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气凝胶保温涂料现状及未来发展方向

发布来源:廊坊美尚瑞保温材料有限公司  发布日期: 2022-11-10  访问量:53

气凝胶是一种内部网络结构充满气体、固体密度极低的多孔材料。其网络结构一般由相互交联的纳米颗粒组成,其中颗粒内的孔隙以微孔为主,颗粒与颗粒之间多为2 nm 上孔或大孔。密度极低(3)kg/m三、曾获吉尼斯纪录世界上较轻固体称号。气凝胶作为纳米多孔结构材料的新型固体材料,具有超轻、隔热、透明、保温、防火等优良特性。

气凝胶较常见的区分方法是从成分组成分类,分为单组分和复合组分。单组分气凝胶包括氧化物气凝胶(二氧化硅和非二氧化硅)、有机气凝胶(树脂基和纤维基)、碳气凝胶(碳化塑料、碳纳米管和石墨烯)、硫化物气凝胶和其他类型的气凝胶(单元素和碳化物);复合气凝胶包括多组分气凝胶、梯度气凝胶和微/纳气凝胶。硅气凝胶、碳气凝胶和二氧化硅气凝胶是较常见的。

二氧化硅气凝胶独特的微纳米结构使其具有低密度、高比表面积和高孔隙率的特点。这些特点使其在热学、光学、电学、声学等方面具有独特的优良性能,可作为高效保温材料、声阻抗耦合材料、低介电绝缘材料、催化剂和催化剂载体,其中高效保温材料应用广泛。二氧化硅气凝胶在保温领域的主要应用产品有四种:气凝胶粉/颗粒;气凝胶毡;气凝胶板;气凝胶玻璃,其中涂料行业主要在气凝胶粉的基础上制备气凝胶涂料。

组成和性能

气凝胶保温涂料以自交联丙烯酸乳液为成膜材料SiO2气凝胶、空心玻璃珠、六钛酸钾晶须等填料,在各种添加剂的配合下制备。涂料具有薄层喷涂施工、纳米孔绝缘、安全防火、环保节能、性价比高、无脱落风险等优点。结果证明,1mm厚气凝胶保温涂料比8cm厚聚苯泡沫板保温性能好。

保温原理

传热总是从高温区域传递到低温,传热有固体传热、空气对流传热、辐射传热三种方式。气凝胶保温涂料的特点是能有效阻隔或屏蔽上述三种热传导方式。纳米在涂料成分中起着关键的隔热作用SiO气凝胶,其次是六钛酸钾晶须和空心玻璃微珠。纳米SiO2气凝胶是一种轻质纳米多孔非晶固体材料,具有优异的保温性能,孔隙率高达80%~99%,典型尺寸为2~50nm,平均孔径为20nm,600~10000的比表面积m2/g,表观密度为0.003~0.35g/cm3.室温导热系数可低达0.013W/(m k),即使在800℃高温下,其导热系数为0.043W/(m k),而且高温不分解,无有害气体释放,是纯绿色环保材料,其缺点是强度低,脆性大,单独使用困难。将纳米SiO2凝胶与硅酸铝纤维和空心玻璃微珠混合,在弹性成膜物的交联作用下,可大大提高涂层的物理机械性能。

标准现状

01 参考国标

气凝胶保温涂料没有现行的行业标准。目前,大多数企业参照国家保温涂料标准《GB∕T 25261-2018 建筑反射隔热涂料。

02 团体标准

气凝胶保温涂料的标准如下:

1)上海凯标编制的集团标准《T/SCDA 032-2019气凝胶改性保温膏外墙内保温系统应用技术标准。

2)由湖南省建筑科技与建筑节能协会组织编制的《气凝胶保温涂料建筑应用技术规程》。

3)由中国建筑标和上海牵头制定的《气凝胶保温厚涂料系统》和《气凝胶保温厚涂料系统应用技术规程》。

4)《气凝胶新建材系统》和《气凝胶新建材系统应用技术规程》由中国建筑标、、山主要起草。气凝胶新型建材系统是将气凝胶厚保温涂料系统、气凝胶毡、气凝胶自保温墙等特殊工艺复合后应用于建筑领域,满足建筑领域国家节能要求。气凝胶新型建材系统的应用技术规程旨在解决新型建材的设计、施工和验收等技术问题。

发展方向

目前,气凝胶涂料产品的主要应用领域是建筑保温,因为该领域相对容易推广,技术难度较低,金属设备保温相对困难,主要原因是气凝胶保温涂料附着力低,耐热性需要继续优化。

除二氧化硅气凝胶外,还对陶瓷气凝胶、石墨烯气凝胶等其他类型的气凝胶粉逐渐应用于气凝胶涂料步应用于气凝胶涂料,以改善二氧化硅气凝胶的耐热性和强度不足。未来产品的研发方向应像具有综合性能的产品一样发展,如建筑气凝胶保温涂料应具有综合保温、防水、耐老化的能力,可直接应用于外墙外保温系统,无面漆;例如,设备保温领域的产品需要具有保温、防腐、防火的综合功能,该产品也具有更多的技术内容。

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