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1、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 0.0180.003W/（mK）、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
2、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“白色污染”
3、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，现在岩棉板被推命了建筑保温的 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().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
4、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。在1992年，美国人Hunt AJ等在国际材料工程大会上就提出了超级绝热(Super insulat
5、ion)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Si()2分子形成纳米多孔网络结构，其独图2纳米Si()2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().015-0.003W/(mK),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120()1,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
6、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 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58倍，而当随着温度的升 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300400C ,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1()倍以
7、上，节能效果更 为明显，获得更大的经济效益。序号物理性能NPFS与传统保温材料性能比较纳米孔超级 绝热材料聚苯板 (EPS)挤塑板(XPS)酚醛板 (PF)发泡聚氨酯 (PU)石墨聚苯 板胶粉聚苯颗粒1密度(kg/m3)180-20018-2228-3260-12040-6018-25干密度180-250湿密度350-4202导热系数 (w/m.k)0.0150.0030.0410.0300.0300.0260.0320.0614尺寸稳定性()0.10.3W1.0W1.00.5W035燃烧等级ABzBi BaBiB?、BiBiBi6抗压强度(KPa)45080150(可按需 求生产)10010
8、06032007抗拉强度(KPa)310090100无1009021008抗剪切强度(KPa)310030100无无30210012材料成分气相二氧化 硅、添加剂、 助剂等聚苯乙烯聚苯乙烯苯酚和甲醛的缩聚物二异机酸酯或多异 机酸酯与二羟基或 多羟基化合物聚苯乙 烯、石墨 粉聚苯乙烯、聚合物胶 粉、砂浆图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
9、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。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 V1P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
10、。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
11、。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 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m?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1/1(),而在节能方面却是传 统产品的58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。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。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
