概述
二氧化硅气凝胶是纳米结构 SiO₂ 多孔固体 —— 体积中 90–99.8% 是空气,25°C 下 0.013–0.022 W/m·K(约为聚氨酯泡沫的一半、玻璃棉的四分之一)。5–100 nm 孔网络抑制气相导热(Knudsen 效应),稀疏骨架最小化固体导热。
MEGEL® 是河南五矿东方新材料的二氧化硅气凝胶系列,五种商品形态:
- MG-650 系列气凝胶毡 —— 玻纤/PET 增强,3–25 mm。管道保温、船舶绝热、油气炼厂、集中供热、LNG 低温。−200 至 +650°C。
- AP 系列气凝胶粉 —— 10–200 μm。油漆/涂料配方、灰浆、VIP 芯、冷链。
- AC 系列涂料浆 —— 丙烯酸/硅树脂预分散,干膜 0.5–5 mm。
- AG 系列建筑颗粒 —— 0.5–5 mm。绝热砂浆、混凝土、灰浆、建筑板。
- AS 系列工业浆 —— 高固含分散体,供涂料厂在其专有粘结剂中调配。
本页是化学/品牌/多形态入口。工业炉、窑、耐火砌筑用气凝胶毡形态请见 thermaleast.com 气凝胶毡 —— 该目录以形态因子和安装系统为出发点。
MEGEL 与 Aspen Aerogels Pyrogel® XTE / Pyrogel® XTF / Cryogel® Z、Cabot Lumira® LA1000 / LA5000 功能可比,综合到岸成本低 35–50%。每批 CoA 涵盖体积密度、BET 比表面积、25 / 200 / 600°C 导热系数、疏水性(吸水率)、阻燃等级(GB 8624 / ASTM E84)。
化学结构与孔结构
溶胶-凝胶法合成,孔结构保留干燥:
- 溶胶生成 —— TEOS 或硅酸钠酸/碱催化水解,生成 3–10 nm 初级颗粒的二氧化硅胶体。
- 凝胶化 —— 缩聚为连续硅氧烷桥网络,溶剂占据孔隙。
- 老化 —— 50–80°C 保温,Ostwald 熟化加强网络。
- 溶剂置换与干燥 —— 溶剂置换为 CO₂,在超临界(Tc = 31°C,Pc = 73 bar)或表面硅烷化后常压下干燥。超临界避免毛细力孔塌缩。
- 疏水化 —— 表面硅醇被 HMDS 或 TMCS 硅烷化为三甲基硅氧基,永久疏水。
最终结构:
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 体积密度 | 0.050–0.200 g/cm³(对比致密 SiO₂ 2.2) |
| BET 比表面积 | 600–1,000 m²/g |
| 孔体积 | 3–8 cm³/g |
| 孔径 | 5–100 nm(以介孔为主) |
| 孔内 Knudsen 数 | >1(常压) |
Knudsen >1 意味着气体分子撞击孔壁的频率高于互相碰撞 —— 气相导热坍塌,只剩稀疏二氧化硅骨架传导。这驱动了反直觉结果:气凝胶导热(0.018 W/m·K)低于静态空气(0.026 W/m·K),并支撑所有气凝胶绝热规范。
MEGEL® 在工业绝热中的差异化
三个采购相关差异点 vs 替代绝热:
- 单位厚度热性能 —— 10 mm MG-650 毡 = 25 mm 岩棉 = 30 mm 玻璃棉。外径受限的改造管道至关重要。
- 服务温度区间 —— 单一材料覆盖 −200°C(LNG)至 +650°C(油气炼厂容器)。岩棉极限 600°C,聚氨酯 120°C 以上失效。
- 疏水性 —— 水接触角 130–145°。毡浸泡后仍保持性能;岩棉吸水后绝热效果损失 50–80% —— 是船舶与户外管道保温的主要失效模式。
应用与配方指导
| 应用场景 | 牌号 | 典型厚度/添加量 | 关键参数 |
|---|---|---|---|
| 工业管道保温(油气、集中供热、化工) | MG-650-IP | 10–25 mm 包覆,SS 带固定,外护 | 热损降低 92–96%;15 mm 把 150°C 蒸汽管表面降至 50°C 以下,达 OSHA 人员防护要求,不需岩棉 60+ mm |
| 船舶/海洋/LNG/FPSO/海军 | MG-650-MP | 15–25 mm,船级社认证 | IMO MED 型式认证;盐雾下保持疏水;更薄 = 节省货舱空间;海事服务 10+ 年验证 |
| 油气炼厂(塔、换热器、转送管) | MG-650-OR | 15–25 mm | 650°C 连续 / 800°C 峰值;疏水表面抑制保温下腐蚀(CUI)—— 炼厂主要失效模式 |
| 城市集中供热(DN200+ 供回水) | MG-650-UH | 10–15 mm | GB/T 51410 自 2023 年起 DN200 以上新建项目强制;薄截面使开挖成本相比 PU 预制管减半 |
| 油漆/涂料配方 | AP-100 | 丙烯酸粘结剂中 30–60% 添加 | 0.5–3 mm 干膜可使 200°C 表面热损降 50–70%。强制:低剪切桨式分散 30 分钟以上 —— 严禁高剪切,会粉碎纳米结构 |
| VIP(真空绝热板)芯材 | AP-200 | 真空封装层压套 | 气凝胶填充 VIP 可达 0.005 W/m·K(独立气凝胶的 ¼)。粉体封装前必须 <0.5% 卡尔费休,否则板材过早失效 |
| 冷链物流(药品、疫苗、冷冻) | AC-180 / AG-200 | 集成到保温箱壁体 | 低重高 R 降低运输燃料;EV 最后一公里冷链尤为相关 |
| 建筑(绝热灰浆、砂浆) | AG-300 | 水泥灰浆 10–30%,涂 20–40 mm | 0.040–0.060 W/m·K vs 0.6 标准灰浆。一道涂层替代保温板+饰面。非承重 |
| EV 电池热失控阻隔(2024–2026 增长快) | MG-650-EV | 电芯/模组间 1.5–3 mm | UL 9540A 通过;延缓 800V 包内传播;最小化电池包体积代价。多家中国 OEM 已使用 |
采购、储存与质量控制
包装、起订与交期:
| 形态 | 包装 | 起订量 | 交期 |
|---|---|---|---|
| 毡 | 卷材 1×10 m 或 1.5×6 m,PE 膜+纸箱 | 50 m²(1 卷) | 旺季 5–7 周 / 淡季 4 周;整柜(1500–3000 m²/40′)提前 8 周 |
| 粉 | 5 kg 实验 / 15 kg 标准 / 100 kg FIBC | 50 kg | 3–5 周 |
| 浆 | 25 kg / 200 kg 桶,密封防溶剂挥发 | 1 桶 | 4–5 周(客户定制粘结剂) |
| 颗粒 | 15 kg 袋 / 1 m³ FIBC | 100 kg | 3–5 周 |
毡与粉:干燥储存 <40°C,远离明火;疏水表面 = 无湿度限制。浆:5–25°C,超过 3 个月使用前轻搅。保质期 —— 毡 24 个月,粉/颗粒 18 个月,浆 12 个月(粘结剂限制)。超临界干燥产能是毡的交期瓶颈。
质检文件(每批 CoA 含):
- 体积密度 —— ASTM C303(毡)/ ISO 787-11(粉、颗粒)
- 25°C 与 200°C 导热系数 —— ASTM C518 / ISO 8301 热流计法
- BET 比表面积 —— ISO 9277
- 疏水性(吸水率)—— ASTM C1763 24 小时浸泡
- 阻燃等级 —— GB 8624(中国)/ ASTM E84(美国)/ EN 13501-1(欧盟)
- 抗压强度 10% 变形(毡)
- 粒径分布(粉、颗粒)
- 海事:IMO MED 型式认证证书(MG-650-MP)
- EV 电池:UL 9540A 单元级通过测试(MG-650-EV)
法规: REACH 已注册合成无定形二氧化硅(CAS 112945-52-5 或 7631-86-9),无 SVHC。全部 MEGEL 形态 GB 8624 A 级(不燃)与 ASTM E84 A 级火焰传播。陆/海/空运均非危。不是石棉,不是结晶硅,无 IARC 致癌分类 —— 粉体作业用 P100 防尘口罩+护目镜;毡形态安装过程颗粒释放极少。
规格参数表 — MEGEL® 商品形态
气凝胶毡 — MG-650 系列
| 牌号 | 增强基体 | 密度 (kg/m³) | 25°C 导热系数 (W/m·K) | 服务温度区间 | 疏水性(吸水率 %) | 阻燃等级 | 应用场景 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MG-650-IP | 玻纤毡 | 180–220 | 0.018–0.020 | −40 至 650°C | 低于 5 | GB 8624 A / ASTM E84 A | 工业管道保温 |
| MG-650-MP | 玻纤毡 | 200–240 | 0.018–0.022 | −200 至 650°C | 低于 2 | GB 8624 A / IMO MED | 海洋管道、LNG |
| MG-650-OR | E 级玻纤 | 220–260 | 0.020–0.024 | −40 至 800°C 峰值 | 低于 5 | GB 8624 A | 油气炼厂、高温 |
| MG-650-UH | 聚酯无纺布 | 160–200 | 0.018–0.020 | −40 至 200°C | 低于 5 | GB 8624 A | 集中供热、低温 |
| MG-650-EV | 云母/玻纤层压 | 240–280 | 0.020–0.025 | −40 至 650°C,热失控 1000°C+ | 低于 3 | UL 9540A 通过 | EV 电池电芯/模组阻隔 |
气凝胶粉 — AP 系列
| 牌号 | 粒径 (μm) | 体积密度 (kg/m³) | 导热系数 (W/m·K) | 比表面积 (m²/g) | 应用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
| AP-100 | 10–60 | 50–80 | 0.020 | 700–800 | 油漆/涂料配方 |
| AP-200 | 20–80 | 60–100 | 0.020 | 800–900 | VIP 板芯材 |
| AP-300 | 50–200 | 80–120 | 0.022 | 600–700 | 灰浆添加,经济级 |
气凝胶颗粒 — AG 系列
| 牌号 | 颗粒尺寸 (mm) | 体积密度 (kg/m³) | 导热系数 (W/m·K) | 应用场景 |
|---|---|---|---|---|
| AG-100 | 0.5–1.5 | 80–100 | 0.022–0.024 | 细灰浆、砂浆 |
| AG-200 | 1.5–3 | 70–90 | 0.020–0.022 | 绝热混凝土 |
| AG-300 | 3–5 | 60–80 | 0.020–0.022 | 建筑板芯 |
气凝胶涂料浆 — AC 系列
| 牌号 | 粘结剂 | 固含量 (%) | 湿密度 (kg/m³) | 干膜密度 (kg/m³) | 干膜导热系数 | 应用场景 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AC-100 | 丙烯酸乳液 | 35–45 | 350–400 | 200–250 | 0.045–0.060 | 室内墙顶 |
| AC-200 | 硅树脂 | 40–50 | 380–420 | 220–280 | 0.045–0.055 | 室外、高温 |
| AC-300 | 聚氨酯 | 45–55 | 420–460 | 250–300 | 0.050–0.060 | 工业设备 |
选型指南
| 应用场景 | 首选产品 | 选型理由 |
|---|---|---|
| 蒸汽管/工艺管线保温 | MG-650-IP 毡 10–15 mm | 行业标准,GB 8624 A 级,改造友好的薄截面 |
| LNG / 低温 / 海事 | MG-650-MP 毡 15–25 mm | IMO MED 认证,盐雾下保持疏水 |
| 油气炼塔/热交换器 | MG-650-OR 毡 15–25 mm | 高温变种,CUI 抑制 |
| 集中供热供水管线 | MG-650-UH 毡 10–15 mm | 200°C 以下连续工况的经济优化 |
| EV 电池电芯阻隔 | MG-650-EV 毡 1.5–3 mm | UL 9540A 通过,热失控认证 |
| 绝热涂料配方 | AP-100 粉体 | 喷涂流变最佳粒径 |
| VIP 冰箱板芯 | AP-200 粉体 | 真空抽气完整性所需的细粒径 |
| 砂浆/灰浆填料 | AG-100 或 AG-200 颗粒 | 粒径匹配砂浆骨料分布 |
| 建筑板芯 | AG-300 颗粒 | 大颗粒高浇注率 |
| 户外金属基体涂层 | AC-200 硅树脂浆 | 紫外稳定粘结剂,日晒面用 |
| 工业喷涂保温 | AC-300 PU 浆 | 兼容无气喷涂 |
常见问题
MEGEL 气凝胶毡的导热系数是多少?与岩棉比较如何?
MEGEL MG-650 毡 25°C 下 0.018–0.022 W/m·K —— 低于静态空气导热系数(0.026 W/m·K),得益于 5–100 nm 孔的 Knudsen 效应。岩棉 0.040 W/m·K;玻璃棉 0.040–0.050;聚氨酯泡沫 0.022–0.027。200°C 下 MEGEL 为 0.030 W/m·K 而岩棉 0.060–0.080 —— 温度越高,气凝胶辐射抑制优势越大。
MEGEL 气凝胶毡和 Aspen Pyrogel 有什么差别?
功能相似。两者都是玻纤毡增强的二氧化硅气凝胶,溶胶-凝胶 + 干燥。Aspen Pyrogel 用专有常压干燥;MEGEL 在追求最低导热的牌号上用超临界 CO₂,在可接受小幅导热代价的经济牌号上用常压。独立第三方测试确认 MG-650-IP 与 Pyrogel XTE 在 25°C 与 200°C 下差 ±5% 以内。综合到岸成本差 35–50%。
适合海洋和户外应用吗?
适合 —— MG-650-MP 取得 IMO MED 海事型式认证,水接触角 130–145°,盐雾暴露不会降低保温性能(对比岩棉吸水后绝热效果损失 50–80%)。仍应使用外护(典型 0.5 mm 不锈钢板)防机械冲击和增强纤维基体紫外降解。高温管道安装:300 mm 间距 SS 带固定,400°C 以上每 3–4 m 一道伸缩缝。
气凝胶粉尘对健康有危害吗?
合成无定形二氧化硅气凝胶不是结晶硅,不是石棉 —— 无 IARC 致癌分类。常规粉体作业 PPE(P100 防尘口罩、护目镜)即可。一旦粉体分散到油漆、浆或灰浆基体中,粉尘危害消除。注意:疏水表面处理使粉体在潮湿空气中不易团聚,反而更易飞散 —— 应在密闭体系中或带局部排风操作。
毡的典型起订量与交期?
起订量 50 m²(一卷标准卷材,10 mm 厚度下 1 m × 50 m 或 1.5 m × 33 m)。交期 旺季 5–7 周(3–10 月),淡季 4 周,上海 FOB。整柜出货(40' 集装箱 1500–3000 m²,视厚度)交期由生产产能决定,非物流 —— 确认交付需 提前 8 周 下单。超临界干燥产能是毡线的瓶颈。
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