气凝胶是新一代高效节能隔热材料。气凝胶是一种具有纳米多孔网络结构、并在孔隙中充 满气态分散介质的固体材料，是世界上最轻的固体。由于独特的结构，气凝胶在热学、声学、光学、电学、力学等多个领域都展示出优异的性能。目前商业化应用的气凝胶主要围绕其高效的阻热能力展开，下游用于石油化工、热力管网、锂电池、建筑建材、户外服饰、 航天、军工等多个领域。

气凝胶的阻热原理是其独立的结构带来的无对流效应、无穷多遮挡板效应、无穷长路径效应。气凝胶的导热系数在 0.012~0.024W/(m·K)，比传统的隔热材料低 2~3 个数量级， 其隔热的原理在于均匀致密的纳米孔及多级分形孔道微结构可以有效阻止空气对流，降低 热辐射和热传导：

1）无对流效应：气凝胶气孔为纳米级，内部空气失去自由流动能力；

2） 无穷多遮挡板效应：纳米级气孔，气孔壁无穷多，辐射传热降至最低；

3）无穷长路径效应：热传导沿着气孔壁进行，而纳米级气孔壁无限长。

与传统保温材料相比，二氧化硅气凝胶绝热毡的保温性能是传统材料的 2-8 倍，因此在同 等保温效果下气凝胶用量更少。以管道为例，直径为 150mm 的管道如果需要达到相同的 保温效果，对应使用的保温材料膨胀珍珠岩、硅酸钙、岩棉、气凝胶毡的厚度分别为 90mm、 76mm、64mm、20mm。根据中石化塔河炼化的测算，将常压焦化装置从传统保温材料 改造成“二氧化硅气凝胶保温毛毡+单面铝箔玻纤布保温材料”组合保温的方式后，热损 失降低了 34.7%，保温层厚度较传统保温材料降低 50%以上。

此外，气凝胶具备较长的使用寿命的优势，其使用寿命约为传统保温材料的 4 倍左右。传 统保温材料如岩棉、聚氨酯等在长期使用过程中容易吸水，一方面影响保温效果，另一方 面在吸水后由于重力作用导致保温材料分布不均匀，尤其是在管道保温的使用场景下，容 易造成保温材料在管道下部堆积，最终影响使用寿命。气凝胶则具有优异的防水效果，其 憎水率达 99%以上，在长期使用过程中仍能保持稳定的结构和隔热效果。

目前商用的气凝胶通常为复合材料制品，且具有多种形态。气凝胶存在强度低、韧性差等 缺点，因此需要通过添加颗粒、纤维等增强体提高强度和韧性，也可以通过添加炭黑、陶 瓷纤维等遮光剂提高遮挡辐射能力。因此当前在售气凝胶制品往往是由气凝胶材料与基材 复合制得。根据制品形态，气凝胶制品可以分为气凝胶毡、气凝胶纸、气凝胶布、气凝胶 板材、气凝胶粉末、气凝胶浆料、气凝胶涂料等。

1、最低的密度的固体<1.5mg/mL

2、最小的孔径1~100nm

3、最高的孔洞率>99.9%

4、最高的比表面积200-1000 m2/g

5、最低的热导率：常温常压下可达0.013 w/(km)

6、极优的防火性能：防火等级A1级,烟雾等级AQ1级

7、超疏水性：增水率>99%

8、最低的声传播速度<70m/s

9、最低的介电常数<1.003

10、最低的折射率<1.0003

气凝胶材料种类繁多，其中 SiO2 气凝胶的商业化应用最成熟。气凝胶按照前驱体可分为 氧化物、碳化物、聚合物、生物质、半导体、非氧化物、金属七大类。众多不同的前驱体 可制备出具有不同性能的气凝胶，极大丰富了气凝胶品种的多样性，拓展了气凝胶的应用 范围。目前市场上SiO2气凝胶的应用最成熟，2019年全球二氧化硅气凝胶占比高达69%。

二氧化硅气凝胶前驱体可分为有机硅源和无机硅源。常用的有机硅源是正硅酸甲酯、正硅 酸乙酯等功能性硅烷，无机硅源包括四氯化硅和水玻璃等。与无机硅源相比，有机硅源价 格较为昂贵，但是纯度高，工艺适应性好，可以适应超临界干燥和常压干燥。无机硅源水 玻璃价格虽然较低，但是杂质较多，目前主要用于常压干燥中。

气凝胶产品采用纳米气凝胶与玻璃纤维、陶瓷纤维等基材复合，将具有优异性能的气凝胶与柔性基材完美结合在一起，更大化保留了气凝胶轻质、隔热等特性，并赋予了气凝胶柔性与韧性。具备超长使用寿命、超强隔热性能、超高防火性能、超优机械性能的附加特点，气凝胶产品广泛应用于军工航天、热力管网、石油化工、新能源汽车、动力电池、轨道交通、消费电子以及纺织品等领域。

1、陶瓷纤维基材气凝胶隔热垫（耐温1050℃）

以陶瓷纤维为基材的SiO2,气凝胶复合材料通过嵌入硅胶框覆膜加工工艺而成。

2、预氧丝基材气凝胶隔热垫（耐温450℃）

以预氧丝为基材的SiO2气凝胶复合材料。通过嵌入硅胶框覆膜加工工艺而成。也可喷涂阻燃胶粘剂直接应用。

3、玻璃纤维基材气凝胶隔热垫（耐温650℃）

以玻璃纤维为基材的SiO2,气凝胶复合材料通过嵌入硅胶框覆膜加工工艺而成。