El fieltro de aerogel compuesto de hilos preoxidados se utiliza como almohadilla ignífuga y aislante térmico en los paquetes de baterías de energía.

El fieltro de aerogel compuesto con fibras preoxidadas es un nuevo material aislante térmico flexible de alto rendimiento que se obtiene mediante una tecnología avanzada de composición, combinando un aerogel nanoporoso con un sustrato de fibras preoxidadas a base de poliacrilonitrilo (PAN).

En el fieltro de aerogel compuesto de hilos preoxidados, el aerogel de dióxido de silicio (SiO₂), como componente funcional principal, puede inhibir eficazmente la convección del aire y reducir al mínimo la conductividad térmica sólida y la radiación térmica. El fieltro de fibras de hilos preoxidados actúa como armazón reforzado; los hilos preoxidados son un producto intermedio obtenido tras el tratamiento de preoxidación de las fibras primarias de PAN, y poseen excelentes propiedades de resistencia térmica, retardancia a la llama y buena resistencia mecánica. El fieltro de fibras, fabricado mediante procesos no tejidos como la agujeteado, proporciona a este frágil aerogel un soporte robusto y flexible, mejorando considerablemente la procesabilidad, la resistencia a la tracción y las propiedades antiimpacto del material compuesto.

Características del fieltro de aerogel compuesto de hilos preoxidados:

① Excelentes propiedades de aislamiento térmico a altas temperaturas
Su coeficiente de conductividad térmica a temperatura ambiente puede ser tan bajo como aproximadamente 0,018 W/(m·K). A igualdad de efecto aislante, su espesor necesario es solo entre una quinta y una tercera parte del de los materiales aislantes tradicionales (como la lana de roca o la lana de vidrio), lo que permite un ahorro eficiente de espacio. Lo más importante es que sus excelentes prestaciones se mantienen estables incluso a altas temperaturas. El producto puede funcionar durante largos periodos en un amplio rango de temperaturas, desde -200℃ hasta 650℃; algunos modelos reforzados mediante procesos especiales pueden incluso soportar impactos cortos de llama a temperaturas superiores a 1000℃.

② Seguridad excepcional contra incendios y retardante de llama

El material en sí proviene de fuentes inorgánicas de silicio y de hilos preoxidados ignífugos, poseyendo características intrínsecamente retardantes de llama. Bajo la acción de una fuente de fuego, no produce combustión con llamas; únicamente puede experimentar una combustión lenta en estado de brasas o carbonización, con una baja generación de humo. Esto permite retrasar eficazmente la propagación del fuego, otorgando así un valioso tiempo para la evacuación de personas y el combate del incendio.

③ Propiedades estables de hidrofobicidad y transpirabilidad
Gracias a la modificación nanométrica hidrofóbica del aerogel, el fieltro compuesto presenta un efecto hidrofóbico similar al de la hoja de loto, lo que impide que el agua líquida penetre en el interior del material. Esta característica le permite mantenerse seco durante largos periodos en ambientes húmedos, sin que disminuyan sus propiedades aislantes internas, y evita eficazmente la corrosión en las paredes exteriores de tuberías o equipos. Al mismo tiempo, su estructura nanoporosa permite el paso de moléculas de vapor de agua, previniendo así el riesgo de condensación interna.

④ Ligereza notable y facilidad de construcción
De baja densidad, este material reduce considerablemente el peso adicional del sistema de aislamiento térmico, lo cual es crucial en sectores sensibles al peso, como la aeronáutica y la astronáutica, así como los vehículos de nuevas energías. El material posee flexibilidad, es fácil de cortar, doblar y envolver, pudiendo adaptarse a equipos y tuberías de formas complejas. Su instalación es sencilla, con poco desperdicio, lo que reduce significativamente los costos laborales y el plazo de construcción. En equipos que requieren mantenimiento periódico, este material puede desmontarse y reutilizarse repetidamente, lo que mejora aún más su rentabilidad económica.

⑤ Protección ambiental y durabilidad
Las nuevas generaciones de procesos de producción, como las tecnologías ecológicas basadas en agua, están reemplazando gradualmente los procesos tradicionales que utilizan materias primas y auxiliares peligrosas, logrando así una mayor protección ambiental de las materias primas y emisiones reducidas en el proceso de producción, lo que mejora las características ecológicas de los productos. La estructura compuesta también confiere al material excelentes propiedades anti-envejecimiento y anti-fatiga, con una vida útil mucho más prolongada que la mayoría de los materiales orgánicos de aislamiento térmico.

Ámbitos de aplicación de las mantas de aerogel compuestas de hilos preoxidados:

1. Sector aeroespacial y de defensa

Gracias a su densidad extremadamente baja y su altísima eficiencia térmica, puede aislar eficazmente la aeronave de las altas temperaturas generadas por la fricción con la atmósfera o por el calor en la cabina del motor, al tiempo que reduce significativamente la carga sobre la aeronave, aumentando así su capacidad de carga útil y su autonomía de vuelo. En equipamiento de defensa, se utiliza para el aislamiento térmico de motores en vehículos especiales y para la protección térmica de depósitos de municiones, cumpliendo así los requisitos de fiabilidad en entornos extremos. También puede emplearse como capa aislante en muros cortafuegos de cabinas de motores de aviones, como forro protector térmico en toberas de motores de cohetes, como componentes de escudos térmicos en aeronaves hipersónicas y como cubiertas aislantes para motores en vehículos blindados especiales. Gracias a su peso ultraligero y su excepcional resistencia a altas temperaturas, puede aislar hasta miles de grados centígrados de calor generado por las llamas de los motores a reacción o por las colas de los cohetes, protegiendo así los instrumentos delicados y la estructura de la cabina circundante. En vehículos militares, este material puede reducir la señal térmica emitida por el motor, mejorando así la sigilo y la protección de las personas situadas en las inmediaciones.

2. Vehículos de nuevas energías y el sector del transporte

En los sistemas de gestión térmica de vehículos de nuevas energías, especialmente en vehículos eléctricos puros, se utiliza como una barrera eficiente de aislamiento térmico y protección contra incendios para los paquetes de baterías de litio. Se emplea en almohadillas ignífugas y aislantes dentro de los paquetes de baterías, láminas aislantes entre módulos de batería y forros interiores de las cubiertas superiores de los paquetes de batería. Esta tecnología puede retrasar la propagación del calor en caso de descontrol térmico de las celdas, proporcionando así a los pasajeros un mayor tiempo de evacuación seguro. Es uno de los materiales clave para mejorar la seguridad de los paquetes de baterías. Asimismo, también se aplica como aislamiento térmico en componentes de alta temperatura, tales como motores y sistemas de control eléctrico.

3. Área de ahorro energético en tuberías y equipos industriales

En sectores como la petroquímica, la construcción de materiales, la metalurgia y los hornos industriales, numerosas tuberías de alta temperatura, recipientes de reacción y hornos industriales requieren aislamiento térmico. Las mantas de aerogel compuestas con hilos preoxidados se utilizan como revestimientos térmicos para tuberías y válvulas de reacción de alta temperatura en la industria petroquímica; como capas de aislamiento térmico para tanques y tuberías de GNL (gas natural licuado) criogénico; como forros aislantes para conductos de humo y ductos de aire caliente de alta temperatura en plantas siderúrgicas; y como envolturas desmontables para bridas y codos industriales que requieren revisiones frecuentes. En lugares donde las tradicionales capas de aislamiento no pueden aplicarse debido a espacios reducidos, el uso de delgadas mantas de aerogel permite reducir considerablemente la pérdida de calor y mejorar la eficiencia energética. Su excelente hidrofobicidad evita la corrosión de las tuberías en ambientes húmedos; su flexibilidad permite ajustarse perfectamente a componentes complejos y facilita su desmontaje y mantenimiento.

4. Arquitectura y ámbito especializado en protección contra incendios

En el ámbito de la construcción, puede utilizarse en lugares con exigencias elevadas en materia de protección contra incendios y eficiencia energética, como el aislamiento térmico de fachadas en edificios altos, los separadores contra incendios, así como el aislamiento térmico de pozos de tuberías interiores. También es adecuado como material de sellado y envoltura ignífuga para pozos de cables y tuberías en edificios altos, capas protectoras contra incendios para estructuras de acero, revestimientos térmicos para zonas internas con espacio limitado en edificios históricos protegidos, y barreras térmicas para gabinetes de servidores en centros de datos, entre otros componentes. En las redes urbanas centralizadas de calefacción, su excelente repelencia al agua y su capacidad de aislamiento térmico de larga duración permiten reducir considerablemente las pérdidas térmicas en las tuberías subterráneas de vapor o agua caliente a alta temperatura, además de resolver el problema de corrosión causado por la humedad en las tuberías, garantizando así un funcionamiento seguro y económico a largo plazo de la red térmica. Al envolver conductos de cables en shafts de edificios, se impide eficazmente que las llamas y los gases tóxicos se propaguen hacia arriba a través de estos shafts en caso de incendio; mientras que envolver estructuras de acero puede retrasar el calentamiento y la deformación del acero durante un incendio, manteniendo así la estabilidad estructural del edificio.

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