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隔热材料中气凝胶在隔热装置应用方法

来源:热象纳米团队 日期:2019/7/29 17:06:45 人气:448

在众多小型电子电热产品中,因保温隔热层的空间狭小,传统保温棉保温材料难以满足保温层空间小的需求,气凝胶毡作为一种新型的保温隔热材料,具有保温效果好,同等保温效果只需要传统保温材料1/3-1/5的厚度,对于保温隔热层空间有限的产品,将是一种更好的选择。今天介绍气凝胶在两款小型电热产品中应用案例。

隔热材料气凝胶在隔热装置应用方法

作为市场上比较热门的小型电子产品,主要工作原理为电热加温烟油,因的保温隔热层一般只有3MM的空间,隔热面积40MM*30MM左右,传统保温材料在进行隔热保温的时候效果不理想,最直接的感受就是,产品外表温度过高,容易烫伤用户。采用气凝胶代替传统保温隔热材料后,不仅有效的减少产品外表温度高的问题,还能降低热能损耗节省电池的用量。

目前,市场上出现的新型,一般分为加热不燃烧、烟油式、以及吸入式能量棒三种。加热不燃烧,代表品牌有全球第一大烟草公司,万宝路的制造商菲莫国际生产的IQOSI Quit original Smoking),致力于研发减害型新型烟草。这类加热不燃烧的烟弹包含了传统香烟耗材,更接近传统香烟的真实口感,更容易被有抽烟习惯的人群接受。不过,这些耗材属于烟草制品,受到国家管制,允许出口,目前不允许在国内销售,但国内烟草企业正在加紧这块的布局。

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加热不燃烧(heat not burning 简称HNB)新型烟具的发热体主要用于给烟弹、烟丝或烟膏加热,通过低温加热烘烤出味道,以达到接近真烟的吸食效果。

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目前市场上加热体基材主要为 : 不锈钢、氧化锆 、氧化铝  氧化锆增韧氧化铝陶瓷

根据加热方式以主要以下三种:   内部加热 、外部加热 、内外混合加热


一.内部加热器件及结构如下:     

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隔热痛点:

加热时温度约220℃~350℃  加热区域的表面达42℃以上,超出人体舒适温度,感觉还是有烫手的感觉。

1.内部加热,加热针或片距烟仓壁有距离,烟弹包裹及结构设计,可以降低部分热量传导到产品表面。

2.加热区域短,热量集中在烟仓,热量传导到人手拿握产品的中下部区域温度相对降低 

3.产品体积小、表面温度超标烫手,但无厚度空间可做隔热措施。

4.无合适的隔热材料可以用。

 

二.外部加热器件及结构如下:

QQ截图20190530093417.jpg

隔热痛点:

加热时温度约220℃~350℃  加热区域的表面达42℃以上,超出人体舒适温度,感觉还是有烫手的感觉。

1. 外部周向加热方式,热量直接传导到产品表面,造成产品表面温度过高烫手,必须要进行隔热处理的,否则严重影响客户体验感受。

2.无适合的隔热材料:

  最早期用石棉:隔热效果差,高温稳定性差,有致癌物、不环保

  近期气凝胶薄毡 :掉粉尘对人体危害大,不健康不环保,使用时需要包裹,不易使用。

  真空隔热管   成本较高,不同尺寸量少打样成本高,真空管内外壁都是不锈钢金属连接,内壁热量通过边缘直接传到外壁,隔热效果下降,真空管的真空度无法有效测试,隔热效果不一致, 真空管漏气不可避免,只是时间问题,时间久了会丧失隔热效果。

 

二.内外混合加热器件及结构如下:

QQ截图20190530093436.jpg

隔热痛点:

内外混合加热,对温控的要求更高,加热时温度约220℃~350℃  加热区域的表面达42℃以上,超出人体舒适温度,感觉还是有烫手的感觉。

1. 外部周向加热方式,热量直接传导到产品表面,造成产品表面温度过高烫手,必须要进行隔热处理的,否则严重影响客户体验感受。

2.无适合的隔热材料:

  最早期用石棉:隔热效果差,高温稳定性差,有致癌物、不环保。

  近期气凝胶薄毡 :掉粉尘对人体危害大,不健康不环保,使用时需要包裹,不易使用。

  真空隔热管   成本较高,不同尺寸量少打样成本高,真空管内外壁都是不锈钢金属连接,内壁热量通过边缘直接传到外壁,隔热效果下降,真空管的真空度无法有效测试,隔热效果不一致,真空管漏气不可避免,只是时间问题,时间久了会丧失隔热效果。

 结合HNB对隔热的痛点,热象纳米推出一款“不掉粉”的气凝胶隔热材料,最大的亮点是“不掉粉”隔热效果比传统的气凝胶毡更优异,柔性易加工模切,达到FDA健康食品级安全标准。

热像纳米气凝胶产品型号TEN-500 主要性能参数如下

厚度:0.5mm~5mm

热导率低:0.018- 0.022W/(m .K)

长期耐温度300℃

柔性、易模切,易成型

耐化学腐蚀、耐老化 

防潮、防结露、疏水性

与市场上掉粉的气凝胶毡与真空隔热管优劣势对比如下:

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气凝胶隔热片TEN-500高温300℃耐久性老化测试500h,随着高温老化时间的增加,隔热温度的变化曲线变化较小,基本没有变化,高温耐久隔热效果稳定,耐传统的“掉粉”的气凝胶纤维毡结构坏掉,产品变脆,失去了隔热性能。


HNB隔热案例分析:

一.某初创HNB项目

1.研发团队花了8个月时间寻找理想的隔热材料,验试过市场上大多数的隔热材料及方案,从隔热效果,成本、健康环保、安装方便等方向进行评估,走了很多弯路,始终没有找到理想的HNB隔热材料。

2.热象纳米研发的新型不掉粉的气凝胶隔热片,填补了市场空白,经实验评估,隔热效果与真空管相当,但成本降低很多,比掉粉的气凝胶毡更环保健康。

3.实验OK后,直接投入大量批使用。

二.某知名企业HNB项目隔热

1. 产品已投入市场,HNB隔热用掉粉的气凝胶毡,有PI膜包裹,加工模切复杂,粉尘大严重影响作业人员的身体健康。

2.产品出货欧州时,客户拆开看,有发现掉粉现象,差点进行退货处理,影响后续定单。

3.热象纳米的新型不掉粉的隔热片,环保安全,符合ROHS环保,  FDA食品级标准,提升了欧洲及美国市场准入机会。

三.某知名企业高端HNB项目隔热

1.产品处理研发阶段,研发团队花了很多时间在隔热方案上,始终没有找到合适的隔热材料,差点造成项目搁置。

2.热象纳米的新型不掉粉的隔热片,各项性能都满足要求,帮忙客户产品顺利通过终端的验证,拿回订单。

针对HNB加热不燃烧的隔热处理,降低产品表面温度,热象纳米能为您做什么?

热管理方案:

1. 不同加热方式:片式、针式、周向都可以配合实验做不同的隔热、散热方案

2. 加热器件的隔热、电池热阻隔处理,主板芯片的散热,高端产品隔热与芯片散热的通道建立。

热管理材料:

1. 多种热管理材料,隔热散热一体化解决方案

2. 隔热:气凝胶隔热材料,散热:人工石墨片、导热硅胶片, 储热:气凝胶吸热储热膜。

定制加工:

1. 根据客户尺寸定制,不同尺寸,不同厚度、不同形状加工、复合、模切。

2. 新型气凝胶隔热片可根据客户要求,压铸成型,做圆筒结构或异形件。


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