航母級高端保溫系統(tǒng)服務(wù)商
發(fā)布時間:2023-09-21 瀏覽:29794 次
在建筑領(lǐng)域,保溫材料種類繁多,主要分為兩大類:無 機棉類保溫材料和有機高分子類保溫材料。無機棉類保溫材料具有優(yōu)異的防火及耐高溫性能,但吸水能力強且吸水 后產(chǎn)品本身保溫效果變差;有機高分子保溫材料具有質(zhì)輕、 導(dǎo)熱系數(shù)低、吸水率低等特點,曾經(jīng)在建筑保溫材料市場中占據(jù)主流地位,但隨著國家對產(chǎn)品防火性能要求的提高, 很大程度上限制了其在國內(nèi)建筑中的應(yīng)用。氣凝膠復(fù)合制 品因其優(yōu)異的保溫性能、防火性能和高溫穩(wěn)定性等,同時滿足了建筑領(lǐng)域?qū)Ρ夭牧系谋丶胺阑鹨?,已成為建筑保溫領(lǐng)域中備受關(guān)注的新型材料。氣凝膠是由膠體粒子或高聚物分子相互聚集構(gòu)成的具有納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并在孔隙中充滿氣態(tài)分散介質(zhì)的 一種高分散固態(tài)材料,其固體相和孔隙結(jié)構(gòu)均為納米尺度。氣凝膠被譽為世界上密度最小的固體之一,密度為3.0kg/m3,僅為空氣密度的2.75倍,被稱為“凍結(jié)的煙”。正是由于其微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出“蜂窩狀”的多孔形貌,使其具有比表面積大、孔隙率高、密度低、熱導(dǎo)率低等特點。
氣凝膠的合成過程一般要經(jīng)過溶膠-凝膠聚合和超臨界干燥兩個過程,其中溶膠-凝膠工藝的實現(xiàn)一般有三種方法:1)膠體粉末溶膠的凝膠化;2)醇鹽或硝酸鹽前驅(qū)體經(jīng)水解和縮聚形成凝膠;3)在溶液中聚合物單體聚合或幾種聚合物單體共聚形成凝膠。氣凝膠雖然質(zhì)輕、孔隙率高、熱導(dǎo)率低,但由于強度低、 脆性大等缺點限制了其在建筑外墻保溫領(lǐng)域的推廣,因 此,氣凝膠在建筑保溫隔熱領(lǐng)域的應(yīng)用主要是將其與無機纖維等復(fù)合,不僅保留了氣凝膠本身的優(yōu)異特性,還彌補了機械性能差等缺陷,使其制品在工程中得到廣泛應(yīng)用。目前,氣凝膠復(fù)合制品在熱力工程應(yīng)用較多,以SiO2氣凝膠復(fù)合制品為主。
氣凝膠復(fù)合制品保留了氣凝膠優(yōu)異的保溫、防火和高溫穩(wěn)定性等特性,在建筑領(lǐng)域可作為絕好的隔熱保溫、防火材料被廣泛應(yīng)用。
一、隔熱性能
在建筑領(lǐng)域中,保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)大小是衡量材料隔熱性能優(yōu)劣的重要參數(shù)。在常規(guī)的保溫材料中,玻璃棉、巖棉、硅酸鋁棉等無機棉類材料常溫下導(dǎo)熱系數(shù)一般 在0.036~0.050W(/ m·K)范圍內(nèi),聚苯板、擠塑板、聚氨酯 等有機保溫材料常溫導(dǎo)熱系數(shù)在0.021~0.041W(/ m·K)范 圍內(nèi),而氣凝膠復(fù)合制品在常溫下導(dǎo)熱系數(shù)通常會低于0.023W(/ m·K),甚至較好產(chǎn)品會低于0.017W(/ m·K),這是傳統(tǒng)保溫材料所不能達到的。其主要原理是材料本身特殊 的納米三維孔隙結(jié)構(gòu):1)具有的高孔隙率、低導(dǎo)熱系數(shù)等特性,可以極大地抑制熱傳導(dǎo);2)50-60納米的氣凝膠孔隙使得空氣分子無法自由流動,對流傳熱將會受到很大程度的抑制;3)1毫米厚的氣凝膠材料就含有上萬層的孔壁,而這些孔壁均可視為輻射的反射面和折射面,這種結(jié)構(gòu)最大限度地抑制了熱量傳遞(熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射),使得其導(dǎo)熱系數(shù)很低。
常溫時,氣凝膠復(fù)合制品導(dǎo)熱系數(shù)已然低于常規(guī)保溫材料,而且隨著溫度的升高,其導(dǎo)熱系數(shù)的增長遠低于其他材料,即在越高溫度條件下,氣凝膠復(fù)合材料的保溫優(yōu)勢越明顯。氣凝膠復(fù)合制品若應(yīng)用于建筑外墻保溫、屋面保溫或者被動房中,能夠有效避免建筑空間內(nèi)外熱量流失,而且還可以減少保溫層厚度和鋪設(shè)面積, 降低了工程成本;直接解決了由于保溫層厚度大而造成的空鼓開裂、脫落等風(fēng)險。
二、燃燒性能
隨著我國建筑節(jié)能強制措施逐步推行,建筑外墻保溫技術(shù)在建筑中被大量采用,但應(yīng)用的重要條件是其防火安全性。在建筑保溫材料應(yīng)用中,保溫材料的燃燒性能是備受關(guān)注的。在火災(zāi)發(fā)生時,燃燒性能不佳的外保溫材料對火災(zāi)的垂直方向蔓延有很強的促進作用,所以為了降低火災(zāi)風(fēng)險,必須對保溫材料的燃燒性能提出嚴格要求。氣凝膠復(fù)合制品不僅有良好的保溫性能,而且還具有優(yōu)異的防火性能。由于氣凝膠復(fù)合制品是通過溶膠凝膠法,將增強材料與溶膠復(fù)合,然后用一定的干燥方式使氣體取代凝膠中的液相而形成,用于復(fù)合的增強材料通常是無機纖維材質(zhì),再加上氣凝膠本身防火性能優(yōu)異,因此氣凝膠復(fù)合制品防火性能表現(xiàn)優(yōu)異。
三、高溫穩(wěn)定性
氣凝膠復(fù)合制品除具有良好的絕熱性能、防火性能外, 還可在高溫環(huán)境下具有持久的穩(wěn)定性,幾乎不發(fā)生體積收縮、熔融、燒結(jié)、降解等現(xiàn)象。氣凝膠復(fù)合制品在高溫下導(dǎo)熱系數(shù)表現(xiàn)優(yōu)秀,在低于600℃環(huán)境中,氣凝膠復(fù)合制品的線性收縮率極小,幾乎可以忽略,而且氣凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)在高溫環(huán)境中不會發(fā)生變化,仍為非定型結(jié)構(gòu),說明氣凝膠復(fù)合制品的耐高溫穩(wěn)定性能相比于常規(guī)保溫材料是非常優(yōu)異的。
在世界能源日益匱乏的背景下,我國對社會節(jié)能減排越來越重視,尤其是在建筑領(lǐng)域,不管是常規(guī)的建筑保溫材料還是新型的保溫材料都要求達到節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)。氣凝膠復(fù)合制品雖然生產(chǎn)成本相對較高,但其在隔熱保溫、 防火和耐高溫穩(wěn)定性等方面均表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,能夠很好地適應(yīng)國家的節(jié)能減排政策,能夠在未來在建筑領(lǐng)域發(fā)揮其重要作用。只要行業(yè)不斷創(chuàng)新和改進氣凝膠復(fù)合制品生產(chǎn)工藝,降低生產(chǎn)成本,氣凝膠復(fù)合絕熱制品最終會在未來建筑保溫領(lǐng)域中占有重要一席。
來源:建材高新技術(shù)推廣中心