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用于建筑节能的阻燃泡沫气凝胶涂料

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来源：碳中和技术实战

一种称为气凝胶涂层 (AC) 的创新建筑材料可以帮助我们实现降低环境影响的目标。ACS Materials Letters上发表的最新文章重点介绍了具有改进特性（例如低导热性和耐火性）的泡沫状 AC 的开发。

用于节能和阻燃的经济型建筑泡沫气凝胶涂层

绝缘材料在节能建筑中的作用

为了实现减排和环境可持续性，拥有有效防火的建筑物至关重要。长期的高能效现在需要使用同时具有防火性的隔热材料。

现有的隔热材料，如矿棉、玻璃棉、喷涂、聚苯乙烯、气凝胶毡等，易受水分、化学产品、温度、光照等因素的影响和反应，难以保持低导热性和防火性长时间的抵抗。

与大多数传统材料相比，热固性聚合物基泡沫（如改性环氧泡沫）和气凝胶具有出色的隔热和防火性能，因此脱颖而出。然而，由于这些泡沫塑料通常非常脆弱，因此组装和运输极其困难。

气凝胶涂层是其他预制隔热解决方案的开发替代物质，可以更自由地喷涂。一般来说，通过添加更多的无机添加剂，如二氧化硅 (SiO 2 ) 气凝胶，可以提高耐火性和热效率。典型的气凝胶覆盖物通常是通过有效结合聚合物和 SiO 2气凝胶颗粒而制成的。

已经确定，大的气凝胶颗粒（0.1-4 毫米）可以产生更好的隔热覆盖层。然而，大颗粒通常是使用昂贵且要求苛刻的干燥程序（例如超临界干燥）制成的，这会降低可承受性。

另一种减少聚合物渗透的实用方法是使用非极性聚合物作为粘合剂，尽管这会由于无效的粘合性而导致脱粘问题。

通过在气凝胶层中加入气泡，很有可能制造出密度相对较低、隔热性能优异的气凝胶覆盖物。留在气泡内层的颗粒降低了聚合物基体侵入的可能性。

防火三聚氰胺树脂（MF）和SiO 2气凝胶颗粒可用于实现防火。界面可以通过采用典型的高通量方法（例如空气喷涂）来应用气凝胶覆盖物。

与其他传统隔热材料相比，这种泡沫状气凝胶覆盖物展示了气凝胶薄膜在易于部署和泡沫在保温方面的优势，以及**的耐火性和低廉的成本。

孔径随着 SiO 2和聚合物浓度以及壁结构从窄项链框架到桁架结构最后到厚骨架的进展而增加。接触角约为 150°，泡沫气凝胶被确定为极度疏水的，使其对潮湿气候特别有吸引力。

泡沫气凝胶的导热系数为 27 至 50 mW m -1 K -1，处于商业化隔热材料的可接受范围内。由于 MF 聚合物和 SiO 2 的出色防火性能，气凝胶在放热率 (HRR) 和发烟率 (SPR) 方面优于许多常用的有机绝热材料。

尽管许多商用气凝胶薄膜产品具有相似的成分配方，但这种气凝胶涂层基于廉价的水溶性 MF 聚合物和精细的 SiO 2气凝胶颗粒，其中成本与颗粒大小呈正相关。结果，成本显着降低。鉴于原材料成本低、易于制造和令人印象深刻的能力，它在各种用途上具有巨大的经济潜力。

电子产品（如电池）的过热安全性是这种气凝胶覆盖物特别吸引人的另一个领域。即使电池的均匀覆盖层意外破裂，涂层仍可通过**限度地减少热破裂来保护消费者和其他电子子系统。

简而言之，由于其耐热性和成本效益，该涂层将被证明对未来的应用有用。

文章分类：产业技术

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