能源是全人类赖以生存的重要物质，是各行各业建设发展和人民生活必不可少重要的物质基础。能源作为一种不可再生的物质，已引起人们极大的关注和重视。为了 节能，人们千方百计研究新技术，开发新产品，其目的为了提高能源的利用率。保温隔热材料的广泛使用，对节约能源所产生的作用和影响日益明显地体现出来。
保温隔热材料分为无机材料和有机材料，作为一种建筑用的材料，必然涉及到一个安全使用的问题。为此，国家有关部门制定了一系列标准和试验方法，对该材料燃烧性能作了具体的规定和要求。下面谈谈几种保温隔热结构与保温隔热材料及有关存在的问题：
1 复合型的保温结构
复合形式结构一般指由硅酸铝-岩矿棉、硅酸铝-玻璃棉、硅酸铝-硅酸钙、硅酸盐毡与岩棉等组成的材料结构。采用这种复合型结构，是充分考虑到使用温度 和经济上的合理性。根据有关设计要求，当热面温度>400℃时，即不能使用岩棉、玻璃棉、泡沫棉。这时如果选用复合毡作为高温层保温是适合的。需要 特别指出的是，硅酸铝和硅酸盐是一种无机材料，是一种安全性能很高的材料。该复合型结构导热系数小，安全性能强，经济成本低，能满足工程的设计要求，目前 在管道保温中已经大量采用这种复合结构。
2 复合结构组成的保温隔热材料
硅酸盐复合绝热涂料、硅酸盐复合绝热制品、硅酸盐复合绝热毡，它们是由纤维材料和颗粒集料复合而成，内部呈微小封闭多孔状态，颗粒之间为松解后的短纤 维填充，粘结剂用量少。因为是微小闭孔结构，所以导热、对流和辐射传热小，传热效率低，在实际使用中显示出良好的保温性能，在150℃以上的温度中，随着 升温，导热系数值增加平稳，这种复合结构组成的保温隔热材料，是一种安全性能极好的材料，可以根据使用温度的不同要求做成涂料、制品和毡等材料，这是近几 年发展较快的新型保温隔热材料。
3 安全的保温隔热材料质量的提高与改进
安全保温隔热材料尽管有很多方面的优点，但是其质量还需提高，制作技术仍需改进。纤维类保温材料在我国使用已占据首位，要改进纤维直径，增加纤维长 度，降低渣球含量，提高使用温度。渣球含量对高温下的导热系数影响较大。改进纤维直径，增加纤维长度，以提高纤维材料保温和使用性能。使用温度的提高，对 于该材料的扩大应用范围很有意义。根据使用用途，改进固化剂，选用耐温无机粘结剂。总之，提高与改进安全的保温隔热材料是重要的。
4 研制开发低导热率的保温隔热材料
轻质镁铝辐射绝热材料，它对辐射热屏能力高达50%~60%.轻质镁铝还具有辐射、传导、对流3种传热形式的屏蔽功能，其常温导热系数为0.032, 使用温度在-60 ℃~1 250 ℃，尤其是高温导热系数较低。当温度在350 ℃时，导热系数为0.064,它比硅酸铝0.089,硅酸钙0.087还要低。新型的隔热材料-微导热体，它以二氧化硅超细粒子气凝胶为主要成分，混入补 强用的无机纤维状物质和防止红外线穿透的粉剂压实成型后制成。它导热系数在0.02~0.03,只有一般材料的1/3和1/4,其导热系数比静空气的导热 系数还要低。
5 完全耐火的保温隔热材料
值得指出，无论是复合型的保温隔热结构，复合结构组成的保温隔热材料；还是轻质镁铝辐射绝热材料，以二氧化硅超细粒子气凝胶主要成分，混入补强用的无 机纤维状物质和防止红外线穿透的粉剂压实成形制成的新型隔热材料，都是以无机材料为主体的，是耐火性能很好的保温材料。完全能够通过《建筑材料不燃性试验 方法》的试验，达到《建筑材料燃烧性能分级方法》中的最高级A级的要求。国家在1997年颁布的标准《建筑材料燃烧性能分级方法》，规定了建筑材料燃烧性 能的级别和名称，见表1:
表1 1997年标准中规定的建筑材料燃烧性能的级别和名称
级 别 名 称
A 不燃材料
B1 难燃材料
B2 可燃材料
B3 易燃材料
6 国内外耐火纤维在质量等方面的比较及对策
国内耐火纤维生产存在的不足主要是质量问题，与国外同类产品相比存在着较大差距。主要表现在以下几个方面：
⑴ 杂质含量高，导致使用温度降低，加热线收缩率增大，降低了产品使用寿命
表2 国内外耐火纤维化学组成对比
项目 普通纤维 高纯纤维 高铝纤维
国内 国外 国内 国外 国内 国外
Al2O3 ≥45 ≥45 ≥47 ≥47 ≥52 ≥52
Al2O3+SiO2 ≥96 ≥96 ≥96 ≥98.5 ≥96 ≥99
污染Fe2O3 ≤1.2 ≤1.2 ≤0.8 ≤0.3 ≤0.8 ≤0.2
K2O+Na2O ≤0.7 ≤0.5 ≤0.7 ≤0.3 ≤0.7 ≤0.3
从表中可以看出，国内耐火纤维化学组成成分与国外耐火纤维化学组成成分相比相差无几，而杂质的含量则高于国外纤维，这些杂质在加热中加速Al2O3的反应 过程，使其失去稳定的纤维作用，导致纤维加热线收缩率增大，从而降低了纤维使用温度。表中所列只是国内纤维指标与国外纤维指标在化学组成成份上的对照，在 实际生产中，其纤维的化学组成成份还会出现一些差距。
⑵ 纤维质量差，渣球含量高。
表3 国内外耐火纤维质量比较
项目 普通纤维 高纯纤维 高铝纤维
国内 国外 国内 国外 国内 国外
长期使用温度/℃ 1000 1000 1100 1100 1200 1200
极限温度 /℃ 1100 1100 1200 1200 1300 1300
纤维直径/μm 1.5～5 2～4 1.5～4 2～3 1.5～4 2～2.8
纤维长度/mm 30～80 100～250 30～50 100～200 30～50 100～150
渣球含量/% ≤15 ≤8 ≤15 ≤5 ≤15 ≤5
从表中可以看出，国内外纤维在长度使用温度，极限温度相比基本接近，但在纤维直径、纤维长度、渣球含量存在的差距是明显的，它产生的直接后果，则是影响纤维的质量。
⑶ 针刺效果较差，有针刺不透、不均匀现象。
⑷ 外观不理想，柔软性、平整度、洁白度等不够理想。
针对国内耐火纤维与国外耐火纤维存在的现实情况，要加强质量原因分析与对策，做到：
⑴ 要加强对生产技术完全理解、掌握，特别是操作技术要规范化。
⑵ 原料的化学组成成份是影响耐火纤维质量主要的因素，要清楚、控制原料的化学成分。
⑶ 要提高喷头、喷碗、导管等设备的加工精度。
⑷ 除渣系统不完善是造成渣球含量高的直接原因，要重视改进除渣系统设备。
只要注意以上4个等方面的问题，采取积极的措施，国内生产的耐火纤维完全能够缩短与国外耐火纤维在质量上的差距。
7 其他保温隔热材料
用作保温隔热的材料，除了无机材料之外，还有不少有机的材料，如橡胶泡沫塑料、酚醛泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料等， 这些材料都属于有机材料。它们组成的成分不同，在保温隔热方面各有长短。在安全性能上有的能达到《建筑材料燃烧性能分级方法》GB/T 8624中的难燃B1级的要求，如酚醛泡沫塑料。有的经过阻燃处理，也能达到和满足工程设计的要求，如橡塑泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等材料。
综上所述，人类在消耗能源的过程中，研究如何节约能源的手段始终没有停止过。研制新颖的保温隔热材料发展很快，有各种结构的，也有各种制品的；有大量 无机材料的，也有不少有机材料的。在几十年的广泛应用中，已经产生了积极的效果，起到了节省能源的良好效果。完全可以相信，人类聪明才智的充分发挥，科学 技术的不断突破，节能的安全性和保温隔热性具佳的材料会有新的发展、新的突破，以此造福人类社会。
