सारांश: एरोजेल थर्मल इंसुलेशन कोटिंग एक मोटी बैरियर-प्रकार की इंसुलेटिंग कोटिंग है, जिसकी सूखी फिल्म आमतौर पर 1–3 मिमी होती है और जो 20–50 nm नैनोपोर नेटवर्क के जरिए ठोस चालन, गैस संवहन और विकिरण को एक साथ दबाती है। मानक T/CECS 10126-2021 एरोजेल आधारित मिड-कोट के लिए ताप चालकता 0.044 W/(m·K) से अधिक न होने की मांग करता है; R = d/λ से, 2 मिमी और 0.044 W/(m·K) की कोटिंग लगभग 0.045 m²·K/W थर्मल रेजिस्टेंस देती है — लगभग 9 मिमी की साधारण जैविक पेंट फिल्म के बराबर। मुख्य समझौता: अधिक एरोजेल चालकता घटाता है पर आसंजन कमजोर करता है। प्रकाशित जल-आधारित फॉर्मूलेशन (20% एरोजेल स्लरी, 25% हॉलो ग्लास माइक्रोस्फेयर, 30% एक्रिलिक इमल्शन) ने 0.041 W/(m·K) और 0.82 MPa तन्य आसंजन शक्ति मापी।
एरोजेल इंसुलेशन कोटिंग क्या है
एरोजेल थर्मल इंसुलेशन कोटिंग एक बैरियर-प्रकार की इंसुलेटिंग कोटिंग है जिसका मुख्य फंक्शनल फिलर नैनोपोरस सिलिका (SiO₂) एरोजेल है, जो जैविक इमल्शन या अजैविक बाइंडर के साथ बनती है; सूखी फिल्म मोटाई आमतौर पर 1–3 मिमी। इसका उपयोग औद्योगिक उपकरणों, पाइपलाइनों और भवन आवरण पर ऊर्जा बचत, ठंडी जलन से सुरक्षा और संघनन नियंत्रण के लिए होता है। इसकी क्रियाविधि रिफ्लेक्टिव कोटिंग्स (निकट-IR परावर्तन) और रेडिएटिव कोटिंग्स (मध्य/दूर-IR उत्सर्जन) से भिन्न है; व्यवहार में अक्सर इंसुलेटिंग मिड-कोट + रिफ्लेक्टिव टॉपकोट प्रणाली बनती है।
मुख्य आंकड़े
- सरंध्र संरचना: SiO₂ एरोजेल के छिद्र लगभग 20–50 nm, परिवेशी स्थितियों में हवा के अणुओं की माध्य मुक्त पथलंबाई (लगभग 68 nm) से छोटे; सरंध्रता 90–99.8%, विशिष्ट सतह क्षेत्र 400–1000 m²/g, मोनोलिथ घनत्व लगभग 0.002 g/cm³ तक।
- ताप चालकता: मूल एरोजेल लगभग 0.011–0.018 W/(m·K); एरोजेल ब्लैंकेट सामान्यतः ≤0.023 W/(m·K); कोटिंग्स आमतौर पर 0.035–0.044 W/(m·K)।
- मानक सीमाएँ: T/CECS 10126-2021 (01/08/2021 से लागू) मिड-कोट के लिए ≤0.044 W/(m·K) मांगता है; GB/T 25261-2018 सामान्य मिड-कोट को ग्रेड 1 ≤0.08 और ग्रेड 2 0.08–0.15 W/(m·K) में वर्गीकृत करता है।
- संदर्भ: स्थिर हवा 0.023 W/(m·K); विस्तारित पर्लाइट 0.05–0.06 W/(m·K); साधारण जैविक फिल्में लगभग 0.15–0.25 W/(m·K)।
- प्रकाशित उदाहरण: 20% एरोजेल स्लरी, 25% माइक्रोस्फेयर, 30% एक्रिलिक इमल्शन वाला जल-आधारित मिड-कोट: 0.041 W/(m·K) (ASTM E1530-2019) और 0.82 MPa (GB/T 30803-2014, IDT ISO 29804:2009)।
- भौतिक गुण: सूखी फिल्म घनत्व लगभग 0.35–0.50 g/cm³, परंपरागत भरी हुई फिल्मों से कहीं हल्की; व्यावसायिक उत्पाद अक्सर 98% जल निरोध, pH 7–9 और क्रॉस-कट आसंजन ग्रेड 1 बताते हैं (निर्माता की टाइप-टेस्ट रिपोर्ट से सत्यापित करें)।
- अनुप्रयोग पैरामीटर: 5–40 °C, प्रति पास लगभग 1 मिमी सूखी, स्प्रे दूरी 30–50 सेमी, कुल 2–3 मिमी कई पासों में।
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गैस चरण: क्नूडसेन प्रभाव
परिवेशी स्थितियों में हवा के अणुओं की माध्य मुक्त पथलंबाई लगभग 68 nm होती है। 20–50 nm के छिद्रों में अणुओं के टकराव सीमित हो जाते हैं और गैस चालन मुक्त हवा के 0.023 W/(m·K) से नीचे चला जाता है। यही एरोजेल को पर्लाइट या वर्मीक्युलाइट जैसे पारंपरिक सरंध्र फिलरों से अलग करता है, जिनके माइक्रोन छिद्र साधारण हवा जैसा ही चालन करते हैं।
ठोस चरण: लंबे, घुमावदार पथ
एरोजेल नैनोकण ढांचे से बना है जिसमें ठोस अंश बहुत कम (सरंध्रता 90% से अधिक) और ताप पथ अत्यंत घुमावदार होते हैं, जिससे ठोस चालन दृढ़ता से सीमित होता है। बाइंडर चालक पुल फिर से बनाता है: अधिक रेज़िन, अधिक चालकता — इसीलिए कोटिंग्स (0.035–0.044) और मूल एरोजेल (0.011–0.018 W/(m·K)) के बीच अंतर आता है।
विकिरण: इन्फ्रारेड परदा
उच्च तापमान पर विकिरण का हिस्सा बढ़ता है; IR-परदा फिलर (टाइटेनियम डाइऑक्साइड, कार्बन पाउडर) मिलाए जाते हैं, जबकि भवनों में रिफ्लेक्टिव टॉपकोट सौर विकिरण संभालता है। हीट-स्प्रेडिंग कोटिंग्स से न मिलाएँ, जिनका लक्ष्य उलटा उच्च चालकता है।
तुलनात्मक तालिका: चालकता और समतुल्य मोटाई
थर्मल रेजिस्टेंस R = d/λ (d = सूखी फिल्म मोटाई, λ = ताप चालकता)। 0.045 m²·K/W तक पहुँचने के लिए मोटाई:
| प्रणाली | विशिष्ट λ, W/(m·K) | 0.045 m²·K/W के लिए सूखी फिल्म | टिप्पणी |
|---|---|---|---|
| एरोजेल मोटा मिड-कोट (T/CECS 10126-2021) | ≤0.044 | ≈2.0 मिमी | एरोजेल का न्यूनतम आयतन अंश निर्दिष्ट |
| एरोजेल + हॉलो ग्लास माइक्रोस्फेयर | ≈0.041 (मापा गया) | ≈1.8 मिमी | प्रकाशित फॉर्मूला, Coating & Protection अंक 1, 2025 |
| इंसुलेटिंग मिड-कोट ग्रेड 1 (GB/T 25261-2018) | ≤0.08 | ≈3.6 मिमी | हॉलो ग्लास माइक्रोस्फेयर प्रकार |
| इंसुलेटिंग मिड-कोट ग्रेड 2 (GB/T 25261-2018) | 0.08–0.15 | ≈3.6–6.7 मिमी | विस्तारित पर्लाइट, वर्मीक्युलाइट प्रकार |
| साधारण जैविक पेंट फिल्म | ≈0.15–0.25 | ≈7–11 मिमी | एपॉक्सी, एक्रिलिक स्तर |
| स्थिर हवा (संदर्भ) | 0.023 | ≈1.0 मिमी | कोटिंग नहीं; केवल संदर्भ |
फॉर्मूलेशन और चयन बिंदु
चालकता बनाम आसंजन शक्ति
एरोजेल सरंध्र और यांत्रिक रूप से कमजोर है: अधिक मात्रा चालकता घटाती है पर सतत बाइंडर चरण को पतला करके आसंजन घटा देती है। प्रकाशित अध्ययन में, इमल्शन 30% और माइक्रोस्फेयर 25% पर स्थिर रखते हुए 20% स्लरी से ऊपर बढ़ाने पर आसंजन लगातार गिरा; 20/25/30 संयोजन ने 0.041 W/(m·K) और 0.82 MPa एक साथ पूरे किए। पहले आसंजन की न्यूनतम सीमा तय करें, फिर एरोजेल चरणबद्ध बढ़ाएँ।
हॉलो ग्लास माइक्रोस्फेयर के साथ मिश्रण
हॉलो ग्लास माइक्रोस्फेयर स्थिर हवा (लगभग 0.023 W/(m·K)) कैद करते हैं; सस्ते, कुचलने के प्रति प्रतिरोधी और एंटी-सिकुड़न ढांचा बनाते हैं। आगमन जांच में बल्क घनत्व और पानी में तैरने की दर से टूटे स्फेयर तुरंत पहचाने जा सकते हैं: तैरने की दर जितनी अधिक, स्फेयर उतने अधिक अक्षत।
बाइंडर और सेवा तापमान
जल-आधारित एक्रिलिक सिस्टम दीर्घकालिक सेवा में आमतौर पर लगभग 120 °C तक सीमित रहते हैं। SiO₂ ढांचा स्वयं कई सौ डिग्री सह लेता है, पर कोटिंग की सीमा बाइंडर तय करता है। अधिक गर्म पाइपों के लिए अजैविक/सिलिकेट सिस्टम (GB/T 17371-2008 देखें) या एरोजेल ब्लैंकेट + पतली कोट योजना चुनें, टाइप-टेस्ट डेटा से सत्यापित।
अनुप्रयोग और स्वीकृति
मोटी फिल्में सिकुड़ती हैं और क्रैज़ कर सकती हैं: प्रति पास लगभग 1 मिमी, 30–50 सेमी दूरी, 5–40 °C पर। ताप चालकता GB/T 32064-2015 (ट्रांजिएंट प्लेन सोर्स) या हीट-फ्लो मीटर विधि से; तन्य आसंजन GB/T 30803-2014 से; प्रणाली डिज़ाइन और स्वीकृति T/CECS 835-2021 से; उत्पाद GB/T 34336-2017 से।
सामान्य प्रश्न
कितनी ताप चालकता अनुरूप मानी जाती है?
T/CECS 10126-2021 के अनुसार 0.044 W/(m·K) तक अनुरूप है। 0.030 W/(m·K) से नीचे के दावों पर पहले परीक्षण विधि, नमूना मोटाई और कंडीशनिंग की पुष्टि करें।
2 मिमी कोटिंग कितनी पारंपरिक मोटाई के बराबर है?
थर्मल रेजिस्टेंस से, 2 मिमी और 0.044 W/(m·K) ≈ 0.045 m²·K/W — यानी 3.6–6.7 मिमी पारंपरिक इंसुलेटिंग मिड-कोट या 7–11 मिमी साधारण जैविक फिल्म के बराबर। यह सतही परत है, पाइप इंसुलेशन का पूर्ण प्रतिस्थापन नहीं; डिज़ाइन T/CECS 835-2021 और परियोजना दस्तावेज़ों के अनुसार है।
कितने तापमान तक चल सकती है?
बाइंडर पर निर्भर: जल-आधारित एक्रिलिक लगभग 120 °C दीर्घकालिक; इससे ऊपर अजैविक/सिलिकेट सिस्टम या ब्लैंकेट कंपोजिट चुनें, और टाइप-टेस्ट रिपोर्ट में ऊष्मा प्रतिरोध व ताप चक्र जांचें।
अधिक एरोजेल पर आसंजन क्यों गिरता है?
अत्यधिक अंश पर सरंध्र एरोजेल सतत चरण को पतला कर देता है: इमल्शन कणों को घेर नहीं पाती और तन्य आसंजन गिरता है। पहले आसंजन की न्यूनतम सीमा तय करें, फिर एरोजेल, माइक्रोस्फेयर और बाइंडर पर ग्रेडिएंट परीक्षण करें।
क्या मोटी परतें दरार डालती हैं?
बहुत मोटा पास और तेज़ सुखाना जालीदार दरारें पैदा करते हैं। प्रति पास लगभग 1 मिमी लगाएँ, सिकुड़न तनाव बांटने के लिए माइक्रोस्फेयर या फाइबर ढांचा उपयोग करें और रीकोट अंतराल का पालन करें।
रिफ्लेक्टिव कोटिंग्स से संबंध?
परस्पर पूरक: रिफ्लेक्टिव टॉपकोट सौर अवशोषण घटाता है जबकि एरोजेल मिड-कोट चालन दबाता है; संयुक्त प्रणाली गर्म क्षेत्रों की फसादों और औद्योगिक सुविधाओं पर सामान्य है।
स्रोत
- T/CECS 10126-2021 एरोजेल मोटी इंसुलेशन कोटिंग प्रणाली, लागू 01/08/2021
- T/CECS 835-2021 एरोजेल मोटी इंसुलेशन कोटिंग प्रणाली अनुप्रयोग तकनीकी नियम
- GB/T 34336-2017 नैनोपोर एरोजेल कंपोजिट इंसुलेशन उत्पाद
- GB/T 25261-2018 भवनों के लिए रिफ्लेक्टिव इंसुलेटिंग कोटिंग (मिड-कोट ग्रेडिंग)
- GB/T 30803-2014 तन्य आसंजन शक्ति का निर्धारण (IDT ISO 29804:2009)
- GB/T 32064-2015 भवन सामग्री की ताप चालकता हेतु ट्रांजिएंट प्लेन सोर्स विधि
- GB/T 17371-2008 सिलिकेट कंपोजिट इंसुलेटिंग कोटिंग
- Zhao Wansai आदि, जल-आधारित एरोजेल इंसुलेटिंग मिड-कोट का विकास, Coating & Protection अंक 1, 2025
Last updated: 2026-10-16 ｜ Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. तकनीकी विभाग द्वारा समीक्षित और प्रकाशित