日前，湖北匯富納米材料股份有限公司技術中心團隊在氣相二氧化硅對保溫涂料性能影響研究中取得新突破和新進展。通過疏水型氣相二氧化硅對保溫涂料重要成分氣凝膠進行一定比例替代和結合，從而對保溫涂料涂層產生性能影響，并進一步對保溫涂層的導熱系數、附著力、拉伸強度、隔熱溫差的因素進行研究和分析，發現一定量的疏水型氣相二氧化硅替代部分比例氣凝膠后能夠增強保溫涂料性能，彌補原有性質上的不足和缺失。

氣相二氧化硅被稱為“工業鹽”，是極其重要的高科技超微細無機新材料之一，是無毒、無味、無污染的白色蓬松粉末，是一種新型無機納米材料，無定型結構，原生粒徑7-14 nm，其比表面積約 80-400㎡/g，充分分散后粒徑較小，可達到納米狀態，具有較高的表面活性、高絕緣性、高熱穩定性、化學惰性、高純度，可提供增稠觸變性能，明顯改善保溫涂料等制品的應用性能。

首先，匯富納米研究人員對氣凝膠添加量對保溫涂料涂層影響進行了探究和摸索，如圖1所示，隨著氣凝膠添加量的增加，保溫涂料涂層的導熱系數逐漸降低，呈現下降趨勢，而附著力則呈現先上升后下降的趨勢，并在添加量10%左右時達到最高點。

附著力升高，主要是由于氣凝膠表面的活性基團增加了涂層與基材界面間的粘接強度。但隨著氣凝膠添加量增加，成膜物質相對減少，涂層應力增加，與界面的作用強度下降，從而附著力開始減弱并下降。

那么如果對氣凝膠進行相應的比例替換和結合，是否會對保溫涂料涂層的性能產生影響呢？

為此，匯富納米技術人員分別對保溫涂料涂層的導熱系數、附著力、拉伸強度、隔熱溫差進行實驗探究。

如圖2所示，匯富納米研究人員對保溫涂料中的氣凝膠成分從0%到100%進行了階梯式比例替換和結合，發現隨著氣相二氧化硅的加入，涂層的導熱系數逐步上升。這主要是由于兩者結構的差異所導致的，相較于氣相二氧化硅，氣凝膠的孔體積（2.7655cc/g）對比氣相二氧化硅（0.6893cc/g）有更大的孔容體積，能形成的密閉單元更多，空間結構更發達。

同時，匯富納米研究人員發現涂層附著力在氣相二氧化硅比例在0%-80%替換范圍內時有著明顯的上升趨勢，當完全替代氣凝膠后，附著力明顯下降，涂層的附著力呈負增長。這是由于氣相二氧化硅的納米結構小、表面活性高，提高了與基材間的粘接強度，但過量替換氣相二氧化硅，會由于氣相二氧化硅本身的團聚、分散不佳造成涂料涂層的附著力下降。

隨著研究的深入，匯富納米研究人員還發現氣相二氧化硅的替換還會對保溫材料的強度產生影響，當添加比例為在60%以下時，可以增加保溫涂料的拉伸強度，替換量為40%時達到最大為1.17Mpa，提升幅度約34%。

在隔熱性能上，隨著氣相二氧化硅替換比例的增加，保溫涂料涂層的隔熱溫差緩慢降低，在替換比例接近100%時下降幅度最大。隔熱效果的下降與氣相二氧化硅對導熱系數的影響原因一致，形成的密閉結構減少導致了熱對流的增加。

由表1、2可知，保溫涂料中成分多樣、比例固定。其中氣凝膠顆粒粒徑小，能較好的均勻包覆于空心玻璃微珠（D50：55μm ，D90：90μm）表面，固化后形成空隙小、結構致密的涂層結構。氣相二氧化硅粒徑遠大于氣凝膠顆粒，替換氣凝膠后在涂層中無法完全填充、包覆于空心玻璃微珠之間，導致涂層空隙變大，空氣熱對流增加，造成導熱系數上升，隔熱溫差減小的情況。

氣凝膠顆粒與疏水型氣相二氧化硅HB-630顆粒之間由于粒徑差，會存在“嵌入”行為；由于這種“嵌入”行為，在一定范圍內氣相二氧化硅與氣凝膠顆粒間相互穿插、填充，顆粒間結合更緊密，增強了涂層附著力和本體強度，從而對保溫涂料的性質產生影響，增強其作用和功能。