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浙江率先将纳米气凝胶毡产业化,在生产过程中要用到价格昂贵的有机硅作为原料,同时还要应用投资较大的超临界,因此生成的纳米气凝胶毡价格非常昂贵(高达2000~3000元/kg),限制了其使用范围。目前,如何和改善纳米气凝胶毡的生产工艺,降低生产成本,是纳米气凝胶毡大面积成功应用于建筑材料的关键。
基于上述研究目标,一直致力于节能、防火的建筑保温体系的北京建筑,近几年通过与的气凝胶保温毡生产商合作,利用水玻璃作为原料,摒弃超临界干燥等复杂工艺而选用常温常压干燥备纳。
超临界(SuperCritical)干燥工艺的不足与缺点主要为,现有的生产是使用离子交换,采用SuperCritical生产设备,具有高温、高压的危险隐患,生产设备费用高,初期投资(设备,原料)费用高,不能连续生产,生产时间周期长,超临界干燥工艺见图2所示。
常温常压干燥工艺则不使用任何离子交换,脱水/防水化的工艺变成一个阶段(即干燥过程中脱水与疏水同时进行),了效率,工程进度时间也缩短不少,常温常压下生产所需时间是4~5h(原工艺需要100h以上),具?。
了解了纳米SiO2气凝胶备过程您是不是觉得很繁琐,也正是因为目前其制备工艺仍较复杂,成本较高,而且单一的SiO2气凝胶强度很低,还不能规模化生产,所以导致以纳米SiO2气凝胶为主体材料的纳米气凝胶毡等纳米隔热材料。
随着能源的日益匮乏及能源价格的不断上涨,节能减耗势在必行,的隔热材料隔热效果不是很理想,不能满足日益的隔热要求,2006年,出了纳米气凝胶毡,这种材料能有效的限制气相部分的热对流。另外,由于它的固相部分也是由纳米级的SiO2状结构,它的固相热导率也很小。
1纳米气凝胶毡的隔热原理现有理论和试验表明,物体的热导率与其尺度有关,例如:SiO2固体(石英,轴向)的热导率为41.6Wm-1K-1,Si02凝胶粉的热导率为0.035Wm-1K-1,而SiO2气凝胶的热导率为0.0140.016Wm-1K-1;当无机纤维直径由15m减小到3m时,矿物纤维棉的热导率降低12%,玻璃纤维棉的热导率降低6%。
而的无机矿物棉制品的隔热保温性较差,因此它的隔热效率较低。所以美国研究试验室一直在做舰船隔热保温材料的改进研究。研究结果表明:Min-k遮光材料(纳米隔热板制品的一个牌 )、有机一聚芳氧基磷泡沫和聚酰亚胺泡沫有希望成为舰船的隔热材料,其中以Min-k材料的性能为。
目前在国外的船舶行业上,纳米隔热板主要应用在舰船和其它一些档次较高的船舶上。1、作为耐火分隔纳米隔热板作为耐火分隔应用时具有的优势,即能大大地节约空间和重量。纳米隔热板与硅酸铝纤维、岩棉用作A-60级耐火分隔时厚度对比如表4。
以上虽然是隔热芯材之间的比较,但从中还是能看出它隔热效果的优势。这也是在舰船上的主要应用。2、用作管道隔热保温用纳米隔热板作为舰船高温管道的隔A-60级耐火分隔的厚度对比热保温时效果更佳。因为管道的隔热效果还与保温层的表面积有关。
保温层包覆的越厚,则外表面积越大,即使表面温度相同,但它相应的散热量也是增加的。现以在500℃条件下管径为150mm的高温管道为例,纳米隔热板与矿物棉的绝热效果对比如表5。3、在舰船其他的应用纳米隔热板还可以用作为潜艇围壳绝热材料,舰船动力装置保护屏,机舱绝热,舰船上层建筑铝合金结构、玻璃钢结构表面防火保护层等。
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