超级纳米绝热材料

图 1 传统保温材料失败案例 为了解决有机材料的防火问题，现在岩棉板被推向了建筑保温的 市场。但生产岩棉板却需要消耗大量的资源，每生产一吨岩棉大约消 耗 0.6 吨标准煤，几乎占据了其在使用周期中节约能耗的 40%，这是 典型的拆东墙补西墙的做法。并且目前国内生产的所谓岩棉板均为矿 渣棉，这种矿渣棉生产和使用过程中不仅会消耗大量能源污染环境， 还会对人体造成严重的危害。这种不利于社会发展的产品理应被淘 汰，而我们现在很多使用单位却只顾眼前利益，为了降低成本，仍旧
中亨新材纳米孔超级绝热系列产品主要有 VIP 真空绝热板、NPP 纳米孔绝热板、NPS 纳米孔绝热毡三个产品：
图 5 VIP 真空绝热板 图 6 NPP 纳米孔绝热板 图 7 纳米孔绝热毡 1） VIP 真空绝热板：主要应用与建筑（内外墙、门、地板、 天花板、楼顶、隔墙等）、冷藏冷冻（冰箱、冰柜、冷藏箱、 冷库、保温箱等）、汽车、动车组、航空航天等领域。采用 气相二氧化硅为芯材，通过无机纤维增强复合而成，并添 加了少量的遮光剂、活化因子等成份。获得的芯材板封装 于高阻隔膜内，再经真空工艺制得。 2） NPP 纳米孔绝热板，以纳米二氧化硅为主体材料，添加高 温遮光剂，通过特殊的工艺复合而成，具有密度小，抗压 强度高，防水，超级保温隔热，绿色环保等诸多优越性能， 同时兼具优越的隔音减震性能，可取代玻璃纤维、石棉、 硅酸铝棉等高能耗，对人体、环境有害，保温性能差的产 品。主要用于热处理设备、高温设备、电子测量设备等。 3） NPS 纳米孔绝热毡，采用纳米材料为主体，复合柔性纤维、 柔性耐高温布构成。可缠绕施工，主要应用于工业窑炉、 管道及不规则区域的保温隔热。 中亨新型材料科技有限公司于 2012 年在河北省大名经济开发区
优异性能，在热学、光学、声学、微电子、石油化工、航空航天、节 能建筑等领域具有十分广阔的应用前景，该新材料的产业化将会在我 国节能减排中发挥重要作用。
图 3 纳米孔超级绝热材料的应用领域
相比于传统保温材料，纳米孔超级绝热材料具有更为优异的保温
性能，常温条件下，一般为传统材料的 5~8 倍，而当随着温度的升
投资 21.5 亿元打造纳米孔超级绝热材料生产基地，公司占地 200 亩， 大型生产厂房 4 座，并拥有国内最先进的全自动化绝热板生产线，可
实现年产 6000 万 m2 的纳米孔绝热产品。整条生产线只消耗少量的电 能，单位面积的产品能耗不及传统材料的 1/10,而在节能方面却是传 统产品的 5~8 倍。产品制备过程为干法，不产生废水，废气，几乎 达到零排放。产品经久耐用，使用寿命长，使用过程中不会对环境产 生危害，并可实现回收再利用。该产品的应用能有效推动循环经济发 展，减少垃圾处理和治理环境污染成本，因此产品发展前景十分广阔， 将会成为全球新材料领域内最具活力和竞争力的产品。
B1
≥100
60
≥100
90
B1 ≥200 ≥100
抗剪切强度
8
≥100
30
≥100
无
(KPa)
无
30
≥100
气相二氧化
二异氰酸酯或多异 聚苯乙
苯酚和甲醛的缩聚
聚苯乙烯、聚合物胶
12
材料成分
硅、添加剂、 聚苯乙烯 聚苯乙烯
氰酸酯与二羟基或 烯、石墨物粉、砂浆助剂等
多羟基化合物
粉
图 4 纳米孔超级绝热材料相比与传统保温材料具有更优异的保温能
图 9 与法国圣戈班客户谈合作事宜 图 10 耐火材料展会前来咨询的客户
在 1992 年，美国人 Hunt A J 等在国际材料工程大会上就提出了 超级绝热(Super insulation)材料的概念。认为超级绝热材料是指在特定 的使用条件下，其导热系数低于“静止空气”导热系数的绝热材料， 此类材料应具有大量的纳米孔隙，亦被称为纳米孔超级绝热材料。
纳米孔超级绝热材料是 SiO2 分子形成纳米多孔网络结构，其独
大量使用该类材料。我们现在所采用的这一系列材料，对社会的长远 发展是非常不利的，我们在进行节能的同时却也在制造着大量的垃 圾，消耗大量的不可再生资源，污染着我们的环境，将来为之买单的 会是我们的子孙后代，所以进行节能，我们不能只顾眼前利益，顾此 失彼，保温材料的选择应该从高效性、防火性、环保性、可持续性、 经济型和耐久性这些方面进行综合考虑。
“白色污染”所包围。这些传统的有机材料的应用还带来了很多的社 会问题，而令我们感到最为头疼的就是这些材料的防火问题。有机材 料着火后燃烧迅速致使我们无法进行扑救，正是这类材料的使用导致 了 2009 年央视“大裤衩”火灾、2010 年上海“11·15”教师公寓惨 案的发生，我们应该从中吸取教训，避免惨案的再次发生。
图 2 纳米 SiO2 结构示意图、保温效果 特的结构可有效的阻止热传递，常温常压下热导率约 0.015~0.003W/ （m·K），比静止空气的热导率 0.026 W/（m·K）还低，是目前热 导率最低的固体材料，可称为超级绝热材料。具有一定的抗压强度， 可在高温下稳定工作，最高使用温度可达 1200℃，高温下不分解，无 有害气体放出，属于绿色环保型材料，具有极高的孔隙率、极低的密 度、极低的声传播速度、极低的介电常数、极高的比表面积、透明等
图 8 生产厂区图片 纳米孔超级绝热材料能够为我国当前形势下的建筑节能提供一 个良好的解决方案，它有效地提高节能指标，符合消防安全的需要， 同时产品系统安全性高，使用成本低，是发展绿色循环经济，改善民 生的需要。目前该类产品已经在建筑、工业窑炉、仪器设备上开始应 用并得到了国内外客户的广泛关注和认可。
科技创新，引领绿色环保新材料产业发展
中亨新型材料科技有限公司 高军 徐双平 摘要：无机纳米孔超级绝热保温材料，采用纳米、真空等科技， 突破了传统保温材料的局限性，在保温隔热性能（导热系数 0.018~0.003W/(m·K)）、防火性能(A1 级)、隔音性能、系统稳定性等 各方面都实现了巨大突破。本文主要阐述了无机纳米绝热板材料的种 类、性能、应用领域及应用前景。 关键词：超级绝热材料；VIP 真空绝热板；NPP 纳米孔绝热板； NPS 纳米孔绝热毡； 随着全球性的温室效应、环境污染、雾霾天气持续、能源短缺等 问题日益突出，降低建筑、工业等领域的能源消耗，改善我们赖以生 存的环境，已经成为全社会的重要任务。通过科技创新，改善保温材 料性能，发展新型保温材料，对解决能源短缺问题，建设节约型社会， 减少热损失和能源浪费、提高热能利用效率、减少危害气体排放势必 有着重要的意义。 我国自 1986 年实行建筑节能工作开始，市场上出现了一系列的 保温材料，目前传统的聚苯板、挤塑板、聚氨酯、岩棉板占据着保温 材料的主要市场，而这些材料都是一些不可持续发展的材料。生产聚 苯板、挤塑板、聚氨酯的原材料均为石油衍生物，我们消耗这些不可 再生资源所生产出来的产品却无法被降解，现在这些材料被大面积应 用到墙体上，可以想象几十年以后，当我们现在建设的这些建筑被拆 除之后，将会有多少白色泡沫产生，将来的城市肯定会被这些大量的
0.032
胶粉聚苯颗粒 干密度 180-250 湿密度 350-420
0.061
4 尺寸稳定性(%)
≤0.1
≤0.3
≤1.0
≤1.0
—
0.5
≤0.3
5
燃烧等级
A
6 抗压强度(KPa)
≥450
7 抗拉强度(KPa)
≥100
B2
B1、B2
≥150
80
(可按需
求生产)
90
≥100
B1 ≥100
无
B2、B1
在当前的市场背景下，中亨新型材料科技有限公司借鉴德国、瑞 士等发达国家先进保温技术的基础上，结合国内气候条件，自主研发 推出了纳米孔超级绝热材料系列产品，并且实行了批量化的生产。目 前，产品获得 3 项国家发明专利，11 项国家实用新型专利，以及省市 级科研项目 3 项，产品及系统先后通过了国家建筑节能质量监督检验 中心、国家防火建材质量监督检验中心、国家耐火材料监督检验中心 等权威检测，并通过行业内专家组的审核，且具有实际工程案例的应 用经验，公司期待纳米孔系列产品被更广泛地推广使用，为我国保温 节能事业增砖添瓦。
高，由于纳米孔超级绝热材料内部独特的纳米孔结构，使得其具有更
为稳定的保温隔热效果，其耐高温且相对热稳定性这一特点是其他材
料所无法比拟的。当温度达到 300~400℃，或者这一温度以上，纳米
孔超级绝热材料的保温效果达到传统材料的 10 倍以上，节能效果更
为明显，获得更大的经济效益。
序
物理性能
纳米孔超级
号
绝热材料
1 密度(kg/m3)
180-200
导热系数
2
0.015~0.003
(w/m.k)
聚苯板 (EPS) 18-22
0.041
挤塑板 (XPS) 28-32
0.030
NPFS 与传统保温材料性能比较
酚醛板 (PF)
发泡聚氨酯 (PU)
60-120
40-60
0.030
0.026
石墨聚苯 板
18-25