用涂料保温隔热的工艺相对简单，操作方便，特别对一些温度高（超过700℃）、时间短（5 min 以内），或是一次性需要保温隔热的产品上的应用。这类涂料的成膜物通常都选择耐热温度高的有机硅树脂，其耐热温度在短时间内可超过1 000℃，然而要满足高温下的保温隔热性能关键还在于填料的选择和应用。以加热温度为750℃，保温隔热时间为3 min，隔热后温度控制在200℃以内的实际应用条件，选用中空填料（以中空陶瓷微珠为主）研制了一种耐高温隔热涂料，与传统的粉末填料（以石棉粉为主）研制的耐高温隔热涂料进行保温隔热性能比较，研究中空填料在提高涂料保温隔热性能方面的作用。

1 耐高温隔热涂料的组成
1.1 树脂、阻燃剂、稀释剂的选用
树脂基料选用丙烯酸树脂改性的有机硅树脂，所选树脂基料具有在800℃温度条件下保持20 h 不改变其基本性能的特征。为保证涂料体系的有效性和功能性，选用必要的阻燃剂、稀释剂及其它功能组分。
1.2 填料的选择
填料分别选用导热系数约0.03 W/（m·K）的中空填料组合（中空陶瓷微珠为主）和导热系数<0.2 W/（m·K）的石棉粉为主的粉末填料组合。涂料组分中，除填料外，所有树脂基料、阻燃剂、稀释剂等组成均不变，填料组分分别选择：A 试样，中空陶瓷微珠，其它功能组分；B 试样，石棉粉，其它功能组分。分别配制成A、B 两种耐高温隔热涂料，其性能检测结果见表1。


由表1 可见：不同填料的A、B 两个试样，基本性能相同。
2 隔热温度检测
2.1 样板的制备及处理
基材选用铝镁合金板，厚度为（1.2±0.15）mm，外形尺寸100 mm×100 mm，表面清洗除油、阳极化处理。然后用喷涂或刷涂的方法将涂料均匀地涂覆在基材的一面，一次涂覆表干后，再进行下次涂覆，终使涂层厚度达1.0 mm 以上，常温固化24 h 以上或120℃下烘烤4 h，使涂层完全固化。
2.2 检测仪器
仪器：秒表、PT-100 热电阻、温度数字显示器（0~1 000℃）。
加热热源：用带温度控制器的电阻炉（1 000~3 000 W）作加热热源，炉口用隔热材料改造成为上口尺寸：65mm×65 mm，下口尺寸：130 mm×130 mm的加热通道［通道高（65±5）mm］，上口用合金钢板（尺寸：70 mm×70 mm×1.5 mm）覆盖；下口紧贴电阻炉。
检测方法：将PT-100 热电阻的两个探头的测试端固定在样板A、B（或合金钢板）检测面的中心位置，另一端固定在转接器上转接到温度数字显示器上，用温度控制器调节电阻炉内温度。
2.3 环境要求
测试环境不得有流动空气，温度：（25±5）℃。
2.4 隔热性的测定
（1） 热源标定：启动电阻炉后，设定控制温度，用合金钢板来检测炉口温度，调控电阻炉温度，确保合金钢板的表面温度在（750±10）℃内（记作T0），保持5 min 以上。
（2） 背温（隔热温度T1）的测定：将检测样板涂有涂层的一面面向热源通道，同时平行推开合金钢板，终使样板完全盖住电阻炉口，使检测样板上的检测探头处于中心位置，用秒表记录加热时间（记录3 min 时样板的表面温度T1）。
（3） 重复标定热源：重复上述（1）和（2）条操作，用合金钢板取代样板，检测合金钢板中心位置的温度T2，T2 值应在T0 范围内［不超过（750±10）℃］，若超出（750±10）℃，应重新标定和检测。检测结果见表２和表３。


3 结果与讨论
3.1 中空微珠填料的作用
     中空微珠填料在保温隔热涂料中具备了像泡沫材料一样的耐热、保温绝热的低导热特性。A 试样所用中空微珠填料的导热系数为0.03 W/（m·K），而B 试样所用粉末填料的导热系数为0.2 W/（m·K），两者相差10 倍之多，作为保温隔热涂料的填料，中空填料当然比粉末填料具有更低的热传导性能，因此，A 试样比B 试样的保温隔热效果更好。表2 检测结果表明：在相同涂层厚度等条件下，3 min 内加温到750℃，A 样板的隔热温度是180℃，B 样板则为195℃，两者有15℃的隔热温差。从材料上讲，好的保温隔热材料当属泡沫材料。将中空微珠填料用于保温隔热涂料中，其涂层就形成一种“微型”的泡沫材料，中空微珠填料就如泡沫材料的气泡，而且是“闭孔气泡”，加热时热量由表及里向涂料层传导，闭孔“泡沫”形成的低热传导率气体阻止了热量的传导速率，两种不同状态的材料间存在密度及导热系数差，比起没有闭孔“泡沫”的B 试样，其热传导速率减缓，隔热性能保持的时间更长。由表2 可见：加温到750℃时，3 min 内，A 试样的隔热效果保持9 s（隔热温度停留在180℃），而B试样仅保持了4 s（隔热温度停留在195℃）。
3.2 中空微珠填料与粉末填料的保温隔热比较
     导热系数值随温度升高而增大。中空微珠填料的空心内部多是惰性气体，随着加热时间的延长，空心内部气体温度的积累，其导热能力提高，中空微珠填料与粉末填料的保温隔热效果逐渐减缓。由表3 可见：在不同的加热时间下，前3 min 内A 试样明显好于B 试样；当加热时间从3 min 延长到4 min，A、B 试样的隔热温度分别上升50℃和70℃，隔热温度差15℃（隔热效果＝ 30~15℃），当加热时间从4 min延长到5 min，A、B 试样的隔热温度分别上升至45℃和50℃，隔热温度差仅5℃（隔热效果=35~30℃），即随加热时间的延长，隔热温度差缩小。泡沫材料的密度是衡量其保温隔热性能的重要参数，同样可以通过检测涂层的密度来研究涂料中中空填料与粉末填料试样的隔热性能。密度低其涂层内部存在着“间隙”，阻碍了热传导性能，因此密度越低，保温隔热性能就越好。经检测，A 试样密度为1.26 g/cm3，B 试样密度为1.78 g/cm3，选用中空微珠填料比粉末填料其密度明显下降，保温隔热效果更明显。

4 结语
       耐高温隔热涂料的保温隔热性能关键来自所选择的填料。传统隔热涂料主要选择低导热系数的粉末填料，并用一定的涂层厚度来满足高温下的保温隔热需求。中空微珠填料以堆积密度低、耐高温、强度高、收缩率低、耐酸碱腐蚀及隔热、隔音、绝缘、吸水率低等特点，在提高涂料的保温隔热性方面具有明显的优势，使耐高温隔热涂料更适合于高温环境下产品的保温隔热需要。