超级保温材料：真空保温板

Original 友绿人友绿网 2022-06-01

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真绝热板(VIP板)是英文Vacuum Insulation Panel的简称，建筑用VIP保温板是从应用于设备冰箱的优异保温材料发展而来的。真空绝热板的导热系数在0.003-0.004w/m·k，比传统绝热材料高十倍，且厚度仅为普通的1/7。VIP主要由芯材 (Core material)、阻隔膜 (Barrier envelope) 和吸气剂 (Getter)三部分组成。而VIP的热量传递主要包括芯材的导热、VIP内部残留气体的导热、对流传热和辐射传热4部分组成。VIP芯材本身为多孔性材料，接触面积小，有利于减小热传导。

VIP结构图，来源：南京航空航天大学

常见的VIP多为矩形平板VIP，但也有少量异形板，如弧形VIP、带凹槽VIP、表面凹坑VIP和带铆钉孔VIP等。

VIP制备流程，来源，南京航空航天大学l

国内近几年开始制造并采用VIP改良冰箱隔热层，加上国外一些发达国家对VIP的研究和使用已经有十多年的历史，以及二十世纪中国制造业的崛起与国家节能政策的颁布实施，VIP这种超强新型的保温材料正被商家所关注，市场前景广阔。

VIP主要用于保温绝热，如家用冰箱、游艇冰箱、迷你冰箱、车载冰箱、深冷冰柜、电热水器、自动贩卖机、冷冻箱、冷藏集装箱、建筑墙体保温和LNG储运等。

在冷藏设备中的应用

1. 家电冰箱或冷库采用VIP隔热：可以节能10%～30%，并且增加有效容积20%-30%。采用VIP隔热，除了经济意义外，还有冰箱重量轻，体积小的优点。冰箱门和冷冻箱的上开门，要求质轻、壁薄，采用VIP隔热有较大的技术经济意义。

2. 以蓄冷材料维持低温的冷藏箱：用PU或PF保温时，保温期只有1～2天;采用VIP隔热材料后，保温期延长至4～5天，使原来必须空运的物品，可以改用卡车运输或者火车运输，大幅度降低了运输费用。

3. 冷藏保温箱：在内装保温物品相同的情况下，用PU泡沫时，外形尺寸57cm×50cm×50cm，保温层厚度3.8 cm，内装21.8 kg冷却剂，保温期120 h;(2) 用VIP隔热时，外形尺寸33cm×46cm×28cm，保温层厚度2.5cm，内装7 kg 冷却剂，保温期200 h。采用VIP新材料后，保温箱体积减少70%，冷却剂减少68%，而保温期则延长66%。减少了运费，提高了运距，经济效果明显。

在航空航天中的应用

在航空航天领域，由于超声速和高超声速飞行过程中的气动载荷的影响，飞行器表面出现了很大的温升，破坏了其安全使用性能。因此，飞行器需采用重量轻且防热性能优良的热防护系统 (TPS) 解决气动加热问题。TPS是发展高超声速飞行器的关键性技术之一，而开发新型隔热材料是TPS中最为实用的途径。TPS作为一种特殊结构的耐高温VIP，目前已被广泛应用于航天器防热结构。

在节能建筑领域的应用

与常用建筑保温材料相比，VIP板有着极其优异的保温性能，达到同等保温效果只需很小的材料厚度。

VIP真空板在建筑保温上的应用还在起步阶段，生产建筑用VIP保温板芯材的公司只有三家：Waeker(德国)、cab0t(美国)和DeglJssa(德国)。目前世界上只有德国和瑞士逐步建立了应用VIP保温板的建筑市场，迄今已有数十项VIP板应用于地面、屋面、阳台、墙面等保温隔热的工程实例。由于VIP板超群的保温性能和超薄的厚度也给了节能建筑师们更大的设计自由度，尤其在寒冷地区或其它对保温要求较高的节能建筑的保温方面具有优势。

VIP真空隔热板应用于建筑行业的意义

根据VIP板隔热性能优异而且所需保温层厚度极薄的特点，如果在寒冷地区建筑保温系统中应用，将会显示较大的优势。在冬季平均气温-20℃的哈尔滨，采用该保温板的节能建筑将告别传统的49墙建筑或普通的厚保温墙建筑，轻松达到高保温值，而且这种薄墙节能建筑的采光质量和观景视野将大大优于厚墙建筑，由于薄墙还会让房屋开发商有更多的获利，所有这些因索对于推进我国长江流域以北寒冷地区低能耗建筑的发展无疑有着积极的影响。

VIP板在中国的现状

根据《中国绝热节能材料行业“十三五”发展规划》显示，2015年VIP板产量达到了1105万平方米，2016年超过1800万平方米，按120元/平方米的单价计算，我国VIP板市场规模超过22.42亿元。

中国研发真空绝热板的企业屈指可数，VIP真空隔热板质量与国外也有些差距，但是凭借着中国制造的低成本和低碳经济的备受关注，国产产品在市场上也有一席之地。目前我国VIP真空隔热板行业主要存在四类企业：1）国外大型家电企业，主要以自产自用为主；2）只生产VIP板企业（芯材需要外购）；3）只生产VIP芯材企业；4）VIP板和芯材都生产。

目前国内最大的VIP生产企业再升科技属于第四类，市占率约10%（占玻纤保温棉VIP）。总体上，行业还处于“低集中度、高成长”阶段。随着市场规模的逐渐扩大，生产VIP以及芯材的企业有望快速增加，而竞争的加速将倒逼企业进一步降低成本。而作为目前VIP板主要的生产企业，大型家电企业基于成本的考量，继续大规模扩产的意愿较低，继而将逐渐由自产转向外购。

作为一种新型绝热材料，VIP具有极佳的绝热能力，非常适合节能要求高、绿色环保的应用领域。芯材、阻隔膜和吸气剂是VIP的主要组成部分，会对VIP的绝热性能和服役寿命产生较大的影响。

参考文献：

https://wenku.baidu.com/view/efff7a15866fb84ae45c8d88.html

https://www.qianzhan.com/analyst/detail/220/180305-667e554d.html

http://jnuaa.nuaa.edu.cn/html/2017/1/201701001.htm

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