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纳米多孔超轻质高效隔热SiO2气凝胶

责任编辑
张晓宇
发布时间
2012-03-31
来源
长沙科技成果转化交易会
基本信息
成果分类 新材料,高新技术,制造业
成果/专利名称(编号) 纳米多孔超轻质高效隔热SiO2气凝胶
成果来源 厦门大学
合作方式 合作生产
成果适用地区 全国
技术成果简介
技术成果简介

  成果简介:

  本项目研制的超轻质高效隔热材料具有比空气低的热导率、较低的密度、适合于推广应用的材料强度、高温下稳定、无毒、无有害物质放出,代表着保温隔热材料研究和发展的方向,具有前沿性和创新性,可有效地解决当前传统的保温隔热材料不能解决的问题,在国防、军事、经济发展等方面具有重要意义。该材料在航空航天方面,其他武器装备和电子设备的隔热保护方面,石油输油管道、保温箱、建筑节能、太阳能集热、炉窑保温、石油化工等方面都具有广阔的应用前景。本项目制备工艺简单,成本低,安全性好,有利于规模化生产,能产生较好经济效益和社会效益。SiO2气凝胶采用Sol-Gel法制备,可以制备成粒状、粉末状、板状以及柔性薄膜等。

  本项目制备的纳米多孔超轻质高效隔热SiO2气凝胶可达到如下技术性能指标:1)材料主要组成:SiO2气凝胶、SiO2/Al2O3/TiO2多孔支撑体;2)材料孔隙率:90 %;3)材料孔径:50 nm;4)热导率:≤ 0.025 W/K•m;5)密度:≤ 400 kg/m3;6)工作温度范围:-200 ~800℃;7)阻燃性好,高温使用不分解,无有害气体放出;8)耐环境性好。

  技术成熟度:

  近年来,我们对纳米多孔超轻质高效隔热SiO2气凝胶进行了详细的研究,对气凝胶及其复合材料的理论基础;材料的传热、传质过程及隔热机理;Sol-Gel工艺;气凝胶的超临界流体干燥制备方法;气凝胶的常压干燥制备方法;SiO2气凝胶复合玻纤隔热性能;SiO2气凝胶复合空心玻璃微珠隔热性能;多孔隔热、隔声陶瓷材料;热力管道防热腐蚀等都进行了系统的研究,因此,该材料的制备技术成熟,具备向中试转化放大的基础。

  应用范围:

  纳米多孔轻质高效隔热SiO2气凝胶材料还具有极高的孔隙率、极低的密度、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并受到广泛关注。

  具有优良综合性能的纳米多孔轻质高效隔热SiO2气凝胶材料一旦问世,在军民两用领域有着迫切的市场。在民用方面,该材料将首先应用于家庭及单位的太阳能热水器。热水器的储水箱、管道和集热器使用该材料,将比现有太阳能热水器的集热效率提高1倍以上,而热损失下降到现有水平的30%以下。太阳能热水器性能的提高对我国阳光充足、气候寒冷的西北地区犹为重要,可以大幅度降低对植物型燃料的依赖,对生态环境的保护具有重要意义。我国目前拥有家庭太阳能热水器2,000万台以上,如果每台热水器使用0.1 m3的SiO2气凝胶材料,则全国将有200万m3潜在市场。我国绝热材料的总产量约为18,000万m3/a,以建筑保温为第一大用户,其次为电力(热力)、石化、化工、冶金、建材等工业领域。如果10年以后有1/10的场合采用SiO2气凝胶材料,则也有1800万m3/a的市场。

  主要设备和总投资:

  该项目设备投资150 ? 200万元,流动资金100万元,可提供军工、化工、节能建筑、民用需求的纳米多孔超轻质高效SiO2气凝胶保温隔热材料批量产品;可供应特殊场合用、高质量小批量SiO2气凝胶产品。

  如果现在率先在国内建厂,占领纳米材料应用于隔热材料的制高点,将在本行业和材料体系中处于领头羊的位置。其效益和前景是十分可观的。国外小颗粒气凝胶出售价格为450元/升,用于隔热的定价可在150 ? 200元/升。这样一年每台10L的设备产量约为2,500升,每升利润为100元,则中试期间利润为25万元。按这个比例,若能占有隔热材料的万分之一的市场,在2010年销售200吨纳米多孔SiO2气凝胶材料,约2,000,000升,则利润为2亿元。若按利润的十分之一计算也还有2,000万元。

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