三大性能分析,告诉你气凝胶复合制品为何适合做保温材料

气凝胶复合制品保留了气凝胶优异的保温、防火和高温稳定性等特性,在建筑领域可作为绝好的隔热保温、防火材料被广泛应用。

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三大性能分析,告诉你气凝胶复合制品为何适合做保温材料综述

气凝胶被称为世界上密度最小的固体之一,密度为3.0kg/m3,仅为空气密度的2.75倍,被称为“冻结的烟”。其微观结构呈“蜂巢状”多孔形态,具有比表面积大、空隙率高、密度低、导热率低等特征。气凝胶复合制品保留了气凝胶优异的保温、防火和高温稳定性等特性,在建筑领域可作为绝好的隔热保温、防火材料被广泛应用。以下将从隔热性能、防火性能和耐高温稳定性能方面与常规保温材料进行对比,表明气凝胶复合制品在建筑保温材料应用中具有巨大的优势。

气凝胶

绝热性能分析

在建筑领域,保温材料导热系数的大小是衡量材料绝热性能优劣的重要参数。在通常的保温材料中,玻璃棉、石棉、硅酸铝等无机棉系材料在常温下的热传导率一般在0.036~0.050W/(mK )的范围内,聚苯板、挤出板、聚氨酯等有机保温材料的常温热传导率在0.021~0.041w/气凝胶复合制品在常温下的热传导率通常低于0.023W/(mK ),更优选产品低于0.017W/(mK ),这是传统的保温材料所不能达到的。其主要原理是材料本身的特殊的纳米三维细孔结构:1)具有高细孔率、低热传导率等特性,能够大幅度抑制热传导2)50-60纳米的气凝胶细孔不能使空气分子自由流动,对流传热得到很大抑制3)厚度为1mm的气凝材料包括数万层孔壁,这些孔壁可视为辐射的反射面和折射面,该结构最大限度地抑制了热传递(热传导、热对流、热辐射),导热率低。

绝热性能

燃烧性能分析

随着我国建筑节能强制措施的推行,建筑外墙保温技术在建筑中被大量采用,但应用的重要条件是防火安全性。在建筑保温材料的应用中,保温材料的燃烧性能受到关注。发生火灾时,燃烧性能差的外保温材料对火灾的垂直扩展有很强的促进作用,为了降低火灾风险,必须严格要求保温材料的燃烧性能。气凝胶复合产品不仅具有良好的保温性能,而且具有优良的防火性能。气凝胶复合制品是通过溶胶凝胶法将增强材料与溶胶复合,然后以一定的干燥方式将气体置换为凝胶中的液相而形成的,因此复合所使用的增强材料通常为无机纤维材质,气凝胶自身的防火性能优异,因此气凝胶复合制品的防火性能优异。

产品

高温稳定性分析

气凝胶复合产品除了具有良好的隔热性能、防火性能外,在高温环境下还具有持续的稳定性,几乎不发生体积收缩、熔融、烧结、分解等现象。气凝胶复合制品在高温下的热传导率优异,高温试验处理后的样品的常温热传导率与未经高温处理的样品的热传导率试验结果相比变化小。试验结果表明,在低于600的环境下,气凝胶复合产品的直线收缩率极小,几乎可以忽略,而且气凝胶内部结构在高温环境下不变,仍为非晶结构,气凝胶复合产品的耐高温稳定性能远优于常规保温材料。

气凝胶制品

当然,除了这三大性能之外,由于气凝胶复合制品一般厚度较小,所以总体质量依然轻于同等满足节能要求的其他无机产品,可以避免由于过重而造成的脱落等危险。而且由于在气凝胶复合制品制备过程中通常会加入适量的憎水剂进行改性,所以改性后气凝胶复合制品的憎水性能是非常优异的,使用效果优于其他无机保温材料。

 

 

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