中國(guó)粉體網(wǎng)訊  某研究報(bào)告稱，2010年，全球絕熱材料市場(chǎng)估計(jì)規(guī)模為321億美元，未來年增長(zhǎng)率為 6.3%，到2019年可達(dá)556億美元。其中工業(yè)和設(shè)備領(lǐng)域約占總份額三分之一，建筑領(lǐng)域占總分額的三分之二。根據(jù)全球市場(chǎng)洞察力公司的最新調(diào)查報(bào)告，建筑絕熱材料的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)到2024年將達(dá)到349億美元。作為占據(jù)了整個(gè)絕熱材料市場(chǎng)金字塔模型的塔尖部分的氣凝膠，憑何立足，如何穩(wěn)立，贏得市場(chǎng)呢？

絕熱材料：傳統(tǒng)VS新型

絕熱材料是指能阻滯熱流傳遞的材料，又稱熱絕緣材料。絕熱材料一方面滿足建筑空間或熱工設(shè)備對(duì)熱環(huán)境的要求，另一方面也節(jié)約了能源。有些國(guó)家將絕熱材料看作是繼煤炭、石油、天然氣、核能之后的“第五大能源”， 廣泛應(yīng)用于住房建筑、工農(nóng)業(yè)、國(guó)防設(shè)施、裝備制造、環(huán)境工程等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，是我國(guó)大力推進(jìn)節(jié)能減排、建筑節(jié)能和噪聲污染防治，實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵材料和重要保障。

按絕熱性能，絕熱材料可分為傳統(tǒng)絕熱材料和新型絕熱材料兩大類。

傳統(tǒng)絕熱材料，如玻璃纖維、石棉、巖棉、礦渣棉、硅酸鹽、硅藻土、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、發(fā)泡粘土、輕質(zhì)混凝土、微孔硅酸鈣、泡沫玻璃、陶瓷纖維等一直以來發(fā)揮著舉足輕重的作用，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。在2016年的建筑絕熱材料市場(chǎng)中，礦物棉絕熱材料貢獻(xiàn)了超50%的消費(fèi)量。但是，這些傳統(tǒng)絕熱材料在不同程度上均存在一定的不足。

為了克服上述絕熱材料的不足，滿足國(guó)家對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求,新型絕熱材料應(yīng)運(yùn)而生。新型絕熱材料有納米孔絕熱材料、真空絕熱材料、低輻射絕熱材料、相變儲(chǔ)能材料、透明保溫材料等。其中，氣凝膠材料占據(jù)了整個(gè)絕熱材料市場(chǎng)金字塔模型的塔尖部分。

氣凝膠憑何立足絕熱材料市場(chǎng)金字塔塔尖

氣凝膠，也稱為干凝膠，密度僅為空氣密度的2.75倍，是世界上密度最小的固體。氣凝膠按照其組成不同可以分為碳系，硅系，硫系，金屬氧化物系，金屬系等。但是目前開發(fā)和應(yīng)用最成熟的是硅系氣凝膠——二氧化硅氣凝膠。

SiO2氣凝膠是一種新型輕質(zhì)納米多孔材料,它具有納米結(jié)構(gòu)(典型孔徑小于50nm,骨架顆粒為1～20nm),大比表面積(最高可達(dá)800～1000m2/g),高孔洞率(可高達(dá)80%～99.8%)等特點(diǎn)。另外,SiO2氣凝膠能耐高溫,一般在800℃下,結(jié)構(gòu)、性能無明顯變化,因此，SiO2氣凝膠在作為高溫隔熱材料方面具有無與倫比的優(yōu)越性。

氣凝膠絕熱材料的絕熱機(jī)理

（1）對(duì)流：當(dāng)氣凝膠材料中的氣孔直徑小于70nm時(shí)，氣孔內(nèi)的空氣分子就失去了自由流動(dòng)的能力，相對(duì)地附著在氣孔壁上，這時(shí)材料處于近似真空狀態(tài)。

（2）輻射：由于氣凝膠內(nèi)的氣孔均為納米級(jí)氣孔再加材料本身極低的體積密度，使材料內(nèi)部氣孔壁數(shù)目趨于“無窮多“，對(duì)于每一個(gè)氣孔壁來說都有遮熱板的作用，因而產(chǎn)生近于”無窮多遮熱板“的效應(yīng)，從而使輻射傳熱下降到近乎最低極限。

（3）熱傳導(dǎo)：由于近于無窮多納米孔的存在，熱流在固體中就只能沿著氣孔壁傳遞，近于無窮多的氣孔壁構(gòu)成了近于“無窮長(zhǎng)路勁”效應(yīng)，使得固體熱傳導(dǎo)的能力下降到接近最低極限。

與傳統(tǒng)絕熱材料相比,納米孔SiO2氣凝膠絕熱材料可以用更輕的質(zhì)量、更小的體積達(dá)到等效的隔熱效果。它具有很好的熱穩(wěn)定性、耐熱沖擊性以及隔熱保暖性,可以替代傳統(tǒng)的礦物棉,使房屋既隔熱又保暖。如果將其用于高層建筑,則可取代一般幕墻玻璃,大大減輕建筑物自重,并能起到防火作用。此外,在管道、爐窯及其它熱工設(shè)備中用SiO2氣凝膠隔熱復(fù)合材料替代傳統(tǒng)的保溫材料,可大大減少熱能損失。將納米孔超級(jí)絕熱材料SiO2氣凝膠應(yīng)用于太陽能熱水器的儲(chǔ)水箱、管道和集熱器,集熱效率可提高1倍以上,而熱損失下降到現(xiàn)有水平的30%以下。而且，使用前后能夠保持不粉化、不脆化、不老化；不支持霉菌生長(zhǎng)，綜合性能長(zhǎng)期保持不變；使用年限長(zhǎng)，可與建筑物同壽命。

穩(wěn)立絕熱材料市場(chǎng)金字塔塔尖，降低成本是關(guān)鍵

1931年，美國(guó)斯坦福大學(xué)Kistler通過水解水玻璃首次制備得到氣凝膠。但直到2013年左右，這個(gè)產(chǎn)業(yè)才算發(fā)展起來，目前比較領(lǐng)先的是美國(guó)和中國(guó)。氣凝膠材料占據(jù)了整個(gè)絕熱材料市場(chǎng)金字塔模型的塔尖部分，但目前在整個(gè)絕熱材料市場(chǎng)中的規(guī)模幾乎是微不足道的，這一方面說明氣凝膠產(chǎn)業(yè)仍然處于早期起步階段，同時(shí)又預(yù)示著其未來巨大的發(fā)展空間。

據(jù)研究分析，價(jià)格高昂、制備周期長(zhǎng)、有腐蝕性等特性成為國(guó)內(nèi)外氣凝膠發(fā)展瓶頸，一直制約著氣凝膠的應(yīng)用前景。所以，氣凝膠若要穩(wěn)立絕熱材料市場(chǎng)金字塔塔尖，必須,簡(jiǎn)化SiO2氣凝膠的制備工藝,縮短時(shí)間,降低成本,獲取能滿足各種復(fù)雜環(huán)境的改性SiO2氣凝膠。屆時(shí)，SiO2氣凝膠以其優(yōu)越的隔熱性能在民用領(lǐng)域及航空領(lǐng)域必將得到越來越多的重視,逐漸取代傳統(tǒng)隔熱材料。