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 史上最全的保温材料集合

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 史上最全的保温材料集合
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 史上最全的保温材料集合

  

  传统、前沿和未来的保温材料

  

  建筑保温材料种类繁多,且性能各异。已有报道的保温材料包括矿棉、泡沫聚苯乙烯、挤塑聚苯乙烯、聚氨酯、真空隔热板、气体隔热板、气凝胶等,以及可能在未来出现的保温材料,如真空保温材料、纳米保温材料和动态保温材料。这些建筑保温材料具有怎样的特征及优缺点呢?

  

  一、传统建筑保温材料

  

  1. 矿物棉

  

  矿物棉包括玻璃棉(玻璃纤维)和岩棉。通常以垫子或板材的形式生产,偶尔也作充填材料。轻质和柔软的矿棉被用作填充房屋框架和其他带有空腔的结构,高密度和坚硬的岩棉板可用作地板和屋顶承重。玻璃棉是由硼硅酸盐玻璃在1400℃左右的高温熔融后,通过旋转的喷嘴产生纤维。岩棉是在约1500℃条件下,熔化的石头(辉绿岩、粗玄岩)从旋转的轮盘或圆盘中甩出纤维。在玻璃棉和岩棉中,通常都添加了除尘油和酚醛树脂以将纤维粘合在一起,并改善产品性能。矿物棉的导热系数介于30和40 mW/(mK)之间。矿物棉的导热系数受温度、湿度和密度影响较大。

  

  2.泡沫聚苯乙烯(EPS)

  

  泡沫聚苯乙烯(Expanded Polystyrene简称EPS)是一种轻型高分子聚合物。它是采用聚苯乙烯树脂加入发泡剂,同时加热进行软化,产生气体,形成一种硬质闭孔结构的泡沫塑料。通常具有部分开孔结构,导热系数范围在30-40 mW/(mK)之间。其导热系数同样受温度、湿度和密度影响较大。

  

  3. 挤塑聚苯乙烯(XPS)

  

  挤塑聚苯乙烯是经过特殊工艺连续挤出发泡成型的材料,其表面形成的硬膜均匀平整,内部完全闭孔发泡连续均匀,呈蜂窝状结构,因此具有高抗压,轻质,不吸水,不透气耐磨,不降解的特性。导热系数范围在30-40 mW/(mK)之间。其导热系数同样受温度、湿度和密度影响。

  

  4. 纤维素

  

  纤维素质保温材料(多糖,(C6H10O5)n)是由可再生纸或木质纤维制成。通常会加入钠硼酸盐改善材料性能。通常作填充材料,也作板材。导热系数范围在40-50 mW/(mK)之间。

  

  5. 软木

  

  软木保温材料主要由软木橡树制成,可以作为填充材料或板材生产。软木的典型导热系数在40到50 mW/(mK)之间。

  

  6. 聚氨酯(PUR)

  

  聚氨酯硬质泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料,在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下,通过专用设备混合,经高压喷涂现场发泡而成的高分子聚合物。其典型导热系数在20到30 mW/(mK)之间。

  

  7. 其他建筑材料

  

  其他建筑材料主要是指承重材料,这些材料的热导系数通常比建筑保温材料的导热系数高很多,这也是建筑保温材料需要和应用的原因之一。如木材(100-200 mW/(mK))、碳钢(55,000 mW/(mK))、不锈钢(17,000 mW/(mK))、铝(220,000mW/(mK))、混凝土(150-2500 mW/(mK))、轻骨料(100-700 mW/(mK))、砖(400-800 mW/(mK))、石材(1000-2000 mW/(mK))和玻璃(800 mW/(mK))等。

  

  二、前沿的建筑保温材料

  

  1. 真空隔热板(VIP)

  

  是真空保温材料中的一种,是由填充芯材与真空保护表层复合而成,它有效地避免空气对流引起的热传递,因此导热系数可大幅度降低,具有环保和高效节能的特性,是世界上最先进的高效保温材料。其热导率在3 – 4 mw /(mK)之间,经过25年的老化,由于水蒸气和空气通过VIP包膜扩散到具有开放孔结构的VIP核心材料中,其导热系系数也仅为8 mw /(mK)。缺点是,VIP板不能在施工过程切割,成本高昂。

  

  2. 充气板(GFP)

  

  原则上,充气面板技术(GFP)是与VIP相似的技术。GFP板所充填的气体的导热性比空气低,如:氩气(Ar),氪气(Kr)和氙气(Xe),取代VIP中的真空结构。保证GFP板内部的低导热性气体浓度和避免空气和水分渗透到GFP板中,对该材料的隔热性能至关重要。导热系数通常为40 mW/(mK)。

  

  3. 气凝胶

  

  气凝胶是目前最先进的保温材料,也可能是目前最有前途和潜力的保温材料。使用炭黑抑制辐射传递,在50毫巴的压力下,热导率可低至4 mW/(mK)。目前商业上报道的最先进的气凝胶在大气压下的导热系数在13 -14 mW/(mK)之间。缺点是,成本高昂、易脆。气凝胶可以被制成不透明、半透明或透明的材料,从而使其在建筑领域有了广泛的应用。

  

  4. 相变材料(PCM)

  

  相变材料(PCM)并不是真正的隔热材料,相变材料在加热时由固态变为液态,从而在吸热过程中吸收能量。这种相变循环稳定了室内建筑温度,降低了冷热负荷。

  

  三、未来可能的保温材料

  

  1. 真空绝热材料(VIM)

  

  真空绝热材料(VIM)是一种基本均匀的材料,内部具有封闭的、充满真空的小孔隙结构,在原始状态下总导热系数小于4mw /(mK)。该VIM可以在建筑现场切割和适应,而不损失低导热系数。

  

  2. 气体绝热材料(GIM)

  

  气体绝热材料(GIM)基本上是一种均匀的材料,具有封闭的小孔隙结构,充满低热导气体,如氩气(Ar)、氪气(Kr)或氙气(Xe),原始状态下的导热系数小于4mw /(mK)。GIM与VIM基本相同,只是封闭孔隙结构内的真空被低热导气体所取代。

  

  3. 纳米绝热材料(NIM)

  

  NIM基本是一种均质材料,具有封闭或开放的小纳米孔结构,原始状态下导热系数小于4 mw /(mK)。与VIMs和GIMs不同,NIMs的网格结构在其至少100年的使用寿命中不需要考虑空气和水分进入其孔隙结构。NIMs通过利用Knudsen效应实现了低导热性,而不用在孔隙中施加真空。

  

  4. 动态绝热材料(DIM)

  

  动态绝热材料(DIM)是一种热导率在理想范围内可控的材料。可通过以下调节以下条件实现热传导控制:

  

  •孔隙内气体含量或浓度,包括气体分子的平均自由路径和气体表面的相互作用;

  

  •孔隙内表面的发射率;

  

  •晶格的固体热导率。

  

  5. NIMs在混凝土中的应用

  

  保温材料导热系数在不断地降低,建筑围护结构的承重构件也应寻求新的解决方案。以混凝土为例,可以设想将NIM材料混合到混凝土中,从而大幅降低结构建筑材料的导热性,同时保持混凝土的几乎原有的机械强度和承载能力。

  

  6. 纳米混凝土保温材料

  

  纳米混凝土保温材料基本上是一种均质材料,具有封闭或开放的小纳米孔结构,整体导热系数小于4 W/(mK),表现出与混凝土一样或更好的关键建筑性能。


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  保温材料

  瑞阳陶瓷纤维设备有限公司是由原三门峡市永胜特种耐火材料厂改制成立的集研发、生产和贸易的现代化高技术制造生产型企业。

  

  公司主要从事微孔纳米绝热板,热反射绝热板,陶瓷纤维系列制品生产及以上产品自动化设备的研发制造。目前产品已广泛应用于冶金、机械、化工、石油、陶瓷、玻璃、火电、核电及航空航天等行业领域。自主研发的自动化毡板生产线与厦门大学先进材料实验室,异型件生产设备与济南大学合作取得了成功与好评。现自动化陶瓷纤维毡板生产线,自动化陶瓷纤维折叠模块设备,自动化液压式打包机,自动化微孔纳米板生产线已在同行业中被广泛采用,取得了行业认可。

  

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