中国绝热材料技术新世纪展望

2009年08月31 00:00:00 来源:中国制冷空调技术网

改革开放以前,我国绝热保温材料的品种非常单一,基本以天然矿物质加工制品为主,产品主要应用于工业管道、工业炉窑等热工设备的保温。建筑上除屋面做隔热屋采用一些颗粒状轻质材料外,建筑物的保温在我国基本上是空白。

“六五”到“九五”是我国国民经济高速增长的20年,必然带动作为工作、建筑业辅助性材料之一的绝热保温材料工业的发展。从产品结构、生产应用技术的角度回顾,无国绝热保温材料工业近20年的发展,以下三点具有“里程碑”式的意义。

——以岩棉为代表的纤维质绝热保温材料,在我国得到广泛生产与应用。虽然我国50年代末就开发、生产玻璃棉、矿棉,但纤维质绝热保温材料的大规模应用,还是在80年代初北京引进岩棉生产技术后,特别是国家组织岩棉生产装备国产化科技攻关,实现生产装备基本国产化以后。

——聚苯乙烯发泡制品等有机质保温材料在建筑业、低温工业管道等保温工程中得到广泛应用。聚氨酯、聚苯乙烯发泡材料,首先在工业冷库、低温管道上被用作隔热保温用,80年代末自北京亚运村两个主场馆建筑屋顶采用聚氨酯——彩钢复合板,有机质发泡保温材料在建筑围护结构中用材料中所占比例很大。国家及时制定的《建筑物隔热用硬质聚氨酯泡沫塑》、《隔热用聚苯乙烯泡沫塑料》两个标准,规范和促进了有机质保温材料在建筑上的推广应用。

——国家《建筑节能设计施工规范》标准的实施,为绝热保温材料拓展了建筑业广阔的市场容量,极大地促进了建筑用绝热保温材料制品生产、应用技术的开发。1986年8月1日试行的建材部部颁标准《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》,拉开我国应用节能复合体墙的大幕,开发出多种类型的外墙体系保温墙板,多数为采用不同种类绝热保温材料的“内保温”技术墙板制品,在近10年极大地拉动了我国绝热保温工业的发展。但“内保温”建筑体系存在“冷桥”、占用使用面积、不便二次装修等问题以及《民用建筑节能设计标准用暖居住建筑部分)》标准实施,对建筑围护结构的保温隔热性能提出了更高的要求,发展外墙“外保温”技术已是当务之急。绝热保温材料产品性能如何适应“外保温”技术的要求,是近期行业技术创新工作的重点。

我国绝热保温材料主要有三大应用领域:传统的工业管道等工业低温热工设备的保温,以及交通工具(车辆等运载工具)、家用电器(如冰箱)等工业设施的隔热保温;建筑围护结构的隔热保温;工业高温炉窑的隔热保温。按年使用量预测,工业管道、工业炉窑用的绝热保温材料主要在产品性能上进行改进提高;建筑围护结构与交通工具用绝热保温材料的年使用量会有所增长,开发、采用新产品、新工艺的技术进步步伐将会相当明显。

在当今知识经济时代,技术更新非常快,作为一种既传统又非常有生命力的绝热保温材料工业,随着应用领域的拓展、新技术的应用,无认从遍技术的航天器、小到手中的保暖杯,绝热保温材料产品的性能提高、生产工艺改进、品种更新,发展都比较快。我国加入WTO后与国际接轨速度必然加快,从国外绝热保温材料工业的发展趋势、近年来我内该行业的发展动态来看,我国绝热保温材料工业“十五”的技术发展趋势,有以下几方面:

——强调产品生产、应用过程中“绿色”含量。减少绝热保温材料产品生产过程中的生产能耗与污染物排放量,考虑产品的可回收再利用性;尽量减少对天然矿物质的需求,采用废弃物为生产原料。如有机质发泡保温制品不再用氟里昂为生产原料。如有机质发泡保温制品吵再用氟里昂为泡剂;继续完善、开发日用废塑料制品为主要原料的建筑隔热保温制品,液态渣的矿棉生产技术等;开发以植物纤维为主要原料的纤维质保温材料;发展无石棉硅酸钙隔热保温制品。

——开发、应用建筑“外保温”扭亏为盈主其隔热保温制品。这是近期我国绝热保温材料制品新产品开发的主攻方向,重点开发适合我国民用建筑体系(多层与中高层为主)、经济条件、性能满足“外保温”技术要求的块、板制品。除现正在探索性开发、应用(试点建筑的一些产品外,要开发耐候性好、轻质、高强的建筑用保温材料制品,如以泡沫玻璃为粗骨料(特殊工艺生产)硬质硅酸钙为胶结方式的隔热保温块,该产品在行德国等欧洲国家已用做外墙保温(外保温)。鼓励拓展思路去开发我国的建筑“外保温”用隔热保温制品。

——产品本身的性能向多功能化方向发展。现在很多绝热保温材料应用领域,不但要求材料具有隔热、保温作用,还要求材料应具有一定的强度、防火等等其综特殊性能。如船舶用的硅酸钙隔仓板,要求是轻质、高强、防火,材料担负起多种功能,国内最近开发出一种无石棉轻质高强硅酸钙就具有隔热、防火、高强的多种功能,其主要性能:容重≤120g/m3,抗折强度0.04Mpa,氯含量≤15ppm,使用温度800℃,导热系数≤0.044W/m·k;车辆上用纤维质保温材料,其防火性能也非常重要。建筑“外保温”技术用的外保温块、板,我国暂末能得以令人满意解决,主要就是在轻质隔热与强度、价格上不能得到很好的“统一”,轻质则热工性能好、其强度等其他性能却无法满足建筑使用要求。

——纳米技术等高新技术的发展,有可能性对绝热保温材料产品的生产应用带来“革命性”的变化。国内外绝热保温材料产品工业化生产中应用纳米技术,现还未见报道,但是,纳米等高技术在其它产品领域的应用,已为绝热保温材料展现了无限的想明空间,加入具有远红外性能的陶瓷纳米材料,其制品的隔热保温性能会有所提高。


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