Fasi chjave in a pruduzzione di rivestimenti d'aerogel

L'aerogel sò materiali porosi nano-leggeri cù strutture di rete tridimensionali cumplesse. Cumbinanu proprietà cum'è a cunduttività termica ultra bassa, a bassa densità, l'alta porosità, l'alta trasmittanza di a luce, a grande superficia specifica, u bassu indice di rifrazione è a bassa velocità di u sonu. In l'ultimi anni, l'aerogel sò stati largamente applicati in diversi campi, cumprese l'industria di i rivestimenti.

I rivestimenti d'aerogel sò rivestimenti funziunali chì utilizanu aerogel (materiali leggeri nanoporosi cù una cunduttività termica estremamente bassa è una superficia specifica elevata) cum'è riempitivu funziunale principale. Sò principalmente usati per l'isolamentu termicu, a prutezzione da u focu è l'isolamentu acusticu. Basatu annantu à a preparazione di l'aerogel, sò introdutti stabilizzanti, disperdenti è altri additivi. Attraversu diversi metudi di dispersione, l'aerogel sò prima trasfurmati in sospensioni/paste d'aerogel, chì sò poi mischiate cù resine filmogene, additivi, solventi è altri pigmenti è riempitivi. Infine, i rivestimenti d'aerogel sò prudutti via dispersione à alta velocità.

Selezzione è Pretrattamentu di Aerogel

Selezzione è Pretrattamentu di l'Aerogel

• Tipi d'aerogel:

Selezziunate u tipu d'aerogel secondu u sistema di rivestimentu (à basa d'acqua o à basa di solvente) è u scenariu d'applicazione. L'opzioni cumuni includenu:

• Aerogel di silice: economichi cù eccellenti prestazioni d'isolamentu termicu;
• Aerogel di carbone: resistenza à alte temperature è conducibilità elettrica;
• Aerogel cumposti (per esempiu, aerogel di silice-alumina): proprietà meccaniche migliorate.

L'aerogel mudificati in superficia (per esempiu, mudificati cù silanu o trattati cù agente di accoppiamentu) sò preferiti, postu chì migliuranu a cumpatibilità cù u legante è riducenu l'agglomerazione.

Per esempiu, l'aerogel di melamina-formaldeide (MF) mostranu una resistenza meccanica è una stabilità chimica superiori à l'aerogel inorganici. L'aerogel ceramici cumposti di silice-alumina, preparati cù u "metodu phoenix nirvana", offrenu flessibilità, furmabilità è resistenza à temperature superiori à 1300 °C. E so soluzioni precursori ponu esse aduprate direttamente cum'è rivestimenti ignifughi è d'isolamentu termicu.

• Dimensione è morfologia di e particelle:

A polvere d'aerogel hà tipicamente una dimensione di particelle di 1-50 μm. Una distribuzione uniforme di a dimensione di e particelle deve esse mantenuta (e particelle troppu fini ponu causà a spolveratura, mentre chì e particelle troppu grosse ponu influenzà a levigatezza di u rivestimentu). L'aerogel granulari o microsferichi sò preferiti per via di una migliore integrità strutturale è di una ridotta agglomerazione eccessiva paragunata à e polveri à nanoscala.

E tecniche d'impregnazione à gradiente ponu esse aduprate per custruisce sequenzialmente strati di legame chimicu, strati di transizione funziunali è strati protettivi nantu à substrati d'aerogel, furmendu rivestimenti à gradiente multifase. Questu approcciu affronta prublemi sinergichi multiscala mentre cunferisce alta resistenza meccanica, bassa conducibilità termica è alta conducibilità elettrica.

• Pretrattamentu:

Sè si utilizanu aerogel senza mudificazione, hè necessaria una mudificazione di a superficia (per esempiu, trattamentu cù agenti di accoppiamentu silanu cum'è KH-550 o KH-570) per migliurà a dispersione è u ligame interfacciale in u legante, impedendu prublemi cum'è a frattura di u rivestimentu o a sedimentazione di l'aerogel durante e fasi successive.

 Compatibilità di u Sistema Binder

A selezzione di u legante (resina filmante) dipende da u scenariu di l'applicazione è deve assicurà a compatibilità cù l'aerogel, una bona furmazione di film è e proprietà funziunali richieste:

• Sistemi à basa d'acqua:

L'emulsioni acriliche à base d'acqua, i poliuretani à base d'acqua è l'epossidiche à base d'acqua sò preferite per via di a so rispettosità ambientale è di l'idoneità per a custruzzione è l'applicazioni interne. Hè essenziale assicurà una dispersione stabile di l'aerogel (in particulare l'aerogel mudificati) in acqua, evitendu a flottazione o l'agglomerazione di l'aerogel idrofobici.

• Sistemi à basa di solventi:

L'acrilichi à basa di solventi, l'epossidiche è e resine di silicone sò tipicamente aduprate, chì offrenu una migliore resistenza à l'intemperie è prestazioni à alta temperatura per e pipeline industriali è l'apparecchiature à alta temperatura. A polarità superficiale di l'aerogel deve currisponde à u sistema legante oleoso (per esempiu, aerogel mudificati idrofobicamente per sistemi à basa di solventi).

Requisiti funziunali:

• Per a resistenza à alte temperature (≥200 °C), si cunsiglianu leganti di silicone o di silicati inorganici;
• Per a flessibilità (per esempiu, sustrati metallichi), si preferisce u poliuretanu o i leganti acrilici elastomerichi.

 Selezzione di Additivi

• Dispersanti:

Un additivu criticu. Si devenu aduprà disperdenti d'altu rendimentu (cum'è disperdenti di tipu pettine à altu pesu moleculare) o disperdenti specificamente cuncipiti per nano-polveri. Impediscenu l'agglomerazione di l'aerogel per via di l'impedimentu stericu o di a repulsione elettrostatica, affrontendu a forte tendenza di l'aerogel à agglomerassi per via di a so grande superficia specifica è di e forze di van der Waals.

• Modificatori di reologia:

A causa di a densità estremamente bassa di l'aerogel (0,05–0,2 g/cm³), sò propensi à fluttuà o à sedimentà. Agenti tixotropici (per esempiu, bentonite mudificata o modificatori reologichi à base di urea) devenu esse aghjunti per aghjustà a viscosità, assicurendu a stabilità di almacenamentu è una bona prestazione di applicazione (cum'è a resistenza à u cedimentu).

• Antischiuma:

A struttura porosa di l'aerogel introduce facilmente bolle d'aria. Si cunsiglianu antischiuma senza silicone per evità di influenzà a trasparenza di u rivestimentu o di reagisce cù i gruppi funziunali di a superficia di l'aerogel. Devenu esse aghjunti in piccule quantità parechje volte per prevene difetti ligati à i residui cum'è a furmazione di crateri.

Jutao Environmental Technology — Specialisti in Soluzioni di Materiali Aerogel

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