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试析中国保温隔热材料的几个发展趋势 |
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| http://cn.newmaker.com
11/8/2011 12:13:00 PM
佳工机电网
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1、憎水性是绝热保温材料重要发展方向。材料的吸水率是在选用绝热材料时应该考虑的一个重要因素，常温下水的导热系数是空气的23.1倍。绝热材料吸水后不但会大大降低其绝热性能，而且会加速对金属的腐蚀，是十分有害的。保温材料的空隙结构分为连通型、封闭型、半封闭型几种，除少数有机泡沫塑料的空隙多数为封闭型外，其他保温材料不管空隙结构如何，其材质本身都吸水，加上连通空隙的毛细管渗透吸水，故整体吸水率均很高。我国目前大多数保温绝热材料均不憎水、吸水率高，这样一来对外护层的防水要求就十分严格，增加了外护层的费用。目前改性剂中有机硅类憎水剂，是保温材料较通用的一种高效憎水剂，它的憎水机理是利用有机硅化合物，与无机硅酸盐材料之间较强的化学亲和力，来有效地改变硅酸盐材料的表面特性，使之达到憎水效果。它具有稳定性好、成本低、施工工艺简单等特点。
2、发展新型的保温材料也是一个研究的主要方向。目前，已经出现几种新型保温材料（例如纳米孔绝热材料、复合绝热材料石棉代用品等）。纳米孔绝热材料：随着纳米技术的不断发展，纳米材料越来越受到人们的青睐。纳米孔硅质保温材料就是纳米技术在保温材料领域新的应用，组成材料内的绝大部分气孔尺寸宜处于纳米尺度。根据分子运动及碰撞理论，气体的热量传递主要是通过高温侧的较高速度的分子，与低温侧的较低速度的分子相互碰撞传递能量。
由于空气中的主要成分氮气和氧气的自由程度均在70nm左右，纳米孔硅质绝热材料中的二氧化硅微粒构成的微孔尺寸小于这一临界尺寸时，材料内部就消除了对流，从本质上切断了气体分子的热传导，从而可获得比无对流空气更低的导热系数。石棉代用品的开发和应用：玻璃棉是人造矿物纤维的一种，其制品容重小，导热系数低，热绝缘和吸声性能好，且具有耐腐蚀、不会霉烂、不怕虫蛀、耐热、抗冻、抗震和良好的化学稳定性等优异性能。应用时，施工方便、价格便宜，是一种新型工业保温材料。近年来，玻璃棉及其制品的生产随着我国社会主义建设事业的飞跃发展，产品质量不断提高，品种不断增多（有玻璃棉毡、缝毡、贴面层缝毡、管壳和棉板等等），已广泛地被应用到石油、化工、交通运输、车船制造、机械制造、工业建设等方面。
3、无机保温材料（例如复合硅酸盐保温材料等）研究重点应放在减少生产过程中能源的消耗、限制灰尘和纤维的排放、减少黏结剂的用量。有机保温材料（例如聚苯乙烯泡沫保温材料、聚氨酯泡沫等）研究重点应放在找出更合适的发泡剂以代替F11;改进材料的阻燃性能和降低材料的生产成本。
4、研制多功能复合保温材料，提高产品的保温效率和扩大产品的应用面。
目前使用的保温材料在应用上都存在着不同程度的缺陷：硅酸钙的含湿气状态下，易存在腐蚀性的氧化钙，并由于长时间内保有水分，不易在低温环境下使用；玻璃纤维易吸收水分，不适于低温环境，也不适于540℃以上的温度环境；矿物棉同样存在吸水性，不宜用于低温环境，只能用于不存在水分的高温环境下；聚氨酯泡沫与聚苯乙烯泡沫不宜用于高温下，而且易燃、收缩、产生毒气；泡沫玻璃由于对热冲击敏感，不宜用于温度急剧变化的状态下，所以为了克服保温隔热材料的不足，各国纷纷研制轻质多功能复合保温材料。
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