维排列的F原子紧紧地包围着。这种结构能保护其免受紫外线的侵害，耐候性能优异。而且C—F键还使得这类涂料涂膜表面坚硬、耐磨性好；表面能低、手感光滑、耐沾污性好、易于用水冲洗保洁；而且涂膜还具有防霉耐热等多种优点。

但反射型隔热涂料只是一种反射热辐射的材料，它不能阻碍其他2种传热方式对基材的传热。因此无法对高温传热介质（如高温输油管道、工业锅炉）保温，仅是一种应用于设施及建筑的外墙的隔热涂料。此外，一般的反射型隔热涂料耐腐蚀性能不佳，在重腐蚀环境，需要通过与重防....