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氣凝膠：最高效隔熱材料，契合碳中和節(jié)能大趨勢

當(dāng)前，氣凝契合趨勢世界能源緊缺問題日益嚴(yán)峻，膠最各行各業(yè)對節(jié)能減排的高效隔熱天津廣禾中化科技有限公司要求越來越高。在建筑領(lǐng)域，材料因其能耗約占全社會(huì)總能耗的碳中30%，且這僅僅是和節(jié)建筑物在建造和使用過程中消耗的能源比例，如果再加上建材生產(chǎn)過程中耗掉的氣凝契合趨勢能源，建筑相關(guān)能耗將占到社會(huì)總耗能的膠最46.7%，所以建筑節(jié)能對實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)十分重要。高效隔熱

建筑保溫隔熱是材料減少能耗的重要措施之一，保溫隔熱涂料作為一種新型功能性涂料，碳中憑借其自身導(dǎo)熱系數(shù)低、和節(jié)天津廣禾中化科技有限公司隔熱節(jié)能性能優(yōu)異、氣凝契合趨勢施工便利、膠最適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢，高效隔熱在實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能過程中發(fā)揮了越來越強(qiáng)大的作用。

一、建筑保溫隔熱涂料

建筑保溫隔熱涂層的保溫隔熱性能主要是通過增大涂層的太陽光反射比、增強(qiáng)涂層熱輻射的發(fā)射率、減緩?fù)繉拥臒醾鲗?dǎo)等機(jī)理實(shí)現(xiàn)的。所以按隔熱機(jī)理的不同，保溫隔熱涂料可分為反射型保溫隔熱涂料、輻射型保溫隔熱涂料和阻隔型保溫隔熱涂料三類。

反射型隔熱涂料是通過在體系中添加對熱輻射（太陽光輻射，特別是近紅外輻射）有高反射率的顏料（例如上海澳潤化工代理的全球五大鈦白生產(chǎn)商之一的泛能拓生產(chǎn)的AltirisW45800系列紅外反射鈦白粉和澳酷系列紅外反射色漿等），提高近紅外反射比和總太陽光反射比，降低建筑物外墻表面溫度，達(dá)到隔熱節(jié)能降耗效果的涂料。

輻射型隔熱保溫涂料是一種以發(fā)射熱輻射的形式主動(dòng)減少基材熱傳遞的涂料，它是通過在涂料體系中添加能高效發(fā)射熱輻射的顏填料實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)涂層吸收熱量之后，它能將熱量以一定波長的中遠(yuǎn)紅外發(fā)射回太空環(huán)境中，降低建筑物表面的自身溫度，從而達(dá)到隔熱降溫的效果。

阻隔型隔熱保溫涂料是一種以減少涂層內(nèi)部熱傳導(dǎo)為主要目的的涂料，通過將密度小、氣孔率高、導(dǎo)熱系數(shù)低的功能填料（如中空玻璃微珠、二氧化硅氣凝膠等）加入涂層體系中，從而降低涂層的導(dǎo)熱系數(shù)，同時(shí)通過設(shè)計(jì)較高的涂膜厚度來提高熱阻，達(dá)到保溫隔熱的目的的涂料。

目前常見的建筑反射隔熱涂層系統(tǒng)一般由厚度約為50~150微米的高太陽光反射率和發(fā)射率的反射隔熱面漆和厚度為1~2毫米的低導(dǎo)熱系數(shù)的隔熱中層涂料組成的復(fù)合反射隔熱涂層體系。涂層體系如下圖所示：

用于建筑保溫隔熱中層涂料的隔熱材料

隔熱材料一般為輕質(zhì)、多孔、低導(dǎo)熱系數(shù)的材料，傳統(tǒng)隔熱材料有飄珠、蛭石、輕質(zhì)砂、膨脹珍珠巖等，這些材料一般價(jià)格低廉，但吸水率高、導(dǎo)熱系數(shù)較高，制成的保溫隔熱涂層最多只能達(dá)到國標(biāo)GB/T2522018隔熱中涂漆二級(jí)要求（0.08~0.15W/(m·K)）。

要制備導(dǎo)熱系數(shù)更低、隔熱效果更好的保溫隔熱中層涂料則需要更高性能的隔熱材料——?dú)饽z，它是新一代高效節(jié)能隔熱材料。氣凝膠是一種具有納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、并在孔隙中充滿氣態(tài)分散介質(zhì)的固體材料，是世界上最輕的固體。由于獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，氣凝膠在熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域都展示出優(yōu)異的性能。目前商業(yè)化應(yīng)用的氣凝膠主要圍繞其高效的阻熱能力展開，下游用于石油化工、熱力管網(wǎng)、鋰電池、建筑建材、戶外服飾、航天、軍工等多個(gè)領(lǐng)域。

氣凝膠因具有獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)，在熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、光學(xué)等方面均有獨(dú)特的優(yōu)良性質(zhì)，具有保溫隔熱、隔音降噪、紅外線吸收、催化、環(huán)境保護(hù)等多種優(yōu)異的性能。

氣凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由相互交聯(lián)的納米顆粒所組成，顆粒連接成骨架，形成獨(dú)特的網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，孔徑在20~50納米之間，因此它具有低密度（≤0.16mg/cm3）、高比表面積（400~1000m2/g）、高孔隙率（90%-99.8%）、低熱導(dǎo)系數(shù)（~0.018W/(m·k）)。

熱量的傳遞有傳導(dǎo)、對流、輻射三種方式，氣凝膠通過抑制熱傳導(dǎo)、阻隔熱對流、阻擋熱輻射等全方位阻隔熱量傳遞，具有極低的導(dǎo)熱系數(shù)，它是目前已知的導(dǎo)熱系數(shù)最低的材料。

廣東金能建筑節(jié)能材料科技有限公司推出的JN-60FJSY氣凝膠保溫隔熱材料，它導(dǎo)熱系數(shù)極低（0.032W/（m·K）），同時(shí)具有優(yōu)異的耐熱性和超強(qiáng)的疏水性。具體的技術(shù)指標(biāo)如下表所示：

檢驗(yàn)項(xiàng)目

單位

性能指標(biāo)

干密度

kg/m3

150~240

抗壓強(qiáng)度

MPa

≥0.12

導(dǎo)熱系數(shù)（平均溫度25℃）

W/()

0.026~0.044