纤维增强气相粉体微孔绝热制品 编制说明

1、团体标准纤维增强气相粉体微孔绝热制品编制说明标准编制组2022年8月团体标准纤维增强气相粉体微孔绝热制品编制说明一、概述纤维增强气相粉体微孔绝热制品（简称微孔制品）是一种由气相二氧化硅或气相氧化铝、增强纤维以及遮光剂等辅助材料制成的，具有纳米多孔结构的新型材料。其具有耐温性好、高温下导热系数极低的特点，目前在任何已知材料中其高温绝热性能最佳，在高温领域的应用具有特殊的优势，可以极大的降低能耗以及减少保温层的厚度，对于我国工业领域实现“双碳”目标可以提供很好的助力。气相二氧化硅的“原生粒径”为7-40nm，二氧化硅粒子之间的间距约为10纳米，非常细小。微孔制品的高温隔热性能是传统保温材料的38倍

2、，厚度可比传统材料减薄38倍，可大幅度降低热能损耗。热量的传递有三种途径：热传导、辐射和对流。微孔制品对这三种热传递均有很好的隔绝作用。微孔制品密度较低，由于其独特的微孔结构，热传导的“路径”极小；对于辐射换热，通过遮光剂的添加，在高温状态下可以达到非常好的隔断效果；对于对流传热，微孔制品的微孔结构将空气分隔为无数小孔隙，这些孔隙的直径达到纳米级，这些空隙限制了空气的对流，甚至可以约束空气分子的自由碰撞，所以微孔制品突破了传统绝热材料的限制，其平均温度500的导热系数可以达到0.040W/（mk）甚至更低。产品中增强纤维的使用，使微孔制品的力学性能大大提升，但纤维的类型也会对微孔制品的耐温性产

3、生影响。目前气相二氧化硅在国内有国家标准GB/T 20020-2013气相二氧化硅，该国家标准主要针对气相二氧化硅产品，未涉及气相二氧化硅制品。微孔制品在保温工程中的应用具有相当大的优势：1、导热系数低，可以大大的减少保温层的厚度，以及提升保温效果，提升输送距离，实现节能减排的效果；2、热稳定性好，是A1级不可燃材料，高温下不粉化；3、安全性好，无毒环保，不含可吸入性有害纤维。目前国内已有多家企业在生产该产品，产品工艺、质量较为稳定，在工业上已有广泛应用。国内无该材料的产品标准，国外有ASTM C1676/C1676M-19微孔绝热材料规范。由于原材料使用的气相二氧化硅的品质、原材料配方、生产

4、工艺等方面会造成各企业生产的微孔制品产品性能参差不齐，为新材料的推广与产业的发展带来问题，急需产品标准来对材料的性能进行规范，在交付验收环节为供给双方提供基本的产品技术指标参考，最终推动微孔制品的应用与产业的发展。二、工作简况鉴于以上情况，南京玻璃纤维研究设计院有限公司于2020年底向CSTM/FC03/TC05绝热及吸声材料标准委员会提出了纤维增强气相二氧化硅微孔绝热制品团体标准计划。2021年2月，绝热及吸声材料标准委员会向CSTM标准委员会申报该项团体标准建议。2021年3月5日，CSTM标准委员会发布材试标字2021025号文“关于CSTM标准纤维增强气相二氧化硅微孔绝热制品的立项公告

5、”，下达了团体标准制定计划纤维增强气相二氧化硅微孔绝热制品，计划号：CSTM LX 0305 00613-2021，由南京玻璃纤维研究设计院有限公司（以下简称南京玻纤院）负责起草。在编制过程中，编制组发现1200型产品主要成分为气相氧化铝，所以建议将标准名称改为纤维增强气相粉体微孔绝热制品。起草单位在计划下达后，组建了标准编制小组，编写了草案，并于2022年8月4日在南京（线上）召开工作组会，对标准草案、验证试验情况进行了讨论，并提出了部分修改意见。标准编制组根据会议精神以及成员意见进行了部分验证试验的补充，并对标准进行了修改，最终形成了标准征求意见稿。三、标准的编制原则标准文本按照GB/T

6、1.1-2020给出的规则进行编制。标准文本的编写格式依照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写。本着保证微孔绝热制品产品质量、符合技术先进、经济合理的原则来开展本标准研制工作，根据微孔绝热制品实际运用的目的，进行针对性试验，并依据验证试验结果对指标进一步调整，兼顾指标的合理性和先进性，确保微孔绝热制品在使用过程中达到其使用目的。力求制定的标准能够满足国内微孔绝热制品生产实际需求，并促进行业技术进步与发展。四、本标准与国外同类标准的对比目前国内没有气相二氧化硅微孔绝热制品标准，国外标准仅有ASTM C1676/C1676M-19微孔绝热材料规范，本标准性能与其对比见表

7、1：表1 本标准与ASTM C1676/C1676M-19指标对比内容本标准要求ASTM C1676/C1676M-19要求备注定义将气相二氧化硅或气相氧化铝与增强材料以及辅助材料压制而成的复合绝热制品。微孔绝热制品：由无机金属氧化物粉体、人造或自然纤维和无机红外遮光剂压制而成的绝热制品。-分类按制品形态分为板、管壳和柔性毡。 按憎水性能，分为非憎水型、憎水型。按分类温度分为以下四类：900型，分类温度900；1000型，分类温度1000；1100型，分类温度1100；1200型，分类温度1200。按制品形态分为：Type I BoardsType II Quilted PanelsType

8、III Molded Pipe Sections.按制品的最高使用温度分为以下四个级别：1分类温度900；2A分类温度1000；2B（憎水型）分类温度1000（在250及以下可以保持其憎水型，大于250时憎水性能将以一定速度降低）；3分类温度1150。我国标准分类温度比ASTM标准更多，适用范围更广。导热系数900、1000、1100型制品平均温度为500的导热系应不大于0.036W/(mK)。1200型制品平均温度为500的导热系数应不大于0.044W/(mK)。Type I在平均温度为500的导热系数应不大于0.038W/(mK)。Type II在平均温度为500的导热系数应不大于0.05

9、0W/(mK)。Type III在平均温度为600的导热系数应不大于0.047W/(mK)。我国标准指标比ASTM标准指标更为严格，分类更细致。加热永久线变化应不小于-2.0%。试验温度小于1000时，应不大于2%。与ASTM标准一致。吸水性憎水型制品的体积吸水率应不大于5%。憎水型制品的质量吸水率应不大于5%。质量吸水率适宜于表示具有封闭孔隙或极大开口孔隙的材料的吸水性；体积吸水率适宜于表示具有很多微小开口孔隙的轻质材料（如加气混凝土、软木等）的吸水性。我国标准在指标的选择上更加科学。燃烧性能非憎水型板、管及柔性毡芯材的燃烧性能应达到GB 8624规定的A1级。憎水型板、管及柔性毡芯材的有机

10、物含量应不大于1.0%。柔性毡包覆材料的有机物含量应不大于10%。符合ASTM E84要求。我国标准对憎水型和非憎水型材料分别作出要求，指标更加严格。烟毒性应满足AQ1级。-我国标准特有指标。尺寸板、毡的尺寸允许偏差管壳的尺寸允许偏差Type IType IIType III尺寸需符合ASTM C585要求。我国标准针对不同尺寸和种类的产品规定了不同的尺寸允许偏差，指标更加具体准确。密度板、管壳的基材实测密度与标称密度的偏差应不大于10%，柔性毡的基材实测密度与标称密度的偏差应不大于5%。Type I 密度在200450kg/m之间，Type II密度在190300kg/m之间，Type II

11、I密度在300400kg/m之间。我国标准指标更加具体。压缩强度板、管壳厚度在20mm及以上时，压缩强度应不小于300KPa。厚度小于20mm时，压缩强度由供需双方自行商定。柔性毡厚度在10mm及以上时，压缩强度应不小于50KPa。厚度小于10mm时，压缩强度由供需双方自行商定。Type I 产生10%的形变时，压缩强度应不小于0.14MPa，Type II产生10%的形变时，压缩强度应不小于0.05MPa，Type III产生10%的形变时，压缩强度应不小于0.14MPa。我国标准对产品指标要求更加严格。腐蚀性用于覆盖奥氏体不锈钢时，离子含量应符合GB/T 25996的规定。符合ASTM C

12、665要求。我国标准指标指向更为明确。六种限用物质含量客户有要求时，产品应满足GB/T 26572限量要求。-我国标准特有指标。重点化学物质含量客户有要求时，产品应满足GB/T 39498限量要求。-我国标准特有指标。五、本标准的主要内容说明下面根据标准的条目对标准内容进行说明。范围本文件规定了纤维增强气相粉体微孔绝热制品（简称为微孔制品）的术语和定义、分类和标记、要求、试验方法、检验规则、标志以及包装、运输及贮存。本文件适用于纤维增强气相二氧化硅或气相氧化铝粉体的微孔绝热制品，包含微孔板、微孔管壳及微孔柔性毡，产品可能包含玻璃纤维布、铝箔纸、纤维纸、PE热缩膜等包覆层。说明：在范围中，明确规

13、定了本标准的适用范围，是“纤维增强气相粉体微孔绝热制品”。其中的“气相粉体”、“微孔绝热制品”等词语明确的规定了本标准的适用对象。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 4132 绝热材料及相关术语GB/T 5480 矿物棉及其制品试验方法GB/T 5486 无机硬质绝热制品试验方法GB 8624 建筑材料及制品燃烧性能分级GB/T 10294 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法GB/T 13480 建筑用绝热制品 压缩性能的测定GB/T 17

14、911 耐火纤维制品试验方法GB/T 20285 材料产烟毒性危险分级GB/T 25996 绝热材料对奥氏体不锈钢外部应力腐蚀开裂的试验方法GB/T xxxxx 建筑用绝热材料 有机物含量的测定说明：主要内容是标准引用的基础标准及试验方法标准。本文件引用的标准均为不带年代号引用，其最新版本（包括所有的修改单）适用。术语和定义GB/T 4132界定的及以下定义及术语适用于本文件。纳米微孔板复合绝热制品 Nanoporous board composite thermal insulation products包含纳米微孔粉体材料、增强材料以及辅助材料压制而成的复合绝热制品。纤维增强气相粉体微孔绝

15、热板 Fiber reinforced fumed microporous thermal insulation board板状且具有一定刚性的纤维增强气相粉体微孔绝热制品，简称微孔板。纤维增强气相粉体微孔绝热管壳 Fiber reinforced fumed microporous thermal insulation pipe section管壳状纤维增强气相粉体微孔绝热制品，简称微孔管壳。纤维增强气相粉体微孔绝热柔性毡 Fiber reinforced fumed microporous thermal insulation mat毡状具有一定柔性的纤维增强气相粉体微孔绝热制品，外部有玻

16、纤织物包覆，简称微孔柔性毡。说明：术语和定义引用了国家标准GB/T 4132 绝热材料及其术语，该国家标准是绝热材料行业的术语标准，包含了绝热材料行业相关的术语和解释。由于纤维增强气相粉体微孔绝热制品是一种全新的绝热材料，所以我们针对一些特有的术语进行了定义，包括“纳米微孔板复合绝热制品”、“纤维增强气相粉体微孔绝热板”、“纤维增强气相粉体微孔绝热管壳”、“纤维增强气相粉体微孔绝热柔性毡”。其中明确了“纳米微孔板复合绝热制品”是包含纳米微孔粉体材料、增强材料以及辅助材料压制而成的复合绝热制品。“纤维增强气相粉体微孔绝热板”是板状且具有一定刚性的纤维增强气相粉体微孔绝热制品，简称微孔板。“纤维增

17、强气相粉体微孔绝热管壳”是管壳状纤维增强气相粉体微孔绝热制品，简称微孔管壳。“纤维增强气相粉体微孔绝热柔性毡”是毡状具有一定柔性的纤维增强气相粉体微孔绝热制品，外部有玻纤织物包覆，简称微孔柔性毡。分类和标记分类按制品形态分为板、管壳和柔性毡。 按憎水性能，分为非憎水型、憎水型。按分类温度分为以下四类：900型，分类温度900；1000型，分类温度1000；1100型，分类温度1100；1200型，分类温度1200。说明：板、管壳和柔性毡是目前国内市场上主要的三种产品型式；产品按憎水性能分为憎水型和非憎水型；不同分类温度主要由增强纤维的种类决定，并有不同的要求。经过工作组讨论，专家认为现在国内市

18、场分类温度900的产品居多，所以在此新增900型产品。要求外观表面应平整，不应有明显影响使用质量的可见缺陷，如孔洞、裂口、缺棱缺角等。尺寸允许偏差板、柔性毡制品的尺寸偏差应符合表2的规定，管壳制品的尺寸允许偏差应符合表3的规定。表2 板、柔性毡的尺寸允许偏差 单位为毫米长、宽厚050021.05011000310014表3 管壳的尺寸允许偏差单位为毫米长度内径厚度3或aa取绝对值最大者说明：对于毡状和板状产品，本文件中对不同长度和宽度的产品提出了不同的尺寸允许偏差，厚度统一为1.0。对于尺寸较大的产品，要求较为宽松。对于管状制品，本文件对长度和厚度都做出了明确规定，对内径的规定则是取其绝对值最

19、大者。为了方便产品安装，所以将偏差定为正偏差。试验方法来源于GB/T 5486 无机硬质绝热制品试验方法。密度板、管壳的基材实测密度与标称密度的偏差应不大于10%，柔性毡的基材实测密度与标称密度的偏差应不大于5%。说明：由于微孔板制品的密度和一些核心指标，例如导热系数、最高使用温度、加热永久线变化等没有相关性，所以说密度并不是标准的核心指标，ASTM C1676中对密度的要求也非常宽松，符合一定范围即可。为了生产控制、交付验收的需求，我们还是对密度提出了要求，所以给出了板、管壳的基材实测密度与标称密度的偏差应不大于10%，柔性毡的基材实测密度与标称密度的偏差应不大于5%的要求。试验方法来源于G

20、B/T 5486 无机硬质绝热制品试验方法。导热系数900、1000、1100型制品平均温度为500的导热系数应不大于0.036W/(mK)。1200型制品平均温度为500的导热系数应不大于0.044W/(mK)。说明：专家提出国内产品500的导热系数可以达到0.036W/(mK)，有些性能优异的产品导热系数可以达到0.032W/(mK)，经过讨论，本文件中将导热系数定为0.036W/(mK)，比ASTM C1676的指标更为严格。本文件还对1200型产品单独作出要求，其500的导热系数应不大于0.044W/(mK)。试验方法来源于GB/T 10294绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板

21、法。压缩强度板、管壳厚度在20mm及以上时，压缩强度应不小于300KPa。厚度小于20mm时，压缩强度由供需双方自行商定。柔性毡厚度在10mm及以上时，压缩强度应不小于50KPa。厚度小于10mm时，压缩强度由供需双方自行商定。说明：经过工作组会议讨论，专家提出市场上存在厚度偏小的产品，其压缩强度达不到原先规定的指标。所以在此按厚度对产品加以区分，对厚度偏小产品增加了新的要求，压缩强度由供需双方自行商定。试验方法来源于GB/T 13480建筑用绝热制品 压缩性能的测定。加热永久线变化应不小于-2.0%。说明：该性能是高温用材料的常用性能，表征材料在高温下收缩的情况。经过验证试验，工作组发现基本

22、上所以产品都能达到规定。故标准规定所有产品加热永久线变化应不小于-2.0%，与ASTM C1676一致。试验方法来源于GB/T 17911耐火纤维制品试验方法。体积吸水率憎水型制品的体积吸水率应不大于5%。说明：防水性能也是绝热材料非常重要的一个性能，吸水吸湿不但会降低绝热材料的性能，还可能会对整个绝热结构产生损害。质量吸水率适宜于表示具有封闭孔隙或极大开口孔隙的材料的吸水性；体积吸水率适宜于表示具有很多微小开口孔隙的轻质材料（如加气混凝土、软木等）的吸水性。经过工作组讨论，一致决定将质量吸水率改为体积吸水率。本文件要求在有防水防潮要求时，体积吸水率应不大于5.0%。试验方法来源于GB/T 5

23、480矿物棉及其制品试验方法。燃烧性能非憎水型板、管及柔性毡芯材的燃烧性能应达到GB 8624规定的A1级。憎水型板、管及柔性毡芯材的有机物含量应不大于1.0%。柔性毡包覆材料的有机物含量应不大于10%。说明：GB 50264-2013工业设备及管道绝热工程设计规范中第4.1.6条规定，“绝热材料及制品的燃烧性能等级应符合下列要求：1 被绝热设备或管道表面温度大于100时，应选择不低于国家标准GB 8624中规定的A2级材料。2 被绝热设备或管道表面温度小于或等于100时，应选择不低于国家标准GB 8624中规定的C级材料，”由于非憎水型板、管及柔性毡芯材的成分主要是无机非金属粉体和增强纤维，

24、所以燃烧性能应达到GB 8624规定的A1级。憎水型板、管及柔性毡芯材为了实现憎水添加了有机官能团，造成燃烧性能等级无法达到A1级，所以对其有机物含量作出规定，应不大于1.0%。柔性毡包覆材料为了保证毡类制品性能，其有机物含量应不大于10%。试验方法来源于GB 8624建筑材料及制品燃烧性能分级、GB/T xxxxx 建筑用绝热材料 有机物含量的测定。烟毒性应满足AQ1级。说明：微孔板制品的成分主要是无机非金属粉体和增强纤维，使用过程中产生有毒物质极少，应满足GB/T 20285规定的AQ1级。试验方法来源于GB/T 20285材料产烟毒性危险分级。腐蚀性用于覆盖奥氏体不锈钢时，离子含量应符合GB/T 25996的规定。说明：主要测试用于覆盖奥氏体不锈钢时的情况。采用的标准为较为成熟的试验方法，主要考察材