راهنمای طراحی و کاربرد پوشش عایق حرارتی Yangtai Airgel

1. بررسی اجمالی محصول و ویژگی های فنی

پوشش عایق حرارتی ایرژل Yangtai یک ماده عایق حرارتی با کارایی بالا-است که با استفاده از نانو-آروژل متخلخل به عنوان پرکننده عملکردی هسته، ترکیب شده با رزین‌های مقاوم در برابر درجه حرارت بالا، بایندرهای معدنی، پرکننده‌های کمکی و مواد افزودنی تهیه شده است. ساختار شبکه متخلخل نانو منحصر به فرد آن (اندازه منافذ معمولاً حدود 20 نانومتر) به طور مؤثری انتقال هوا و انتقال حرارت حالت جامد را محدود می کند و در نتیجه عملکرد عایق حرارتی عالی را به دست می آورد. این سیستم مواد معمولاً یک پوشش-بر پایه آب-بالا، مناسب برای روش‌های کاربردی مختلف مانند پوشش و پاشش است و قادر به تشکیل یک لایه عایق پیوسته و کامل بر روی سطوح مختلف پیچیده است.

ویژگی های فنی کلیدی:

رسانایی حرارتی بسیار-کم:هدایت حرارتی در دمای اتاق می تواند به 0.018-0.040 W/(m·K) برسد که بسیار کمتر از مواد عایق سنتی است.

محدوده وسیع دما:قابل استفاده در طیف وسیع دمایی از -60 درجه تا 900 درجه، با برخی از انواع مقاوم در برابر دمای بالا که قادر به تحمل تا 1000 درجه هستند.

مقاومت در برابر آتش بالا:معمولاً کلاس A1 غیر قابل احتراق-برای مصالح ساختمانی است و دارای خواص ضد حریق عالی است.

ضد آبگریز و رطوبت-:محصولات ایروژل هیدروفوبیک زاویه تماس تا 145 درجه را نشان می دهند که ضد آب و مقاومت در برابر رطوبت عالی را ارائه می دهند.

سازگار با محیط زیست- و ایمن:سیستم مبتنی بر آب-غیر-سمی، غیر-خورنده، و سازگار با محیط زیست.

برنامه کاربردی راحت:می توان مستقیماً روی سطوح با اشکال مختلف اعمال کرد. دارای مقاومت کششی و فشاری است که تعمیر و نگهداری را آسان می کند.

2. سیستم پارامتر فنی

2.1 پارامترهای عملکرد اصلی

عملکرد پوشش عایق حرارتی ایروژل باید با شاخص های فنی زیر مطابقت داشته باشد:

2.2 ترکیب مواد و طراحی فرمولاسیون

پوشش های عایق حرارتی ایروژل معمولاً از اجزای زیر تشکیل می شوند:

پرکننده عملکردی ایروژل:پودر آئروژل سیلیکا آبگریز در درجه اول، مسئول ارائه عملکرد عایق هسته است. کسر حجمی معمولاً 20 تا 40 درصد پوشش را تشکیل می دهد.

پرکننده عایق کامپوزیت:موادی مانند میکروکره های شیشه ای توخالی (HGB) را می توان برای ساختن یک ساختار منفذی چند مقیاسی با هم ترکیب کرد و رسانایی حرارتی را بیشتر کاهش داد. مطالعات نشان می‌دهند که وقتی نسبت حجمی آئروژل به میکروکره‌های شیشه‌ای توخالی 8:2 و کسر حجمی کل پرکننده 70 درصد است، هدایت حرارتی پوشش می‌تواند تا 0.053 W/(m·K) کم باشد.

رزین بایندر:امولسیون‌های آکریلات مبتنی بر آب، چسباننده‌های غیرآلی، یا رزین‌های مقاوم{1}در دمای بالا را می‌توان بر اساس مقاومت دما و استحکام باند مورد نیاز سناریوی کاربردی انتخاب کرد.

سیستم افزودنی:شامل پراکنده‌کننده‌ها، ضخیم‌کننده‌ها، کمک‌کننده‌های تشکیل فیلم و غیره است که از پایداری ذخیره‌سازی محصول و عملکرد کاربردی اطمینان می‌دهد.

3. مبنای طراحی و روش های محاسبه

3.1 مدل محاسبه هدایت حرارتی

طبق پیوست A استاندارد ملی GB/T4272-2024 اصول کلی عایق حرارتی تجهیزات و لوله ها، هدایت حرارتی محصولات عایق ایروژل باید با استفاده از فرمول های زیر محاسبه شود:

زمانی که دمای متوسط ​​(t) بیشتر از 25 درجه و کمتر یا مساوی 600 درجه باشد:

λ=0.00053t+0.0245[واحد: W/(m⋅K)]λ=0.00053t+0.0245[واحد: W/(m⋅K)]

زمانی که دمای متوسط ​​(t) بزرگتر یا مساوی 195- درجه و کمتر یا مساوی 25 درجه باشد:

λ=-0.00011t+0.0235[واحد: W/(m⋅K)]λ=-0.00011t+0.0235[واحد: W/(m⋅K)]

کجا

λλ

هدایت حرارتی است و

tt

میانگین دما (درجه) است. هدایت حرارتی واقعی محصول نباید از نتایج محاسبه شده توسط فرمول های بالا تجاوز کند.

3.2 طراحی لایه عایق و محاسبه ضخامت

تعیین ضخامت لایه عایق باید بر اساس قانون بقای انرژی، محاسبه ضخامت لایه مورد نیاز برای شرایط کاربرد خاص باشد. روش‌های تحلیل برهمکنش ساختاری-سه بعدی حرارتی-سیال-را می‌توان برای محاسبات عددی مورد استفاده قرار داد که با آزمایش تأیید می‌شود.

فرمول محاسبه پایه:

q=λ×A×ΔT/dq=λ×A×ΔT/d

کجا:

qq

: جریان گرما (W)

λλ

: رسانایی حرارتی پوشش (W/(m·K))

AA

: مساحت انتقال حرارت (متر مربع)

ΔTΔT

: اختلاف دما (K)

dd

: ضخامت پوشش (متر)

در طراحی مهندسی واقعی، ضخامت معقول اقتصادی مطابق با الزامات صرفه جویی در انرژی باید با استفاده از نرم افزار محاسبه حرارتی حرفه ای یا استانداردهای طراحی بازده انرژی ساختمان مربوطه تعیین شود. برای کاربردهای دیوارهای ساختمان خارجی، به مقررات خاص در مشخصات فنی T/GECS 011-2024 برای کاربرد پوشش عایق حرارتی ایروژل و استاندارد فنی T/SXCAS 005-2020 برای سیستم پوشش عایق حرارتی ایروژل مراجعه کنید.

3.3 طراحی بهینه سازی ساختار پوشش

طراحی ساختار منافذ چند مقیاسی می تواند عملکرد عایق پوشش را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. ترکیب هواژل در مقیاس نانو- با میکروکره های شیشه ای توخالی در مقیاس میکرونی می تواند به طور هم افزایی رسانایی حرارتی را کاهش دهد. هنگامی که کسر حجمی پرکننده بالا باشد (50% و 70%)، تاثیر منافذ باز در پوشش باید در نظر گرفته شود. استفاده از مدل اصلاح شده بر اساس مدل ماکسول برای پیش بینی هدایت حرارتی پوشش توصیه می شود.

4. شیوه های طراحی استاندارد

4.1 الزامات آماده سازی بستر

بستر بتن / ملات سیمان:سطح باید جامد و مسطح و عاری از ترک و گود باشد. رطوبت باید کمتر یا مساوی 10% باشد و مقدار pH کمتر یا مساوی 10 باشد. دوره پخت دیوارهای جدید باید بیش از 28 روز باشد.

بستر فلزی:حذف زنگ زدگی و روغن ضروری است. سطوح فولاد کربنی باید با حلال ها، ابزارهای برقی و سندبلاست تمیز شوند تا به استاندارد Sa2.5 برسند.

سایر بسترها:از تمیز بودن سطح، عاری از روغن و مواد سست اطمینان حاصل کنید. در صورت لزوم با سیلر سازگار درمان کنید.

4.2 ساخت سیستم پوشش

یک سیستم پوشش عایق حرارتی معمولی ایروژل باید از لایه های زیر تشکیل شود:

پرایمر/عامل درمان بستر (در صورت لزوم):چسبندگی را افزایش می دهد و از شکوفایی قلیایی جلوگیری می کند.

پوشش عایق حرارتی ایروژل (لایه عملکردی هسته):

برنامه نازک چندلایه توصیه می شود. ضخامت در هر پاس نباید از 1.5 میلی متر تجاوز کند.

ضخامت کل با محاسبه حرارتی، معمولاً 2-5 میلی متر تعیین می شود.

فاصله بین پوشش ها باید بیشتر یا مساوی 8 ساعت (در 25 درجه) باشد.

لایه تقویتی (در صورت لزوم):برای مناطقی که به مقاومت در برابر ترک نیاز دارند، می توان یک لایه تقویت کننده مش فایبرگلاس مقاوم در برابر قلیایی- اضافه کرد.

روکش محافظ:بر اساس محیط استفاده، پوشش بالایی مناسب، مانند رنگ تزئینی، پوشش ضد آب، یا پوشش شفاف مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش{0}} انتخاب کنید.

4.3 نکات کاربردی کلیدی

مخلوط کردن:قبل از استفاده کاملاً هم بزنید. می توان از همزن دستی یا اختلاط مته الکتریکی استفاده کرد.

روش های کاربردی:

مسواک زدن:مناسب برای مناطق کوچک و قطعات پیچیده.

نورد:مناسب برای سطوح بزرگ و صاف دیوار.

اسپری (بدون هوا):راندمان بالا، پوشش یکنواخت، مناسب برای ساخت و ساز در مقیاس بزرگ-.

شرایط خشک کردن:

خشک کردن سطح:تقریباً. 3–۵ ساعت در ۲۵ درجه (بسته به ضخامت فیلم).

خشک کردن سخت:تقریباً. 5–۱۲ ساعت در ۲۵ درجه (بسته به ضخامت فیلم).

توجه:اگر دمای محیط زیر 25 درجه باشد، پوشش ممکن است ترک بخورد. توصیه می شود در دمای بالای 25 درجه استفاده شود. عمل آوری در دمای بالا تا 100 درجه امکان پذیر است.

تخمین استفاده:تقریباً. 1.6 لیتر در متر مربع برای تشکیل پوششی به ضخامت 1 میلی متر.

5. زمینه ها و سناریوهای کاربردی

5.1 بخش ساخت و ساز

سیستم عایق دیوار خارجی:مناسب برای ساخت و ساز جدید، توسعه، و بازسازی{0}}صرفه جویی در انرژی نمای ساختمان های موجود. باید با استانداردهای T/SXCAS 005-2020 مطابقت داشته باشد.

سیستم عایق سقف:می توان برای سقف های مسطح، سقف های شیبدار و سقف های فلزی برای ایجاد یک لایه عایق پیوسته و بدون درز استفاده کرد.

عایق دیوار داخلی:به خصوص برای فضاهایی که نیاز به کنترل دقیق دمای داخل ساختمان دارند، مانند آزمایشگاه ها و امکانات پزشکی مناسب است.

5.2 بخش صنعتی

خطوط لوله صنعتی و مخازن ذخیره سازی:مستقیماً روی سطح لوله اعمال می شود تا یک لایه عایق کامل تشکیل شود و از پل های حرارتی اجتناب شود.

تجهیزات واکنش صنعتی:مناسب برای راکتورها، مبدل های حرارتی و سایر تجهیزات با نوسانات دمایی زیاد و اشکال پیچیده.

عایق و ضد حریق کابل:یک مانع آتش برای جلوگیری از گسترش شعله در طول کابل ها فراهم می کند.

مخازن ذخیره سازی گاز مایع:عملکردهای عایق حرارتی و حفاظت در برابر آتش را ترکیب می کند.

5.3 بخش های کاربردی ویژه

هوافضا:برای عایق حرارتی تجهیزات استفاده می شود.

پتروشیمی:برای عایق کاری خطوط لوله و تجهیزات با دمای بالا- استفاده می شود.

برق و متالورژی:برای عایق کاری کوره‌ها و تجهیزات با دمای بالا-استفاده می‌شود.

6. پذیرش و تست کیفیت

6.1 بازرسی ورودی

پس از ورود محصول، گزارش های بازرسی نوع و گواهی محصول باید ارائه شود. شاخص های کلیدی مانند هدایت حرارتی، چگالی خشک و آب گریزی باید در برابر الزامات طراحی تأیید شوند.

6.2 بازرسی فرآیند ساخت و ساز

بررسی کنید که آیا کیفیت آماده سازی بستر مطابق با الزامات است.

ضخامت هر پوشش و ضخامت کل را کنترل کنید.

ظاهر پوشش را از نظر یکنواختی، لکه های از دست رفته یا تاول بررسی کنید.

6.3 پذیرش نهایی

نمونه‌برداری از-رسانایی حرارتی در سایت:می توان با استفاده از روش سنج حرارتی یا روش صفحه داغ در سایت- آزمایش کرد.

تست چسبندگی:طبق روش های استاندارد انجام می شود. چسبندگی باید بزرگتر یا مساوی 0.5 مگاپاسکال باشد.

تأیید عملکرد آتش سوزی:برای تأیید رتبه‌بندی آتش، گزارش‌های آزمایشی-شخص ثالث را ارائه دهید.

این راهنما بر اساس مشخصات استاندارد فعلی و نتایج تحقیقات فنی گردآوری شده است. لطفاً آخرین استانداردهای ملی، استانداردهای صنعتی و مقررات محلی را در کاربرد واقعی دنبال کنید. همانطور که فن آوری ایروژل همچنان در حال توسعه است، پارامترها و الزامات مربوطه ممکن است به روز شوند. توصیه می شود به طور مداوم به روز رسانی های استاندارد را کنترل کنید و طراحی محصول و برنامه های کاربردی را بر اساس آن تنظیم کنید.

Deqing Yangtai Building Materials Co., Ltd.