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Neue Materialien – Aerogel-reflektierende Wärmedämmbeschichtungen und Verbundwerkstoffe: Technische Anwendungen
14.11.2024
► Aerogel-Solarreflexions- und Wärmedämmbeschichtung
1.Einführung
Aerogel ist ein leichtes, poröses Nanomaterial, dessen Hauptbestandteil Luft ist. Es besitzt keine feste Form als Grundgerüst und eine komplexe dreidimensionale Netzwerkstruktur. Zu seinen Eigenschaften zählen außerdem eine geringe Wärmeleitfähigkeit, eine niedrige Dichte, eine hohe Porosität, eine hohe Lichtdurchlässigkeit, eine hohe spezifische Oberfläche, ein niedriger Brechungsindex und eine niedrige Schallgeschwindigkeit. Daher bietet es vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in zahlreichen Bereichen.
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Aerogel-Wärmedämmungsputze
(1) Alkoholbrenner zum Abbrennen von Blumen; (2) Aerogelproben; (3) Isolierter Alkoholbrenner für Aerogelproben
Die Aerogel-Solar-Reflexions- und Wärmedämmbeschichtung ist eine umweltfreundliche Polyharnstoff-Matrixbeschichtung, deren Hauptbestandteil Aerogel ist. Sie wurde speziell entwickelt, um Sonnenstrahlung und Wärme zu reflektieren und bietet zusätzlich Wärmedämmeigenschaften. Dadurch eignet sie sich hervorragend als 2-in-1-Beschichtung und ist ideal für Dächer und Außenflächen.
2. Anwendungsgebiet von Aerogel-Solarreflexions- und Wärmedämmbeschichtungen
Aerogel-Solarreflexions- und Wärmedämmbeschichtungen können in folgenden Bereichen breit eingesetzt werden:
●Betonuntergrund, einschließlich: Getreidespeicherdächer und -wände zur Energieeinsparung und Reduzierung der Klimaanlagenlaufzeit in der Getreidelagerungstechnik bei niedrigen Temperaturen; Wohngebäude; Gewerbe- und Industriegebäude.
● Kühlung und Wärmedämmung der Oberfläche von Metalltanks, einschließlich: Öltanks; Wassertanks; Chemikalientanks.
● Wärmedämmung von Fahrzeugen.
● Wärmedämmung von Industrieanlagen, militärischen Einrichtungen usw.
Anwendungsgebiet von SiO2-Aerogelbeschichtungen
3. Eigenschaften und Spezifikationen von Aerogel-Solarreflexions- und Wärmedämmbeschichtungen:
● Ausgezeichnete Wärmedämmeigenschaften über einen weiten Temperaturbereich (-30 ~ 80°C) durch Nutzung der niedrigen Wärmeleitfähigkeit von Aerogel (0,017 ~ 0,022 mW/mK).
● Die Oberflächen- und Innentemperatur einer 1 mm dicken Metallbox sinkt um 20 % bis 25 %, wenn sie mit 0,3 mm unserer Produkte beschichtet wird.
● Prüfung durch die Sichuan Academy of Architectural Sciences, die Prüfspezifikationen lauten wie folgt:
| Modell | Wärmeleitfähigkeit W/(mK)(25℃) | Reflexionsvermögen der Wärmestrahlung (%) | Dichte (g/cm²)3) | Dicke (mm) | Feststoffgehalt (In%) | Betriebstemperatur (℃) |
| ST-FF0U | ≤0,020 | 95 | 1,3-1,6 | ≥0,3 | 80 | 10 bis 30 Uhr |
●Mit hoher Wärmedämmung und Solarreflexionseffizienz, gut dekorativ, wasserdicht und korrosionsbeständig.
● Die thermische Reflexion der Beschichtung beträgt mehr als 90 %, wodurch eine große Anzahl von Strahlungswärmequellen abgeschirmt werden kann:
1) An der frischen Luft kann die Temperatur der bestrahlten Oberfläche um mehr als 30 % gesenkt werden, die maximale Temperatur der Oberfläche des lackierten Objekts kann um mehr als 20 °C gesenkt werden und die Raumtemperatur im Objekt kann um mehr als 5 °C gesenkt werden.
Vergleich der Wirkung einer SiO2-Aerogelbeschichtung nach der Anwendung
※Testbedingungen: Messung der Oberflächen- und Innentemperatur zweier 1 mm dicker Metallboxen, die an einem Sommertag von 09:30 bis 13:30 Uhr direktem Sonnenlicht ausgesetzt sind.
2) Das Beschichtungsmatrixharz besteht aus einem Polyharnstoff/Polyurethan-Verbundpolymermaterial mit hoher Festigkeit und hoher Zähigkeit, das reflektierende Wärmedämmung und wasserdichte Funktionen vereint, die feinen Risse auf dem lackierten Objekt abdeckt und die Funktionen von super wasserdicht und leckagefrei sowie guter Luftdichtheit bei gleichzeitiger Reflexions- und Wärmedämmwirkung besitzt.
3) Die Beschichtung wird auf die Metalloberfläche aufgebracht und verhindert den Kontakt mit Luft und Wasser bei gleichzeitiger Wärmeisolierung. Dadurch wird Metallkorrosion vorgebeugt und die Lebensdauer von Metallgegenständen bis zu einem gewissen Grad verlängert.
4) Die Beschichtung wird in Gebäuden verwendet und bietet Vorteile wie Wärmedämmung, Rissbeständigkeit, Wasserdichtigkeit, Feuerbeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Schimmelbeständigkeit, Schalldämmung und Abwaschbarkeit.
5) Beim Lackieren von Außengeräten kann die Farbe wärmeisolierend, wasserdicht und sonnenschützend wirken und die Betriebstemperatur der Geräte senken.
4. Projektbeispiel: SiO2-Aerogel-Solarreflexions- und Wärmedämmbeschichtung:
Die Produkte dieses Projekts wurden in den Bereichen petrochemische Öllagerung, Reinraumanlagen für die elektronische Informationsindustrie und anderen Bereichen im Sichuan Grain and Oil Wholesale Center, Sichuan Grain and Oil Group, gefördert und angewendet und haben gute Ergebnisse erzielt.
SiO2-Aerogelbeschichtung experimentelle Baustelle
Experimentelle Wirkungsprüfung der Anwendung von SiO2-Aerogelbeschichtungen
Baustelle für SiO2-Aerogelbeschichtung
►Multifunktionale, integrierte Verbundplatte aus Aerogel-Wärmedämmung
Durch die Kombination von SiO2-Aerogelbeschichtungen mit entsprechenden Platten können SiO2-Aerogel-Verbundplatten mit vielfältigen Funktionen hergestellt werden.
● Die Aerogel-Beschichtung wird in die Gebäudeintegrierte Platte integriert, um ein multifunktionales Wärmedämmmaterial zu bilden, das beispielsweise die Wärmeleitung isoliert und die Strahlungswärme reflektiert.
Die Hauptfunktion der Aerogelbeschichtung auf der Verbundplatte besteht darin, die Infrarotstrahlung des Sonnenlichts und verschiedener Wärmequellen zu reflektieren und abzuschirmen, wodurch die Oberflächentemperatur der Dämmplatte effektiv reduziert wird. Feldtests ergaben, dass die Oberflächentemperatur vergleichbarer dekorativer Dämmplatten im Vergleich zu anderen Dämmplatten unter starker Sonneneinstrahlung im Sommer um 20 Grad niedriger ist. Aerogelbeschichtungen verbessern somit nicht nur die Wärmedämmwirkung des Materials, sondern reduzieren auch die thermischen Wechselspannungen in der Verbundplatte und verlängern deren Lebensdauer.
●Nanomodifiziertes flammhemmendes Polyurethan, dessen Mechanismus ein spezielles Polymer-Verbundmaterial ist, das durch die Mischung von nanoflammhemmenden Materialien und verwandten Polymeren auf einer Polyurethanmatrix gebildet wird, wodurch der Flammschutzgrad effektiv verbessert, die Schrumpfung von Polyurethanmaterialien reduziert und die Stabilität der Produkte bei langfristiger Verwendung gewährleistet wird, ohne die Wärmedämmleistung des Polyurethans zu verändern.
●Dieses Verbundwerkstoffprodukt kann in der Lagerindustrie, der Kälteindustrie, der petrochemischen Industrie und der Rüstungsindustrie mit hohen Anforderungen an die Wärmedämmwirkung breit eingesetzt werden.
Darstellungen der Aerogel-Verbundplatte nach der Konstruktion
Baustellenszene einer Aerogel-Verbundplatte
2. Analyse der Produktanwendungswirkung und Wirtschaftlichkeit
Die Santam Technology Co., Ltd. hat im Xindu-Kontrolllager des Sichuan-Getreidereservezentrums 15.000 Quadratmeter reflektierende und isolierende integrierte Platten installiert. Das Lager umfasst insgesamt 6 Gebäude und 12 Räume mit einer Lagerkapazität von 50.000 Tonnen.
Seit der Projektumsetzung vor über drei Jahren werden jährlich von Mitte April bis Anfang Oktober Vor-Ort-Tests zur Überprüfung der Wirksamkeit durchgeführt. Das Getreidelager ist 84 Meter lang, 15 Meter breit und 10 Meter hoch. Im Ruhezustand erreicht die Außenwand des Lagers gegen 14 Uhr etwa 50 °C. Nach der Nutzung liegt die Außentemperatur bei etwa 3 °C. Die reflektierende Wärmedämmbeschichtung senkt die Oberflächentemperatur effektiv um mehr als 13 °C. Die Temperatur im Silo wird um mehr als 5 °C reduziert, und die Verwendung der reflektierenden Wärmedämmbeschichtung spart mehr als zwei Stunden Kühl- und Klimatisierungszeit.
Durch den Betrieb von vier 25-kW-Klimaanlagen in einem Lagerhaus lässt sich der durchschnittliche Stromverbrauch um 150 kWh pro Tag senken. Bei sechs Lagerhäusern beträgt die Einsparung 900 kWh pro Tag, was jährliche Betriebskosteneinsparungen von über 150.000 Yuan ermöglicht. Die entsprechenden Einsparungen entsprechen 100 Tonnen Standardkohle, 150 Tonnen Kohlendioxidemissionen und 40 Tonnen Kohlenstaubemissionen.