NaZn0.8Ni0.2PO4多孔反射型隔热材料的制备与性能研究(3)
1.1.2铝粉
铝粉也是目前使用较广的一种反射型的隔热材料。电导率较大的金属单质铝的反射性能相当优良。例如，在可见近红外区域，铝粉的反射率可达90％以上，在某些情况下甚至高达到100%。由于铝粉能在涂膜中形成光滑的反光层，用于填料的单质铝颗粒不能太小，否则极易被氧化成黑色，大大降低其反射率。作为填料的铝粉末应为具有金属光泽的鳞片状，厚度2～5μm，直径30～50μm[8]。为了防止氧化，在配置时要用活性较高的铝粉，并且尽量缩短铝粉在空气中暴露时间，尽快使铝粉和其它物质混合。由于铝可与水发生缓慢的化学反应，故铝片不能稳定的存在于水环境中，因此早期的铝基涂料是油性的，但却不符合环保中的低VOC排放要求。张敏[9]采用鳞片状铝粉为填料制得了一种综合性能优良的水性反光隔热罩面涂料，经实际测定表明，当气温为35～37℃时，涂层内部的温度可降低11～13℃。
1.1.3吹冰钛酸钾晶须
吹冰钛酸钾（K2Ti6O13或 K2O•6TiO2）是近年来受到科学工作者广泛关注的一种可以用作航天高温隔热系统的优良隔热材料，钛酸钾的晶体结构属于三斜晶系，空间群为C2/M，晶胞参数为a=1.5582nm，b=0.3820nm，c=0.9112nm，单位格子中的分子数为2。在吹冰钛酸钾的晶体结构中，Ti的配位数为6，以TiO6八面体通过共面和共棱连结而成连锁的隧道状结构，K+离子居于隧道的中间，隧道轴与晶体轴平行，K+离子被隧道状结构包裹住，而与环境隔开，使K+离子无法突破这些隧道状包裹层而具备化学惰性。也正因为K+离子结构上的化学惰性，从而使吹冰钛酸钾晶须具备有独特的隔热性能。除此之外，吹冰钛酸钾晶须还有很多一般意义上的隔热材料所不具备的优点，例如耐高温、腐蚀以及高强度的性能。在实际应用方面，吹冰钛酸钾也是性价比极高的纤文隔热材料的代替品，其原材料价格低廉，且与以往的纤文隔热材料相比，其具有无毒无害的优点。
1.1.4其他红外反射型隔热材料
除此之外“伪装涂层”近年来也颇受各界的青睐。南京航空航天大学的郭利、徐国辉等人就以聚氨酯为基体，叶绿素、铬绿、水等为试验原料，制备含水量分别为30wt%、40wt%、50wt%、60wt%的涂层材料。实验结果表明，水的存在直接影响着涂层近红外波段的光谱响应，随着含水量的增加，近红外波段反射率降低，水分吸收峰增强[10]。
李延升对深色涂料的反射性能也有一定的研究。混合使用重晶石、无定型硅藻土、二氧化硅、滑石粉等颜料与二氧化钛等颜料，并采用一套配色机制可得到相应的彩色涂料。例如，利用铁黄的黄色与铁蓝的蓝色相加则可得到绿色颜料。从反射比曲线可以看出，深色反射涂料在可见光区域内有较大的吸收，但是在近红外区域内有较大的反射比。但主要缺点在于这种涂料的问题是易吸收从紫外到近红外之间一段很宽范围内的辐射，使涂层中的树脂分解甚至使颜料褪色，影响其使用寿命[11]。
1.2 多孔型隔热材料
多孔型隔热材料的隔热机理
温度差是产生热量传递的根本原因，传递热量的基本方式主要有热辐射、热传导、和热对流三种。多孔隔热材料大多是由固相和气相构成的，在热传递过程中[12]，当热量从物体高温部分传向低温部分时，热量传递过程中碰到气孔后，传递路线分为两条，一条依然通过固体传递，但其传热方向发生了变化，使得其总的传递路线变长，从而使得热量传递的速度减缓；另一条路线是通过气孔传递，在以气体热传导为热量主要传递方式的多孔复合隔热材料的气孔中，气体的导热系数非常低[13]，远小于固体的导热系数，所以热量通过气孔的阻力较大，这样就减缓的热量的传递速度，这也是多孔隔热材料达到隔热效果的真正原因。此外，相关研究结果表明，当材料的气孔直径小于4nm时，气孔内的气体不会发生自然对流[14]，当气孔直径小于50nm时[15]，气孔内的气体分子就失去了自由流动的能力，即失去了所有热对流传热和热对流运动的能力。