Guide de conception et d'application du revêtement d'isolation thermique Yangtai Aerogel

1. Présentation du produit et caractéristiques techniques

Le revêtement d'isolation thermique Yangtai Aerogel est un matériau d'isolation thermique à haute -efficacité préparé à l'aide d'un aérogel nano-poreux comme charge fonctionnelle principale, combiné avec des résines-résistantes aux températures élevées, des liants inorganiques, des charges auxiliaires et des additifs. Sa structure de réseau nano-poreuse unique (taille des pores généralement d'environ 20 nm) limite efficacement la convection de l'air et la conduction thermique-à l'état solide, permettant ainsi d'obtenir d'excellentes performances d'isolation thermique. Ce système de matériaux est généralement un revêtement à base d'eau-à pouvoir garnissant élevé-, adapté à diverses méthodes d'application telles que le revêtement et la pulvérisation, et capable de former une couche isolante continue et complète sur diverses surfaces complexes.

Principales caractéristiques techniques :

Conductivité thermique ultra-faible :La conductivité thermique à température ambiante peut atteindre 0,018 à 0,040 W/(m·K), bien inférieure à celle des matériaux isolants traditionnels.

Large plage de températures :Applicable sur un large spectre de températures allant de -60 degrés à 900 degrés, avec certaines variantes résistantes aux hautes températures capables de résister jusqu'à 1 000 degrés.

Haute résistance au feu :Atteint généralement une non-combustibilité de classe A1-pour les matériaux de construction, possédant d'excellentes propriétés ignifuges.

Hydrophobe et résistant à l'humidité :Les produits aérogel hydrophobes présentent un angle de contact allant jusqu'à 145 degrés, offrant une imperméabilisation et une résistance à l'humidité supérieures.

Écologique-et sûr :Système à base d'eau-, non-toxique, non-corrosif et respectueux de l'environnement.

Application pratique :Peut être appliqué directement sur des surfaces de différentes formes ; présente une résistance à la traction et à la compression, ce qui facilite l'entretien.

2. Système de paramètres techniques

2.1 Paramètres de performance de base

Les performances du revêtement d'isolation thermique en aérogel doivent répondre aux indicateurs techniques suivants :

2.2 Composition des matériaux et conception de la formulation

Les revêtements d'isolation thermique Aerogel sont généralement composés des composants suivants :

Remplisseur fonctionnel Aerogel :Poudre d'aérogel de silice principalement hydrophobe, responsable de la performance d'isolation du noyau. La fraction volumique représente généralement 20 à 40 % du revêtement.

Remplisseur d'isolation composite :Des matériaux tels que les microsphères de verre creuses (HGB) peuvent être combinés pour construire une structure de pores à plusieurs-échelles, réduisant ainsi davantage la conductivité thermique. Des études montrent que lorsque le rapport volumique de l'aérogel aux microsphères de verre creuses est de 8:2 et que la fraction volumique totale de la charge est de 70 %, la conductivité thermique du revêtement peut être aussi faible que 0,053 W/(m·K).

Résine liante :Des émulsions d'acrylate à base d'eau-, des liants inorganiques ou des résines-résistantes aux températures élevées peuvent être sélectionnés en fonction des exigences de résistance à la température et de force de liaison du scénario d'application.

Système d'additifs :Comprend des dispersants, des épaississants, des -agents filmogènes, etc., garantissant la stabilité du stockage du produit et les performances de l'application.

3. Base de conception et méthodes de calcul

3.1 Modèle de calcul de conductivité thermique

Selon l'annexe A de la norme nationale GB/T4272-2024 Principes généraux d'isolation thermique des équipements et des tuyaux, la conductivité thermique des produits d'isolation en aérogel doit être calculée à l'aide des formules suivantes :

Lorsque la température moyenne (t) est > 25 degrés et inférieure ou égale à 600 degrés :

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

Lorsque la température moyenne (t) est supérieure ou égale à -195 degrés et inférieure ou égale à 25 degrés :

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

Où

λλ

est la conductivité thermique et

tt

est la température moyenne (degré). La conductivité thermique réelle du produit ne doit pas dépasser les résultats calculés par les formules ci-dessus.

3.2 Conception de la couche d’isolation et calcul de l’épaisseur

La détermination de l'épaisseur de la couche isolante doit être basée sur la loi de conservation de l'énergie, en calculant l'épaisseur de film requise pour des conditions d'application spécifiques. Des méthodes d'analyse d'interaction de structure-thermique-fluide-tridimensionnelle peuvent être utilisées pour le calcul numérique, vérifiées par des tests.

Formule de calcul de base :

q=λ×A×ΔT/dq=λ×A×ΔT/d

Où:

qq

: Flux de chaleur (W)

λλ

: Conductivité thermique du revêtement (W/(m·K))

AA

: Surface d'échange thermique (m²)

ΔTΔT

: Différence de température (K)

jj

: Épaisseur du revêtement (m)

Dans la conception technique réelle, l'épaisseur économiquement raisonnable répondant aux-exigences d'économie d'énergie doit être déterminée à l'aide d'un logiciel de calcul thermique professionnel ou de normes de conception d'efficacité énergétique des bâtiments pertinentes. Pour les applications sur les murs extérieurs des bâtiments, reportez-vous aux réglementations spécifiques dans les spécifications techniques T/GECS 011-2024 pour l'application du revêtement d'isolation thermique en aérogel et la norme technique T/SXCAS 005-2020 pour le système de revêtement d'isolation thermique en aérogel.

3.3 Conception d'optimisation de la structure du revêtement

La conception de la structure des pores à plusieurs-échelles peut améliorer considérablement les performances d'isolation du revêtement. La combinaison d'un aérogel à l'échelle nano- avec des microsphères de verre creuses à l'échelle micronique- peut réduire de manière synergique la conductivité thermique. Lorsque la fraction volumique de charge est élevée (50% et 70%), l'influence des pores ouverts du revêtement doit être prise en compte. Il est recommandé d'utiliser un modèle modifié basé sur le modèle Maxwell pour prédire la conductivité thermique du revêtement.

4. Pratiques de conception standard

4.1 Exigences de préparation du substrat

Substrat de mortier de béton/ciment :La surface doit être solide et plane, exempte de fissures et de creux. La teneur en humidité doit être inférieure ou égale à 10 % et la valeur du pH inférieure ou égale à 10. Les nouveaux murs doivent avoir une période de durcissement de plus de 28 jours.

Substrat métallique :L'élimination de la rouille et de l'huile est nécessaire. Les surfaces en acier au carbone doivent être nettoyées avec des solvants, des outils électriques et sablées pour atteindre la norme Sa2.5.

Autres substrats :Assurez-vous que la surface est propre, exempte d’huile et de matériaux meubles. Traiter avec un scellant compatible si nécessaire.

4.2 Construction du système de revêtement

Un système de revêtement d'isolation thermique aérogel typique doit être composé des couches suivantes :

Agent de traitement de l'apprêt/du substrat (si nécessaire) :Améliore l'adhérence et prévient l'efflorescence alcaline.

Revêtement d'isolation thermique Aerogel (couche fonctionnelle principale) :

Une application fine multicouche-est recommandée ; l'épaisseur par passe ne doit pas dépasser 1,5 mm.

L'épaisseur totale est déterminée par calcul thermique, généralement entre 2 et 5 mm.

L'intervalle entre les couches doit être supérieur ou égal à 8 heures (à 25 degrés).

Couche de renfort (si nécessaire) :Pour les zones nécessitant une résistance aux fissures, une couche de renfort en treillis de fibre de verre résistant aux alcalis-peut être ajoutée.

Couche de finition protectrice :Sélectionnez une couche de finition appropriée en fonction de l'environnement d'utilisation, telle qu'une peinture décorative, un revêtement imperméable ou une couche transparente résistante aux UV.

4.3 Points d'application clés

Mélange:Bien mélanger avant utilisation. Un agitateur manuel ou un mélange avec une perceuse électrique peuvent être utilisés.

Méthodes d'application :

Brossage :Convient aux petites surfaces et aux pièces complexes.

Roulement:Convient aux grandes surfaces murales plates.

Pulvérisation (Airless) :Revêtement uniforme à haute efficacité, adapté à la construction à grande échelle.

Conditions de séchage :

Surface sèche :Environ . 3–5 heures à 25 degrés (en fonction de l'épaisseur du film).

Dur à sec :Environ . 5–12 heures à 25 degrés (en fonction de l'épaisseur du film).

Note:Si la température ambiante est inférieure à 25 degrés, le revêtement peut se fissurer. Il est recommandé d'appliquer à des températures supérieures à 25 degrés. Un durcissement à haute-température jusqu'à 100 degrés est possible.

Estimation de l'utilisation :Environ . 1.6 litres/m² pour former un revêtement de 1 mm d'épaisseur.

5. Champs d'application et scénarios

5.1 Secteur de la construction

Système d’isolation des murs extérieurs :Convient aux nouvelles constructions, aux extensions et à la -rénovation économe en énergie des façades de bâtiments existants. Doit être conforme aux normes T/SXCAS 005-2020.

Système d'isolation du toit :Peut être utilisé pour les toits plats, les toits en pente et les toits métalliques pour fournir une couche isolante continue et sans couture.

Isolation des murs intérieurs :Particulièrement adapté aux espaces nécessitant un contrôle précis de la température intérieure, tels que les laboratoires et les établissements médicaux.

5.2 Secteur industriel

Pipelines industriels et réservoirs de stockage :Appliqué directement sur la surface du tuyau pour former une couche isolante complète, évitant les ponts thermiques.

Équipement de réaction industrielle :Convient aux réacteurs, échangeurs de chaleur et autres équipements présentant de grandes fluctuations de température et des formes complexes.

Ignifugation et isolation des câbles :Fournit une barrière coupe-feu pour empêcher la propagation des flammes le long des câbles.

Réservoirs de stockage de gaz liquéfié :Combine les fonctions d’isolation thermique et de protection incendie.

5.3 Secteurs d'application spéciaux

Aérospatial:Utilisé pour l'isolation thermique des équipements.

Pétrochimique:Utilisé pour l'isolation thermique des pipelines et des équipements-à haute température.

Énergie et métallurgie :Utilisé pour l'isolation des fours et des équipements-à haute température.

6. Acceptation et tests de qualité

6.1 Inspection à l'arrivée

À l'arrivée du produit, des rapports d'inspection de type et des certificats de produit doivent être fournis. Les indicateurs clés tels que la conductivité thermique, la densité sèche et l'hydrophobie doivent être vérifiés par rapport aux exigences de conception.

6.2 Inspection du processus de construction

Vérifiez si la qualité de la préparation du substrat répond aux exigences.

Surveillez l'épaisseur de chaque couche et l'épaisseur totale.

Vérifiez l'apparence du revêtement pour déceler l'uniformité, les taches manquées ou les cloques.

6.3 Acceptation finale

Échantillonnage de conductivité thermique sur-site :Peut être testé à l'aide de la méthode du débitmètre thermique ou de la méthode de la plaque chauffante sur-site.

Test d'adhérence :Réalisé selon les méthodes standards ; l'adhésion doit être supérieure ou égale à 0,5 MPa.

Vérification des performances au feu :Fournissez-des rapports de tests tiers pour confirmer le classement au feu.

Ce guide est compilé sur la base des spécifications standards actuelles et des résultats de la recherche technique. Veuillez suivre les dernières normes nationales, normes industrielles et réglementations locales en vigueur. À mesure que la technologie des aérogels continue de se développer, les paramètres et exigences pertinents peuvent être mis à jour. Il est recommandé de surveiller en permanence les mises à jour des normes et d'ajuster la conception des produits et les plans d'application en conséquence.

Matériaux de construction Cie., Ltd de Deqing Yangtai.