公司動(dòng)態(tài)
氣凝膠被稱為“藍(lán)煙”,改變世界的神奇材料
1931年氣凝膠正式問(wèn)世,是目前已知導(dǎo)熱系數(shù)最低、密度最低的固體材料,因輕若薄霧顏色泛藍(lán),又被稱為“藍(lán)煙”;具有超長(zhǎng)的使用壽命、超強(qiáng)的隔熱性能、超高的耐火性能等,被譽(yù)為“改變世界的神奇材料”。氣凝膠是由納米孔洞與納米骨架組成的三維連續(xù)多孔材料,獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予其超強(qiáng)隔熱性能。也是國(guó)家基礎(chǔ)戰(zhàn)略性前沿新材料,對(duì)降低碳排放、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要戰(zhàn)略意義。
氣凝膠的防火隔熱主要來(lái)源于它的特殊的結(jié)構(gòu),我們可以把氣凝膠理解成多孔海綿的一個(gè)納米版。它的孔徑基本上是20-50納米的微孔徑,空氣分子大小約為70納米,大于氣凝膠材料孔隙的直徑,因此空氣在氣凝膠上流動(dòng)效率極低,隔熱性能很好。
指標(biāo) |
性能 |
熱導(dǎo)率 |
常溫常壓下<0.018W/(m·K), 固體中最低 |
使用溫度 |
-196~650℃ |
堆積密度 |
0.12~3mg/cm3 |
比表面積 |
~700㎡/g |
孔徑尺寸 |
1~100nm |
孔隙率 |
95%~99.8% |
膠體顆粒尺寸 |
10~100nm |
聲學(xué)性能 |
聲速100m/s |
防火性 |
A1級(jí) |
折射率 |
1.025,接近空氣 |
介電常數(shù) |
<1.1,低介電常數(shù) |
疏水性能 |
超疏水(接觸角>150°) |
近些年來(lái),為了促進(jìn)氣凝膠行業(yè)發(fā)展,我國(guó)陸續(xù)發(fā)布了許多政策,如2021年國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)中央企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做好碳達(dá)峰碳中和工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》鼓勵(lì)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)共性基礎(chǔ)技術(shù)研究,加快碳纖維、氣凝膠等新型材料研發(fā)應(yīng)用。我國(guó)常壓干燥工藝逐步完善,正在逐步取代成本高、周期長(zhǎng)的超臨界制備工藝,制造成本可降低到超臨界工藝的1/20,但目前常壓干燥工藝依舊不完善,制備產(chǎn)品的質(zhì)量、性能較差,產(chǎn)品多適用于大型管道級(jí)氣凝膠市場(chǎng)。此外,在氣凝膠的制備過(guò)程中,企業(yè)也可采用纖維復(fù)合來(lái)降低綜合成本、提高力學(xué)強(qiáng)度,國(guó)內(nèi)氣凝膠的主流介質(zhì)有三種:預(yù)氧絲、陶瓷纖維、玻璃纖維
氣凝膠結(jié)構(gòu)獨(dú)特,賦予眾多優(yōu)異性能
·氣凝膠除質(zhì)輕、隔熱性能優(yōu)異外,還擁有眾多其他優(yōu)勢(shì):良好的防火性、疏水性、隔音性、吸附性、綠色環(huán)保性等。
·防火疏水:可達(dá)到國(guó)家建筑材料A1級(jí)不燃標(biāo)準(zhǔn),憎水率N98%;
·持有耐候:氣凝膠保溫材料整體疏水,不易吸水解體,使用壽命可達(dá)10年以上,相比傳統(tǒng)保溫材料壽命提高3-5倍;
·隔音抗震:氣凝膠的三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可起到吸聲降噪、緩沖抗震的作用;
·健康環(huán)保:產(chǎn)品已通過(guò)RoHS、REACH、ELV檢測(cè),不含對(duì)人體有害的物質(zhì);非常理想的吸附材料。
氣凝膠形態(tài)多樣,應(yīng)用靈活寬泛
·氣凝膠形態(tài)多樣,包括氣凝膠氈、板、布、紙、顆粒、粉末、涂料和異形件等,產(chǎn)品多樣化賦予其更加靈活寬泛的下游應(yīng)用。
·氣凝膠氈、板、布、紙和異形件,是氣凝膠與相應(yīng)產(chǎn)品形態(tài)的纖維復(fù)合所得。氈產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣,用于管道、儲(chǔ)罐、爐體、交通、建筑等保溫隔熱;板可用于大型設(shè)備和建筑內(nèi)外墻保溫;氣凝膠布、紙和異形件主要用于一些特殊領(lǐng)域。如,布主要是服裝鞋帽以及汽車領(lǐng)域等;紙(薄氈)主要是熱電池和一些空間極小或管徑極細(xì)或希望纏繞施工的領(lǐng)域;異形件基本上用于軍工和制作可拆卸保護(hù)套。
氣凝膠顆粒主要是利用其透明性,填充在PC板或者中空玻璃中做采光隔熱板。
·氣凝膠涂料:氣凝膠涂料相比傳統(tǒng)涂料具有更低的導(dǎo)熱系數(shù),具有更好的保溫隔熱效果,能夠直接用到建筑內(nèi)外墻、工業(yè)儲(chǔ)罐、反應(yīng)設(shè)備、管道、新能源汽車部件等表面我國(guó)氣凝膠下游應(yīng)用中占比最多的為油氣項(xiàng)目,約占56%;其次是工業(yè)隔熱占18%、建筑制造占9%、交通運(yùn)輸占8%。
·油氣和工業(yè)隔熱仍將是氣凝膠應(yīng)用的主戰(zhàn)場(chǎng),建筑建造、交通運(yùn)輸和新興領(lǐng)域?qū)⒊蔀槲磥?lái)增長(zhǎng)較快的領(lǐng)域。尤其是建筑領(lǐng)域,在氣凝膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展更為成熟的美國(guó)及部分歐洲地區(qū),建筑用氣凝膠已經(jīng)非常普遍。隨著我國(guó)節(jié)能環(huán)保理念的深入,未來(lái)建筑領(lǐng)域?qū)⒊蔀闅饽z的一大市場(chǎng)。
·預(yù)計(jì)到2026年,我國(guó)氣凝膠下游市場(chǎng)中油氣項(xiàng)目將減少至47%,建筑建造占比將提升至14%,交通運(yùn)輸占比將提升至13%相比傳統(tǒng)保溫材料,氣凝膠絕熱氈具有使用溫度范圍更廣、隔熱更優(yōu)、厚度更?。▊鹘y(tǒng)材料的1/3-1/5)、更抗腐蝕、憎水率高、使用壽命長(zhǎng)達(dá)15年(傳統(tǒng)材料3-5年,大修時(shí)修修補(bǔ)補(bǔ))、更防火等優(yōu)點(diǎn),是“雙碳”目標(biāo)下石化、LNG管線等實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳的優(yōu)選材料。
項(xiàng)目名稱 |
氣凝膠絕熱氈 |
硅酸鎂纖維毯 |
普通硅酸鋁纖維制品 |
巖棉制品 |
玻璃棉制品 |
使用溫度/℃ |
-196-650 |
<700 |
<950 |
<400 |
<300 |
體積密度/ |
210-230 |
90-110 |
96-128 |
80-120 |
80-100 |
(kg/m3) |
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耐火不燃性 |
耐火、不燃 |
耐火、不燃 |
耐火、不燃 |
不燃 |
不燃 |
導(dǎo)熱系數(shù)/ |
常溫0.021 |
常溫0.030 |
常溫0.042 |
常溫0.044 |
常溫0.048 |
300℃ 0036 |
400℃ 0.052 |
400℃ 0075 |
400℃009 |
400℃ 0099 |
|
(W/m·K) |
500℃ 0.072 |
600℃ 0.078 |
600℃ 0.089 |
600℃ 0.122 |
600℃ 0.133 |
化學(xué)穩(wěn)定性 |
優(yōu)良 |
優(yōu)良 |
優(yōu)良 |
良好 |
良好 |
有機(jī)物含量/% |
無(wú) |
無(wú) |
無(wú) |
≤5 |
3-6 |
應(yīng)用對(duì)比 |
隔熱更優(yōu),厚度更薄, |
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更抗腐蝕,憎水率高, |
保溫效果好,施工方便 |
保溫效果好,施工方便 |
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使用壽命長(zhǎng)達(dá)15年,更 |
使用壽命長(zhǎng),應(yīng)用前景好 |
氣凝膠所處千億賽道,隨滲透率提升,市場(chǎng)規(guī)模將超百億元
在國(guó)內(nèi)新能源領(lǐng)域氣凝膠滲透率為20%,國(guó)內(nèi)建筑領(lǐng)域氣凝膠滲透率為 0.5%,石化管道領(lǐng)域氣凝膠滲透率為3%,則對(duì)應(yīng)的總市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)70億元;中性假設(shè),2025年,在國(guó)內(nèi)新能源領(lǐng)域氣凝膠滲透率為30%,國(guó)內(nèi)建筑領(lǐng)域氣凝膠滲透率為1%,石化管道領(lǐng)域氣凝膠滲透率為5%,則對(duì)應(yīng)的總市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)124億元;樂(lè)觀假設(shè),2025年,在國(guó)內(nèi)新能源領(lǐng)域氣凝膠滲透率為50%,國(guó)內(nèi)建筑領(lǐng)域氣凝膠滲透率為5%,石化管道領(lǐng)域氣凝膠滲透率為10%,則對(duì)應(yīng)的總市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)411億元。我們認(rèn)為,氣凝膠是一個(gè)大單品,所處千億大賽道,未來(lái)隨工藝革新、成本下降和滲透率提升,市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大至百億元指日可待,氣凝膠劍指未來(lái)千億星辰大海。
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