Leitfaden für Design und Anwendung von Yangtai Aerogel-Wärmeisolationsbeschichtungen

1. Produktübersicht und technische Merkmale

Yangtai Aerogel Thermal Insulation Coating ist ein hocheffizientes Wärmedämmmaterial, das aus nanoporösem Aerogel als funktionellem Kernfüllstoff in Kombination mit hochtemperaturbeständigen Harzen, anorganischen Bindemitteln, Hilfsfüllstoffen und Additiven hergestellt wird. Seine einzigartige nano{4}}poröse Netzwerkstruktur (Porengröße typischerweise etwa 20 nm) schränkt die Luftkonvektion und die Wärmeleitung im Festkörper wirksam ein und sorgt so für eine hervorragende Wärmedämmleistung. Bei diesem Materialsystem handelt es sich in der Regel um eine dickschichtige Beschichtung auf Wasserbasis, die sich für verschiedene Auftragungsmethoden wie Beschichten und Sprühen eignet und in der Lage ist, auf verschiedenen komplexen Oberflächen eine kontinuierliche, vollständige Isolierschicht zu bilden.

Wichtigste technische Merkmale:

Ultra-niedrige Wärmeleitfähigkeit:Die Wärmeleitfähigkeit bei Raumtemperatur kann 0,018–0,040 W/(m·K) erreichen und ist damit weitaus niedriger als bei herkömmlichen Isoliermaterialien.

Großer Temperaturbereich:Anwendbar in einem breiten Temperaturspektrum von -60 Grad bis 900 Grad, wobei einige hochtemperaturbeständige Varianten bis zu 1000 Grad aushalten können.

Hohe Feuerbeständigkeit:Erreicht in der Regel die Nichtbrennbarkeit der Klasse A1-für Baumaterialien und verfügt über ausgezeichnete feuerhemmende Eigenschaften.

Hydrophob und feuchtigkeitsbeständig-:Hydrophobe Aerogelprodukte weisen einen Kontaktwinkel von bis zu 145 Grad auf und bieten eine hervorragende Wasserdichtigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit.

Umweltfreundlich und sicher:System auf Wasserbasis-, ungiftig, nicht{2}}korrosiv und umweltfreundlich.

Bequeme Anwendung:Kann direkt auf Oberflächen unterschiedlicher Form aufgetragen werden; verfügt über Zug- und Druckfestigkeit und erleichtert so die Wartung.

2. Technisches Parametersystem

2.1 Kernleistungsparameter

Die Leistung der Aerogel-Wärmedämmbeschichtung muss die folgenden technischen Indikatoren erfüllen:

2.2 Materialzusammensetzung und Formulierungsdesign

Aerogel-Wärmedämmbeschichtungen bestehen typischerweise aus folgenden Komponenten:

Funktioneller Aerogel-Füllstoff:Hauptsächlich hydrophobes Silica-Aerogel-Pulver, das für die Kernisolationsleistung verantwortlich ist. Der Volumenanteil beträgt typischerweise 20–40 % der Beschichtung.

Verbund-Isolierfüllstoff:Materialien wie Hohlglas-Mikrokugeln (HGB) können kombiniert werden, um eine mehrskalige Porenstruktur aufzubauen, die die Wärmeleitfähigkeit weiter verringert. Studien zeigen, dass die Wärmeleitfähigkeit der Beschichtung nur 0,053 W/(m·K) betragen kann, wenn das Volumenverhältnis von Aerogel zu Hohlglas-Mikrokugeln 8:2 beträgt und der Gesamtvolumenanteil des Füllstoffs 70 % beträgt.

Bindemittelharz:Basierend auf den Anforderungen des Anwendungsszenarios an Temperaturbeständigkeit und Haftfestigkeit können wasserbasierte Acrylatemulsionen, anorganische Bindemittel oder hochtemperaturbeständige Harze ausgewählt werden.

Additivsystem:Enthält Dispergiermittel, Verdickungsmittel, Filmbildungshilfsmittel usw., die die Lagerstabilität des Produkts und die Anwendungsleistung gewährleisten.

3. Auslegungsgrundlagen und Berechnungsmethoden

3.1 Berechnungsmodell für die Wärmeleitfähigkeit

Gemäß Anhang A der Nationalen Norm GB/T4272-2024 „Allgemeine Grundsätze für die Wärmedämmung von Geräten und Rohren“ sollte die Wärmeleitfähigkeit von Aerogel-Isolierprodukten anhand der folgenden Formeln berechnet werden:

Wenn die Durchschnittstemperatur (t) > 25 Grad und kleiner oder gleich 600 Grad ist:

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

Wenn die Durchschnittstemperatur (t) größer oder gleich -195 Grad und kleiner oder gleich 25 Grad ist:

λ=−0,00011t+0.0235[Einheit: W/(m⋅K)]λ=−0,00011t+0.0235[Einheit: W/(m⋅K)]

Wo

λλ

ist die Wärmeleitfähigkeit und

tt

ist die Durchschnittstemperatur (Grad). Die tatsächliche Wärmeleitfähigkeit des Produkts sollte die mit den oben genannten Formeln berechneten Ergebnisse nicht überschreiten.

3.2 Dämmschichtdesign und Dickenberechnung

Die Bestimmung der Dämmschichtdicke muss auf dem Energieerhaltungssatz basieren und die erforderliche Schichtdicke für bestimmte Anwendungsbedingungen berechnen. Für numerische Berechnungen können dreidimensionale thermische-Fluid-Strukturwechselwirkungsanalysemethoden verwendet und durch Tests verifiziert werden.

Grundlegende Berechnungsformel:

q=λ×A×ΔT/dq=λ×A×ΔT/d

Wo:

qq

: Wärmestrom (W)

λλ

: Wärmeleitfähigkeit der Beschichtung (W/(m·K))

AA

: Wärmeübertragungsfläche (m²)

ΔTΔT

: Temperaturunterschied (K)

dd

: Schichtdicke (m)

Bei der tatsächlichen Konstruktionsplanung sollte die wirtschaftlich sinnvolle Dicke, die den Energieeinsparungsanforderungen- entspricht, mithilfe professioneller thermischer Berechnungssoftware oder relevanter Gebäudeenergieeffizienz-Entwurfsstandards ermittelt werden. Für Anwendungen an Außenwänden von Gebäuden beachten Sie bitte die spezifischen Vorschriften in T/GECS 011-2024, Technische Spezifikation für die Anwendung von Aerogel-Wärmeisolationsbeschichtungen, und T/SXCAS 005-2020, Technische Norm für Aerogel-Wärmeisolationsbeschichtungssysteme.

3.3 Design zur Optimierung der Beschichtungsstruktur

Das Design einer mehrskaligen Porenstruktur kann die Isolationsleistung der Beschichtung erheblich verbessern. Durch die Kombination von Nano--Aerogel mit Mikrohohlglas-Mikrokugeln im Mikrometer---Maßstab kann die Wärmeleitfähigkeit synergistisch verringert werden. Bei hohen Füllstoffvolumenanteilen (50 % und 70 %) muss der Einfluss offener Poren in der Beschichtung berücksichtigt werden. Zur Vorhersage der Wärmeleitfähigkeit der Beschichtung wird empfohlen, ein modifiziertes Modell auf Basis des Maxwell-Modells zu verwenden.

4. Standard-Designpraktiken

4.1 Anforderungen an die Untergrundvorbereitung

Untergrund aus Beton/Zementmörtel:Der Untergrund sollte fest und eben sein, frei von Rissen und Vertiefungen. Der Feuchtigkeitsgehalt sollte kleiner oder gleich 10 % und der pH-Wert kleiner oder gleich 10 sein. Neue Wände sollten eine Aushärtezeit von mehr als 28 Tagen haben.

Metallsubstrat:Eine Entfernung von Rost und Öl ist erforderlich. Kohlenstoffstahloberflächen sollten mit Lösungsmitteln, Elektrowerkzeugen gereinigt und sandgestrahlt werden, um den Sa2,5-Standard zu erreichen.

Andere Substrate:Stellen Sie sicher, dass die Oberfläche sauber, frei von Öl und losen Materialien ist. Bei Bedarf mit einer verträglichen Versiegelung behandeln.

4.2 Aufbau des Beschichtungssystems

Ein typisches Aerogel-Wärmedämmbeschichtungssystem sollte aus folgenden Schichten bestehen:

Grundierung/Substratbehandlungsmittel (falls erforderlich):Verbessert die Haftung und verhindert Alkaliausblühungen.

Aerogel-Wärmeisolationsbeschichtung (Kernfunktionsschicht):

Es wird eine mehrschichtige, dünne Anwendung empfohlen. Die Dicke pro Durchgang sollte 1,5 mm nicht überschreiten.

Die Gesamtdicke wird durch thermische Berechnung ermittelt und beträgt typischerweise 2–5 mm.

Der Abstand zwischen den Schichten sollte mindestens 8 Stunden betragen (bei 25 Grad).

Verstärkungsschicht (falls erforderlich):Für Bereiche, in denen Rissbeständigkeit erforderlich ist, kann eine alkalibeständige Verstärkungsschicht aus Glasfasergewebe hinzugefügt werden.

Schützender Decklack:Wählen Sie je nach Einsatzumgebung einen geeigneten Decklack aus, z. B. eine dekorative Farbe, eine wasserfeste Beschichtung oder einen UV{0}beständigen Klarlack.

4.3 Wichtige Anwendungspunkte

Mischen:Vor Gebrauch gründlich umrühren. Es kann manuelles Rühren oder Rühren mit einer elektrischen Bohrmaschine verwendet werden.

Anwendungsmethoden:

Bürsten:Geeignet für kleine Flächen und komplexe Teile.

Rollen:Geeignet für große, ebene Wandflächen.

Spritzen (Airless):Hohe Effizienz, gleichmäßige Beschichtung, geeignet für Großbau-.

Trocknungsbedingungen:

Oberflächentrocken:Ca.. 3–5 Stunden bei 25 Grad (abhängig von der Filmdicke).

Hart trocken:Ca.. 5–12 Stunden bei 25 Grad (abhängig von der Filmdicke).

Notiz:Wenn die Umgebungstemperatur unter 25 Grad liegt, kann die Beschichtung reißen. Es wird empfohlen, bei Temperaturen über 25 Grad aufzutragen. Eine Hochtemperaturaushärtung bis zu 100 Grad ist möglich.

Nutzungsschätzung:Ca. . 1.6 Liter/m² zur Bildung einer 1 mm dicken Beschichtung.

5. Anwendungsfelder und -szenarien

5.1 Bausektor

Außenwanddämmsystem:Geeignet für Neubauten, Erweiterungen und-energetische Sanierungen bestehender Gebäudefassaden. Sollte den T/SXCAS 005-2020-Standards entsprechen.

Dachdämmsystem:Kann für Flachdächer, Schrägdächer und Metalldächer verwendet werden, um eine durchgehende, nahtlose Dämmschicht bereitzustellen.

Innenwanddämmung:Besonders geeignet für Räume, die eine präzise Regelung der Innentemperatur erfordern, wie z. B. Labore und medizinische Einrichtungen.

5.2 Industriesektor

Industrielle Rohrleitungen und Lagertanks:Wird direkt auf die Rohroberfläche aufgetragen, um eine vollständige Isolierschicht zu bilden und Wärmebrücken zu vermeiden.

Industrielle Reaktionsausrüstung:Geeignet für Reaktoren, Wärmetauscher und andere Geräte mit großen Temperaturschwankungen und komplexen Formen.

Brandschutz und Isolierung von Kabeln:Bietet eine Feuerbarriere, um die Ausbreitung von Flammen entlang von Kabeln zu verhindern.

Flüssiggas-Lagertanks:Vereint Wärmedämm- und Brandschutzfunktionen.

5.3 Spezielle Anwendungsbereiche

Luft- und Raumfahrt:Wird zur Wärmedämmung von Geräten verwendet.

Petrochemie:Wird zur Wärmedämmung von Hochtemperaturleitungen und -geräten verwendet.

Energie und Metallurgie:Wird zur Isolierung von Hochtemperaturöfen und -geräten verwendet.

6. Qualitätsabnahme und -prüfung

6.1 Eingangskontrolle

Bei Produktankunft müssen Typenprüfberichte und Produktzertifikate vorgelegt werden. Schlüsselindikatoren wie Wärmeleitfähigkeit, Trockendichte und Hydrophobie müssen anhand der Designanforderungen überprüft werden.

6.2 Inspektion des Bauprozesses

Prüfen Sie, ob die Qualität der Untergrundvorbereitung den Anforderungen entspricht.

Überwachen Sie die Dicke jeder Schicht und die Gesamtdicke.

Überprüfen Sie das Erscheinungsbild der Beschichtung auf Gleichmäßigkeit, Fehlstellen oder Blasenbildung.

6.3 Endabnahme

Vor--Probenahme der Wärmeleitfähigkeit vor Ort:Kann mit der Wärmeflussmesser-Methode oder der Heizplattenmethode vor Ort-geprüft werden.

Haftungstest:Durchgeführt nach Standardmethoden; Die Haftung sollte größer oder gleich 0,5 MPa sein.

Überprüfung der Brandleistung:Stellen Sie Testberichte von Drittanbietern zur Verfügung, um die Brandschutzklasse zu bestätigen.

Dieser Leitfaden wurde auf Basis aktueller Normvorgaben und technischer Forschungsergebnisse zusammengestellt. Bitte befolgen Sie bei der tatsächlichen Anwendung die neuesten nationalen Standards, Industriestandards und lokalen Vorschriften. Da sich die Aerogel-Technologie weiterentwickelt, können relevante Parameter und Anforderungen aktualisiert werden. Es wird empfohlen, Standardaktualisierungen kontinuierlich zu überwachen und Produktdesign und Anwendungspläne entsprechend anzupassen.

Deqing Yangtai Baumaterialien Co., Ltd.