在绝热材料的性能评估体系中,导热系数无疑是核心指标。然而,一个常被忽视却足以让材料性能功亏一篑的因素,是其与水的相互作用。一个冰冷但关键的事实是:常温下,水的导热系数是空气的23倍以上。这意味着,一旦绝热材料吸水,其精心构建的隔热屏障便会迅速瓦解,性能大打折扣。更糟糕的是,水分的存在会显著加速对金属基材或结构的腐蚀,带来潜在的安全隐患。
绝大多数传统绝热材料,其保温原理依赖于内部存在的大量静态空气。这些空气被封装在微小的孔隙中。从微观结构上看,这些孔隙可分为三类:连通型、封闭型和半封闭型。对于拥有大量连通型孔隙或半封闭孔隙的材料,其材质本身若具有亲水性,再叠加上孔隙间强烈的毛细管渗透效应,会如同海绵般主动吸附和传导水分。
即便对于孔隙结构设计优良的材料,材质本身对水分的亲和力也会导致其整体吸水率居高不下。在国内市场,许多保温产品尚未经过有效的憎水处理,高吸水率是一个普遍存在的痛点。这直接导致工程师在设计时,必须额外增加成本高昂且施工复杂的外护层防水系统,以确保保温层干燥。
“憎水性”(Hydrophobicity)便是在这一背景下,成为衡量现代高性能绝热材料的关键指标之一,也是行业技术迭代的重要方向。
从广义上理解,憎水性指的是材料抵抗环境中水分侵蚀,并维持其核心性能稳定性的能力。在国际通行的《保温材料憎水性试验方法》中,它被量化定义为一个反映材料耐水渗透能力的性能指标。其测定方法是通过规定流量的水流喷淋样品后,计算未被水渗透部分的体积占据样品总体积的百分率。一个高憎水率的材料,能从根本上“拒绝”水分的进入。
要精确评估和验证材料的憎水性能,依赖于严谨的实验室测试。准确测量憎水率和吸水率,是产品研发、品控以及工程验收不可或缺的环节。 精工博研测试技术(河南)有限公司(原郑州三磨所国家磨料磨具质量检验检测中心),央企,国字头检测机构,专业的权威第三方检测机构,专业检测保温材料憎水性及吸水率,可靠准确。欢迎沟通交流,电话19939716636
如何将原本亲水的材料变得憎水?目前,应用最广泛且成本效益较高的技术,是采用改性有机硅类憎水剂进行表面处理。
其核心机理颇为精妙:利用有机硅化合物的分子端与无机硅酸盐材料(绝大多数保温材料的基体)之间强大的化学亲和力,使憎水剂分子牢固地锚定在材料的微观表面和孔隙内壁。有机硅分子的另一端则是疏水的有机基团,朝向外部,从而在微观尺度上彻底改变了材料的表面特性,形成一层致密的分子级“疏水膜”。这层膜有效地阻止了水滴的浸润和渗透。
该技术之所以能普及,得益于其稳定性好、成本相对低廉且施工工艺简单的特点。效果也立竿见影,例如,矿岩棉、矿渣棉等纤维类保温制品,其原始状态几乎不憎水,但经过憎水工艺处理后,憎水率可以轻易达到90%甚至更高。又如,普通泡沫石棉吸水率极高,但通过“气相吸收法”进行二次处理后,便可制成性能优异的弹性憎水泡沫石棉,其应用效果远超传统产品。
综上所述,推动绝热材料的憎水化处理,不仅是单纯提升一项技术参数,更是从源头上解决材料失效、延长系统寿命、降低综合成本的战略性举措。对于材料研发和品控工程师而言,深刻理解憎水机理并掌握其评价方法,是开发下一代高性能绝热产品的必经之路。