Аэрогелевая изоляция: что это? Производство, характеристики и применение аэрогеля в качестве утеплителя — Poriflex — СООО «Евроламинат»

На рынке тепловой изоляции для частных и производственных объектов строительства представлено большое разнообразие материалов для утепления:

• минеральная вата,
• демпферная лента для стяжки теплого пола,
• базальтовая вата,
• пенопласт,
• стекловолокно,
• аэрогелевая изоляция,
• вспененный полиэтилен.

Самым необычным материалом является аэрогелевая изоляция. В данной статье рассмотрим данный материал подробнее.

Производство аэрогеля

Стандартная технология производства кварцевого аэрогеля включает следующие этапы:

1. Кварцевый песок дробится до состояния пыли.
2. Проводится очистка диоксида кремния от оксида железа, хлорида натрия и некоторых других химических соединений путем промывания в кислотном или щелочном растворе.
3. Чистый диоксид кремния нагревают до температуры в 1300-1500 градусов Цельсия до его полного перехода в жидкое агрегатное состояние.
4. Специальный насос поглощает жидкий состав и распыляет его в воздушном потоке под большим давлением.
5. Полученное вспененное вещество формуют под давлением.

Все процедуры проходят в среде инертного газа: без кислорода и углекислого газа, для исключения окислительных процессов.

Характеристики аэрогеля: форма, текстура

• Аэрогель имеет вид квадратной или прямоугольной пластины.
• Аэрогель — материал без примесей прозрачного цвета с легкой голубизной. При внимательном рассмотрении можно увидеть небольшие пузырьки воздуха в структуре аэрогеля.
• Текстура материала шероховатая.
• Толщина материала до 5 см, цветовая гамма белая или серая.

Состав утеплителя с добавлением аэрогеля

Аэрогель может быть сделан из чистого оксида кремния или с добавлением оксида алюминия для увеличения механической прочности.

Применение утеплителя с аэрогелем

Используется материал в следующих целях:

• Утепление холодных и горячих трубопроводов, канализации из конструкционной стали для исключения замерзания в зимний период.
• Герметизация различных емкостей на производственных и обрабатывающих предприятиях для исключения теплового воздействия от смежных тепловых процессов.
• Теплоизоляция и герметизация конструкционных элементов в легком и тяжелом машиностроении, авиастроении, ракетостроении, судостроении, станкостроении. Например, при помощи аэрогеля изолируют пространство двигателя внутреннего сгорания от рабочего оборудования.
• Теплоизоляция зданий. Применение материала с аэрогелем заменяет 10 см каменной или базальтовой ваты.

Достоинства и недостатки аэрогеля

Теплоизолирующий материал с аэрогелем обладает следующими преимуществами:

• Высокая механическая прочность, отсутствие подверженности разрушениям при воздействии влаги и перепадах температуры.
• Малый вес, как следствие — простота транспортировки и проведения монтажных работ.
• Полная безопасность для экологической среды. Материал не выделяет токсичных веществ.

К недостаткам следует отнести низкую распространенность материала. Из-за малого числа производств стоимость материала не самая демократичная.

Перспективы материала

В дальнейшем возможно совершенствование технологической схемы производства и увеличение числа компаний, которые его производят. Это приведет к существенному удешевлению аэрогеля и повышению распространенности использования.

Аэрогелевая теплоизоляция — перспективная новинка строительного рынка

Skip to content

Теплоизоляция домов — одна из важнейших задач современного строительства и ремонта. Без качественной изоляции дом через стены теряет до 30% тепла. Сравнительно недавно на рынке стройматериалов появился инновационный теплоизолятор, который получил название аэрогель.

Этот материал называют утеплителем XXI века, но пока он производится лишь в США. Технология производства аэрогеля была разработана NASA. Первые образцы аэрогеля на основе углеводорода были получены еще в начале 90-х годов. Но широкому распространению аэрогелиевых утеплителей помешал сложный и трудоёмкий процесс производства. Гель нужно полимеризовать, потом удалить всю воду, подвергнуть «суперкритическому высыханию» в автоклаве. Проще говоря, в аэрогеле жидкий компонент необходимо заменить газом без разрушения структуры геля.

На 99,8% аэрогель состоит из воздуха, что и придаёт ему уникальные свойства. Если перевести название материала дословно, то получится «замороженный воздух», ещё его называют «твёрдое облако», «синий дым», «твёрдый воздух» или «замороженный дым». Выглядит аэрогель на самом деле похоже — пористый, полупрозрачный, лёгкий, похож на застывшую пену для бритья, отдаленно напоминая пенопласт. Материал может иметь лёгкий голубоватый оттенок.

В качестве утеплителей используются кремнезёмные, кварцевые аэрогели. Этот материал 15 раз попадал в Книгу рекордов Гиннеса, в том числе за чрезвычайно низкую теплопроводность (меньшую, чем теплопроводность самого воздуха).

Ещё две важные характеристики аэрогеля — он относится к классу А1 по огнестойкости и практически на 100% водонепроницаем. То есть попадание воды на материал совершенно не ухудшает его теплоизоляционных свойств: влага просто будет отталкиваться, не проникая внутрь.

Исследования показали, что образец аэрогеля выдерживает нагрузки в 2 тысячи раз превышающие его вес. Диапазон рабочего использования — от -200 до +1000 град.С.

Хотя материал создан искусственно и полностью синтетический, его безопасность доказана. Единственное — при резке материала из аэрогелевого утеплителя необходимо заащищать глаза и дыхательные органы от попадания мельчайших частичек, которые могут вызвать раздражение и сухость.

Преимущества аэрогелевой теплоизоляции:

• Отталкивает влагу, не даёт развиваться грибку и плесени
• Дополнительно повышает звукоизоляционные характеристики стен, кровли и пола
• Имеет небольшую толщину без потери теплоизоляционных свойств
• Легко клеится на стены
• Очень лёгкий, просто транспортировать и переносить
• Материал можно перерабатывать, использовать повторно

Материалы на основе аэрогеля используются в следующих сферах:

• Для утепления различных конструкций, пока в основном в области промышленного и гражданского строительства
• Для защиты трубопроводов
• Для герметизации различных ёмкостей в промышленности
• Для влагоизоляции с целью предупреждения коррозии
• Для улучшения показателей теплоизоляции в процессе производства современных стеклопакетов
• Долговечный

Лабораторными исследованиями установлено, что всего одна полоска утеплителя на основе аэрогеля размером 6,25х38 миллиметров, проложенная вдоль профилей каркаса до обшивки его гипсокартоном, повышает теплоизоляционную способность стены на 40%.

Строительствоаэрогельутеплители

Плюсы и минусы использования аэрогеля в качестве изоляции

Синтетическое производство аморфного силикагеля и последующее вливание его в ткань создает то, что многие покупатели называют аэрогелевой изоляцией, согласно веб-сайту одного дистрибьютора. Аморфный диоксид кремния фигурирует в списках опасных веществ штата Калифорния и Нью-Джерси. Согласно веб-сайту TeachEngineering, org, Сэмюэл Стивенс Кистлер изобрел аэрогель в 1931 году. В отличие от подхода Кистлера к изобретению аэрогеля, некоторые производители сегодня создают аэрогели, смешивая полимер и растворитель, который образует гель; затем они удаляют жидкость и заменяют ее воздухом. В некоторых случаях производители используют кремнезем или диоксид кремния с растворителем, чтобы сделать гель, извлечь жидкость и ввести диоксид углерода. Некоторые производители аэрогелей включают диоксид титана TiO 9.0003 2 в качестве ингредиента, который Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицирует как канцероген группы 2B, возможно канцерогенный при вдыхании. В статье 2002 года из Архива токсикологии под названием «Опасность для здоровья при вдыхании аморфного кремнезема» отмечается: «В ряде исследований на животных, особенно на крысах и обезьянах, были описаны воспалительные реакции и эмфизема».

Некоторые производители аэрогелей рекомендуют их использование, поскольку они препятствуют передаче тепла и имеют малый вес. Например, по данным ExtremeTech, графеновый аэрогель удивительно легкий, его вес составляет около 160 граммов на кубический метр.

Согласно InspectAPedia.com, R-значение аэрогеля составляет 10,3 на дюйм по сравнению с жестким стекловолокном, которое имеет R-значение 4 на дюйм. Значение R или значение сопротивления изоляции измеряет, в какой степени изоляция сопротивляется потоку тепла через изоляционный материал. Поскольку R-значение увеличивается от 0, это означает, что изоляционный материал лучше справляется с предотвращением теплопередачи и, следовательно, является более эффективным барьером.

АЭРОГЕЛЬ В КАЧЕСТВЕ ИЗОЛЯЦИИ

Некоторые производители аэрогелевой изоляции также отмечают, что этот материал имеет низкий К-фактор, также известный как теплопроводность. К-фактор — это скорость, с которой тепло проходит через изоляционный материал. Теплопроводность, как определено в стандарте ASTM C168, представляет собой «временную скорость стационарного теплового потока через единицу площади однородного материала, вызванного единичным температурным градиентом в направлении, перпендикулярном этой единице площади». Чтобы упростить это, K-Factor измеряет БТЕ тепла, проходящего через изоляционный материал толщиной в дюйм каждый час на площади один фут на один фут на каждый градус Фаренгейта. Стекловолокно имеет К-фактор от 0,22 до 0,30. Для сравнения, аэрогели могут иметь К-фактор всего 0,01.

Наряду с разрекламированными преимуществами аэрогеля, в марте 2015 года Министерство здравоохранения и социальных служб США опубликовало отчет в ответ на обеспокоенность профсоюза изоляторов по поводу воздействия аэрогеля при работе с материалом. По словам изоляторов, они получили аэрогелевую изоляцию в рулонах, а затем перенесли ее в разделочные комнаты, где студенты практиковались в ее измерении, резке и упаковке. Следователи отдела посетили местонахождение работодателя в Иллинойсе, чтобы проанализировать воздушное воздействие и образцы воздуха в учебном центре, где рабочих обучали работе с аэрогелевой изоляцией. HHS сообщает, что обнаружил следующее: «Воздействие аморфного кремнезема в воздухе приблизилось к расчетным предельным значениям профессионального воздействия. Большинство частиц аэрогеля имели вдыхаемый размер. Многие опрошенные участники приписывали раздражение дыхательных путей и очень сухую кожу работе с аэрогелевой изоляцией. Мы рекомендовали продолжать использовать средства индивидуальной защиты в соответствии с паспортами безопасности производителя, чтобы свести к минимуму зарегистрированные последствия для здоровья». Тем не менее, из-за ограниченного объема этого анализа (т. Е. Один образец от одного инструктора, проводящего обучение аэрогелю), в отчете HHS говорится, что его «результаты не могут быть распространены на другие условия рабочего места». Тем не менее, в отчете также говорится, что работодатели должны «информировать сотрудников и студентов о потенциальном раздражении верхних дыхательных путей и эффектах высыхания в результате длительного воздействия аэрогелевой изоляции».

[1] 2010 Право знать список опасных веществ, Департамент здравоохранения и обслуживания пожилых людей штата Нью-Джерси, CAS 112926-00-8

Аэрогель

Высококачественный аэрогель с частицами кремнезема позволяет создавать лучшие в своем классе решения для энергоэффективных зданий и промышленной инфраструктуры, безопасных на ощупь поверхностей, средств личной гигиены и многого другого.

Аэрогель, известный как «лучший в мире твердый изоляционный материал», используется для улучшения тепловых характеристик энергосберегающих материалов и устойчивых продуктов для зданий, наземной и морской промышленной инфраструктуры и потребительских товаров, а также а также в качестве высокоэффективной добавки к покрытиям и средствам личной гигиены. Наша линейка продуктов включает в себя широкий спектр форм и областей применения, в том числе:

• Изоляционные штукатурки для внутренних и наружных работ для воздухопроницаемых ограждающих конструкций и фасадов
• Изоляционные плиты для внутренних изоляционных отделочных систем
• Теплоизоляция покрытия для безопасных на ощупь поверхностей, энергоэффективность, предотвращение коррозии под изоляцией (CUI), термические разрывы и контроль конденсации
• Изоляционные пакеты для нефтегазовых подводных трубопроводов
• Архитектурное дневное освещение Панели, стеклопакеты и натяжные кровельные системы
• Нетканые материалы для архитектурной мембранной кровли
• Промышленная изоляция
• Ультранизкоглянцевая матовая краска Покрытия для промышленных поверхностей
• Снаряжение и одежда для активного отдыха 
• Предметы личного пользования , включая средства по уходу за кожей и косметику

Мы являемся мировым лидером в производстве высококачественных аэрогелей с частицами кремнезема. Мы единственная компания, разработавшая коммерческий процесс, позволяющий непрерывно производить аэрогель в условиях окружающей среды. Наш инновационный запатентованный процесс позволяет успешно производить высококачественный материал, эффективно обходя высокие затраты, связанные с традиционными методами производства аэрогеля, для безопасного непрерывного производства этого универсального и высокопроизводительного материала.

• Лучшая теплоизоляция. Частицы аэрогеля представляют собой открытый, пористый, тонко структурированный, легкий и гидрофобный синтетический аморфный кремнезем. В зависимости от марки частицы аэрогеля имеют диаметр от микрон до миллиметров. Его пористая структура меньше, чем средний свободный пробег воздуха, что значительно ограничивает теплопроводность и, таким образом, значительно повышает теплоизоляционные характеристики. Он является водоотталкивающим, но также пропускает водяной пар, что позволяет разрабатывать изоляционные материалы и системы, содержащие аэрогель, с регулированием и контролем влажности.