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高效节能气凝胶隔热材料的研制及应用

【研究领域】:化工新材料

【成果概述】:气凝胶材料由一些连续的纳米粒子或是聚合物分子链装配而成具有连续三维纳米网络结构多孔纳米材料,其性能极为优异,保持了14项世界纪录,被誉为改变世界的神奇材料,已成为未来发展的十大新材料之一。项目组根据产品应用背景需要结合氧/碳化物气凝胶各自特性,筛选出多种纤维进行复合,突破气多项关键技术,最终制得无碱玻璃纤维增强SiO2气凝胶材料、玻璃纤维纸增强SiO2气凝胶材料、碳纤维增强碳化物气凝胶、Al2O3纤维增强碳化物气凝胶以及SiO2气凝胶颗粒、SiO2/Al2O3复合气凝胶、聚酰亚胺气凝胶等多种隔热制品。其中纤维增强SiO2气凝胶材料技术已经转让多家企业进行产业化,碳纤维增强碳化物气凝胶材料在国际上首次实现中试放大。

【技术状态】:产品开发及初步应用

【先进程度】:

【技术特点】:系列化纤维增强SiO2气凝胶材料防火等级可达A1级、使用温度范围为-196~650℃、密度在0.1~0.3g/cm3、热导率小于0.02W/(m•K)(25℃)、抗压强度在0.4~1MPa、比表面积大于900m2/g、孔隙率大于96%,是目前隔热性能最好的材料,可广泛应用于航空航天、舰船、建筑、石油、LNG保温、热能工程、热工设备和交通运输等领域。 碳纤维增强碳化物气凝胶表观密度在0.18~0.25 g/cm3、比表面积在500~1000 m2/g、平均孔径~100nm、压缩强度在5Mpa以上、耐1500 ℃以上高温,所以兼具耐温性高和热导率低两大优势,可应用于光伏、冶金等高能耗行业气氛炉等装备,达到高效节能目的。

【技术指标】:系列化纤维增强SiO2气凝胶材料防火等级可达A1级、使用温度范围为-196~650℃、密度在0.1~0.3g/cm3、热导率小于0.02W/(m•K)(25℃)、抗压强度在0.4~1MPa、比表面积大于900m2/g、孔隙率大于96%;碳纤维增强碳化物气凝胶表观密度在0.18~0.25 g/cm3、比表面积在500~1000 m2/g、平均孔径~100nm、压缩强度在5Mpa以上、耐1500 ℃以上高温。

【应用概况】:纤维增强SiO2气凝胶材料与硅酸铝保温材料等相比,保温层厚度可减少50%,节能率可达64%,节能效果明显。产品可以广泛应用于热力管网管道保温、预制保温管、石油开采蒸汽管线,热电厂、石化厂、化工厂管线,储罐、容器等设备保温,高速列车、汽车、地铁等车体保温,各类高、低温炉体,建筑领域保温等。 碳纤维增强碳化物气凝胶热导率(1500℃以上小于0.3W/(m·K))显著低于传统高温隔热保温材料(包括硅酸铝/莫来石等无机纤维毡、多孔陶瓷板、氧化铝耐火砖等,1000℃热导率大于0.5W/(m·K)),可显著降低能耗、设备更换和维修频繁,在多晶硅炉、高温电炉、钢铁冶金炉、工业窑炉、裂解炉、熔铝炉,高温模具保温炉等高能耗装备应用前景广泛。

【专利状态】:获授权国家发明专利20余项。

【合作方式】:技术转让、技术许可、技术开发、技术咨询

【预期效益】:在多晶硅炉、高温电炉、钢铁冶金炉、工业窑炉、裂解炉、熔铝炉,高温模具保温炉等高能耗装备应用前景广泛。

【项目负责人】:沈晓冬

【评价与获奖】:中国产学研合作******奖、中国创新创业大赛创新团队奖、江苏省创新争先奖状、江苏硅酸盐青年科技奖等。

【联系方式】:吕凤兰,殷绚,025-58139211,lvflnjut@163.com