作为世界上最好的绝缘固体材料，二氧化硅气凝胶涂层正在重新定义具有热效益的涂料世界。认识到高性能绝缘涂料的优点，促使一些涂料制造商探索使用二氧化硅气凝胶作为涂料添加剂，以显著降低导热系数。这种新型的高性能涂料，被称为高隔热涂料(HiTICs)，目前正在冷凝和防腐方面寻找机会。

冷凝及其引起的腐蚀是许多工业和建筑结构中的一个主要问题。当表面的温度降至周围空气的露点以下时，就会发生凝结，导致空气中的水分在该表面凝结。当发生这种情况时，凝结水池可能会引起安全问题。受影响的设备很可能处于可能导致腐蚀和生物生长(霉菌)的条件下，从而导致健康和资产保护问题。

传统的保温方法可以通过提高表面温度，使其高于周围空气的露点，来降低凝结的风险，但这种方法往往收效甚微。由于许多绝缘系统是多孔的，冷凝仍然发生在基材表面或保温层内部，导致绝缘下腐蚀(CUI)的风险更高。除了腐蚀的风险外，绝缘材料中凝结水的存在极大地限制了其热效率，从而增加了能源消耗。或者，表面加热器可以用来加热基材高于露点，但这往往是能源密集型的，并不总是实用的。

气凝胶绝缘涂料为工程师和设计师提供了解决这一老问题的新方法。这些hitic的优势在于它们极低的导热系数(一种衡量材料传热能力的指标)，以及它们的高薄膜结构(每层可涂的厚度)。这些复合材料特性允许用最少的涂层获得优越的绝缘性能，从而降低安装成本。表1展示了气凝胶涂料与传统绝缘涂料相比的性能优势。

冷凝测试

为了演示气凝胶涂层的性能增益，构建了两种不同的实验室配置并进行了测试。第一种结构，如图1所示，由铝通道部分与铝窗框系统的单面焊接在一起组成。冷却剂通过通道部分，在框架内创建一个温度剖面，可以代表寒冷的冬天(约20°F)。然后在铝框架的不同部分上表示了四种涂层条件:

• 没有涂层;
• 40密耳(1毫米)涂层;
• 120密耳(3毫米)涂层;
• 160密耳(4毫米)涂层。

温度传感器被连接到每个区域，并随着时间的推移监测温度。如图1所示，未涂覆区域经历了大量的冷凝。然而，在涂层存在的区域，没有发生凝结。表面温度测量结果如表2所示。

测量结果显示，未涂层表面和160 mil涂层表面之间的温度差异为10.1°F。这意味着涂层的使用已经上升了10.1华氏度，这是环境露点，在该表面会发生凝结。对于标准房间条件(68°F)，这意味着在表面开始凝结之前，相对湿度从47%转移到69%。

为了进一步证明这一现象，一个完整的窗框部分是建立在类似于前面描述的方式。如图2所示，该系统在铝框架的左半部分有气凝胶涂层(80密耳或2毫米)，右半部分没有涂层。窗口的特写镜头，在图3中，清楚地显示凝结在未涂覆的表面上，而没有凝结在有纹理的，气凝胶涂覆的表面上。

由于HiTICs提供的好处是基于提高基板的表面温度，在建筑示例中看到的同样的影响也可以转移到工业领域。对于大型储罐或工艺管道，同样的原理也适用，使得气凝胶涂层成为需要考虑冷凝形成和由此产生的CUI的应用的绝佳解决方案。

绝缘涂料的未来

由于新一代HiTICs采用的气凝胶导热性能堪比大宗商品绝缘，工业行业现在可以考虑对由于地形、湿度、化学物质暴露、维护或空间要求等原因难以绝缘的表面进行绝缘，以减少甚至消除凝结，从而增强防腐蚀能力。通过将防腐蚀和耐热性结合到单一产品中，有效地消除了传统绝缘形式中滞留水分的问题。n

欲了解更多信息，请访问www.cabotcorp.com．