隔热保温

真空绝热板（VIP）对芯材的要求极为苛刻——须在长期真空条件下维持超低导热系数，同时抵抗结构塌陷。气相二氧化硅（fumed silica）凭借亚微米颗粒网络、超过 200 m²/g 的比表面积（BET surface area）以及对红外辐射的天然不透明性，成为建筑围护结构、冷链物流和高效家电领域的标杆 VIP 芯材。SEMISIL 200 与 SEMISIL 300 具备工程化孔隙率、受控振实密度，以及符合高要求 OEM 和建筑应用的粒径分布。

概述 · VIP 性能 · 行业应用 · 产品规格 · 常见问题

真空绝热板通过抽除间隙气体，消除导热和对流传热的主要途径，热阻值可达传统硬质泡沫的 5–10 倍。抽真空后芯材的结构完整性——以及长期导热系数（λ）的稳定性——完全取决于芯材在支撑真空阻隔膜时能否抵抗机械蠕变，同时抑制残余辐射传热与固相导热。

气相二氧化硅能同时满足以上三项要求。其三维链状聚集体微观结构——由 5–40 nm 的一次粒子熔结形成 100–300 nm 的聚集体——构建出曲折、开放的孔隙网络，孔径远低于在适度真空（1–10 mbar）下气体分子的平均自由程。这种克努森（Knudsen）抑制机制在真空泵抽到极限压力之前，就能将气相导热降低 90% 以上，为面板制造商提供了关键的工艺容差余量。

克努森效应原理： 当孔径小于气体分子平均自由程（大气压下约 70 nm，10 mbar 时可达数微米）时，气相导热系数急剧下降。气相二氧化硅的聚集体网络正好处于这一区间，使 VIP 性能对残余真空度的敏感程度远低于玻璃棉或开孔泡沫芯材。

相比之下，膨胀聚苯乙烯（EPS）和聚氨酯泡沫（PU）——两种主流替代品——因泡孔直径（EPS 50–300 µm；PU 100–400 µm）比克努森区间大数个数量级，无法利用克努森效应。EPS 在大气压下 λ ≈ 0.033–0.038 W/mK；PU 使用发泡剂后 λ ≈ 0.022–0.028 W/mK。气相二氧化硅 VIP 芯材在工作真空下可实现 λ = 0.003–0.008 W/mK，在同等热阻值前提下，面板厚度可比 EPS/PU 减薄 5–8 倍——在空间受限的建筑幕墙、冰箱和隔热运输箱中具有决定性优势。

气相二氧化硅 VIP 芯材的有效导热系数（λeff）是三条并联传热路径之和：颗粒网络的固相导热（λsolid）、残余空气的气相导热（λgas），以及辐射传热（λrad）。SEMISIL 300 的工程设计目标是同时将三者最小化。

固相导热

尽管气相二氧化硅比表面积高，聚集体间的接触面积却极小——一次粒子熔结颈部很窄，聚集体间的接触近似点接触。这种曲折且高阻的固相导热路径使气相二氧化硅 VIP 芯材在大气条件下的 λsolid 仅为 0.005–0.010 W/mK，而玻璃纤维毡为 0.020–0.040 W/mK。将比表面积从 200 m²/g 提升至 300 m²/g 可进一步分散固相网络，λsolid 降低约 15–20%。

气相导热与克努森效应

在大气压下，多孔介质中气相导热约占总导热系数的 60–70%。对于气相二氧化硅 VIP 芯材，其特征孔径（dp = 50–200 nm）与远高于 1 mbar 压力下的分子平均自由程相当，意味着克努森抑制在常规真空水平下即可激活。SEMISIL 300 的临界压力（pc，气相导热降低一半时的压力）约为 200–600 mbar——比玻璃纤维或开孔泡沫芯材高出一个数量级。因此采用 SEMISIL 300 的 VIP 面板对微泄漏的容忍度更高，在内压上升超过规格阈值前能保持更长时间的性能。

临界压力优势： SEMISIL 300（300 m²/g，dp ≈ 50–100 nm）的 pc ≈ 200–400 mbar；玻璃纤维芯材（dp ≈ 50 µm）的 pc ≈ 0.5–2 mbar。以 0.5 mbar 封装的 VIP 面板，即使 10 年后内压升至 5–10 mbar，气相二氧化硅芯材仍能保持良好性能；同等压升幅度会使玻璃纤维面板立即超出 λ 规格。

辐射传热抑制

在 25 °C 时，辐射传热贡献 VIP 芯材 λeff 的 20–35%，具体取决于面板温差和厚度。由于 Si-O-Si 伸缩振动模式，气相二氧化硅对 8–12 µm 大气窗口红外辐射具有强吸收，无需添加遮光剂即可提供天然不透明性。对于需要在 25 °C 时达到 λ < 0.004 W/mK 的应用（如高性能建筑幕墙面板），可将 SEMISIL 300 与碳化硅（SiC）或炭黑遮光剂按 2–8 wt% 混合，将不透明波段延伸至 3–6 µm，使 λrad 降低 40–60%。

各应用工况下的 λ 值

面板边缘热桥

VIP 组件中主要的热弱点是金属阻隔膜边缘形成的热桥，根据面板几何形状和安装细节，可将有效 R 值降低 10–25%。气相二氧化硅 VIP 芯材本身不产生边缘热桥，但其优越的面板中心 λ 意味着边缘修正项在薄型方形面板的总热损失中占比更大。指定使用气相二氧化硅 VIP 的工程师必须按照 EN ISO 10211 和 EN 16012 在合规计算中考虑阻隔膜边缘的线性热透射系数（Ψ 值）。

气相二氧化硅 VIP 技术覆盖三大主要市场细分，各自具有不同的性能需求、面板几何尺寸、监管框架和使用寿命要求。SEMISIL 200 和 SEMISIL 300 均已通过认证并在三个领域批量生产供货。

建筑围护结构与节能

在高性能建筑围护结构中——被动房墙体、砌体外立面改造、平屋顶及楼板——厚度限制使传统保温材料在不损失使用面积的前提下难以达到目标 U 值。20–30 mm 厚的气相二氧化硅 VIP 面板可实现 U ≈ 0.10–0.15 W/m²K，相当于 150–200 mm 矿棉的效果。主要应用形式包括：

幕墙面板

预装配面板（600×600 mm 至 1200×600 mm）粘接至通风幕墙系统。SEMISIL 300 可实现面板中心 λ ≤ 0.005 W/mK，支持在 20–40 mm 厚度下满足被动房合规要求，设计寿命 25 年（符合 EN 16012）。

平屋顶与楼板

具有承载能力的 VIP 构件，在机械荷载下抗压强度 ≥ 100 kPa。气相二氧化硅芯材在人行荷载和压重层点荷载下保持结构完整性，λ 不衰减——对倒置屋面体系至关重要。

预制墙体构件

模块化建筑夹芯板中工厂集成的 VIP。SEMISIL 300 粒子形态支持重力计量系统以 20–60 片/小时的生产速度自动灌装——无需人工夯实。

历史建筑及室内改造

外保温受规划限制（历史建筑、保护区）时，仅 15 mm 厚的室内 VIP 板可达到与 100 mm PIR 等效的热阻，最大程度减少室内净空损失。

冰箱、冷冻机与家用电器

家电制造商面临多重挑战：更严格的能效法规（EU 法规 2019/2016、美国能源部 STEP 等级）、减薄箱体壁厚以增大储物空间，以及 10–20 年的产品使用寿命。冰箱侧板、顶板和门板采用气相二氧化硅 VIP 面板，与 PU 泡沫方案相比可减薄壁厚 20–30 mm，同时满足 A+++ 能效标签要求。由于临界压力更低、对面板层压过程中微密封缺陷的容忍度更高，SEMISIL 300 在家电级 VIP 中是优选方案。

家电认证说明： 冰箱整机厂通常要求 VIP 芯材经过 10 年加速老化后（ISO 8318 或厂商专有协议）λ 增幅 <5%。SEMISIL 300 在 0.5–5 mbar 真空水平下的第三方测试中 λ 增幅始终 <3%，稳定满足该要求。

冷链物流与医药包装

生物制药（2–8 °C、−20 °C、−70 °C）、生鲜食品及特种化学品的温控运输，要求保温材料轻量化、在 −80 °C 至 +50 °C 循环条件下尺寸稳定，并可靠适用于一次性或多次使用（3–10 天或 50–200 个运输循环）。气相二氧化硅 VIP 壁的 ISO 合规运输箱，比发泡聚氨酯方案重量更轻、热容量更低，可延长保温自主时间或减少冷媒用量。SEMISIL 200 提供适合一次性冷链格式的经济优化方案；SEMISIL 300 则专为可重复使用的高端被动运输箱指定。

工业与低温应用

除常温应用外，含遮光剂的气相二氧化硅微孔面板还可用于高温工艺管道（200–600 °C）和液化天然气（LNG）低温储罐（−162 °C）。在 LNG 储罐保温中，不含有机黏结剂确保了符合 EN 13501-1（A2-s1,d0 级）的不燃性，且 λ 的低温度系数保证了在整个使用温度范围内的性能一致性。特种应用可按需提供定制粒径分布和遮光剂添加量。

两个牌号均通过高温气相水解（气相法，pyrogenic process）生产，产物为无定形 SiO₂，具有精确受控的比表面积、聚集体形貌和粒径分布。不含任何结晶二氧化硅相（石英、方石英、鳞石英）——每批次经 XRD 分析认证，结晶二氧化硅含量 <0.1%。

表面化学与水分管控

标准 SEMISIL 200 和 SEMISIL 300 表面硅羟基密度较高（SiOH，~2.5–3.5 个/nm²），本质上为亲水性。对于阻隔膜水汽渗入可能在使用寿命内降低 λ 的 VIP 应用，可提供疏水表面处理型号（SEMISIL 200H / SEMISIL 300H），在 50% RH 下的吸湿量 <0.5%，而未处理牌号为 3–5%。所有牌号在面板组装前均须预干燥（通常 120–150 °C，4–12 h），确保真空封口时含水量 <0.5%。

包装与操作

SEMISIL 系列以密封内衬聚乙烯的多层牛皮纸袋（10 kg、15 kg）及吨袋（500 kg、1000 kg）供货。最小起订量：1 MT（袋装），5 MT（散装）。确认采购订单后标准交货期 10–15 个工作日。每批次出具质量证书（CoA），包括 BET 比表面积、振实密度、粒径 D10/D50/D90、SiO₂ 纯度及 VIP 导热系数。已完成 REACH 注册（EC 编号 231-545-4）。安全数据表（SDS）可按需提供。

操作注意事项： 气相二氧化硅属可吸入性无害粉尘。在开放环境操作或灌装时，请佩戴 P2/FFP2 呼吸防护器，并遵守职业接触限值（ACGIH TLV-TWA：可吸入部分 2 mg/m³；呼吸性粉尘 0.05 mg/m³）。SEMISIL 系列不含结晶二氧化硅，不存在矽肺风险——但应通过密闭输送和重力灌装系统将扬尘降至最低。

申请 VIP 级产品规格书

下载完整的 SEMISIL 200 / SEMISIL 300 VIP 技术数据手册，包含批次 CoA 格式、导热系数测试报告及含遮光剂牌号选项。可提供用于预认证测试的样品。

申请规格书

为何气相二氧化硅优于玻璃纤维毡作为 VIP 芯材？

玻璃纤维 VIP 芯材依赖常规的降低导热策略：低堆积密度和纤维间接触面积。其孔径（10–100 µm）远大于可实际实现真空度下克努森抑制所需的尺寸，临界压力 pc ≈ 0.5–2 mbar——一旦内压超过 5 mbar，性能迅速劣化。气相二氧化硅在 50–200 nm 孔径下利用克努森效应，SEMISIL 300 的 pc ≈ 200–600 mbar。以 0.5 mbar 封装的气相二氧化硅 VIP 面板，即使 10 年后内压升至 5–10 mbar，仍能保持相对传统保温材料 ≥80% 的初始 λ 优势。此外，气相二氧化硅天然具备红外不透明性，无需添加遮光剂即可抑制辐射传热，而玻璃纤维对红外透明，需额外整合遮光剂。权衡取舍方面：玻璃纤维 VIP 面板更轻（堆积密度 150–300 g/L，气相二氧化硅面板为 120–200 g/L），但气相二氧化硅面板在实际安装中展现出更好的长期 λ 稳定性。

SEMISIL 200 与 SEMISIL 300 在 VIP 应用中有何区别，各适用于何种场景？

SEMISIL 200（200 m²/g BET）与 SEMISIL 300（300 m²/g BET）的主要差异在于一次粒子粒径（~12 nm vs ~7 nm）、振实密度（100–130 g/L vs 50–90 g/L）及可达 VIP 导热系数。SEMISIL 300 一次粒子更细、聚集体更小、表面积网络更致密——临界压力更低（200–400 mbar vs 300–500 mbar），在等效真空条件下面板中心 λ 比 SEMISIL 200 低 30–40%。推荐选用 SEMISIL 300 的场景：目标 λ ≤ 0.005 W/mK 的建筑围护面板、设计寿命 15 年以上的高端家电、需多次使用再认证的医药冷链运输箱，以及预期服役期内内压升至 2–5 mbar 以上的任何应用。推荐选用 SEMISIL 200 的场景：成本敏感型一次性冷链箱、λ 目标 ≤0.008 W/mK 的工业管道保温，以及较高密度芯材灌装经济上可行的应用（SEMISIL 300 低振实密度使灌装时间增加 15–25%）。两个牌号具有相同的纯度和法规合规性。

面板组装前如何对气相二氧化硅 VIP 芯材进行预处理以确保最长使用寿命？

水分是 VIP 服役 λ 衰减的首要驱动因素。气相二氧化硅表面硅羟基会吸附大气水分（未处理牌号在 50% RH 下可达 3–8 wt%），密封面板内释放的水汽会使内压升高——25 年使用寿命内可能上升 0.5–2 mbar。因此，在真空封口前对散料或预成型芯材板立即进行预干燥是强制性要求。推荐操作规程：在对流烘箱中 120–150 °C 干燥 4–12 小时，此后仅在 RH <10% 条件下操作，从烘箱取出到封口的时间间隔 ≤60 分钟。对于疏水处理牌号（SEMISIL 200H / SEMISIL 300H），表面处理将 50% RH 下的平衡吸湿量降至 <0.5%，可显著放宽干燥规程（90–120 °C，2–4 h），并将允许的封口前等待时间延长至 2–4 小时。对于大批量面板生产，推荐通过卡尔·费休滴定法在线监测灌装环境和芯材含水量，以确保批次一致性。SEMISIL 技术支持团队可根据您的面板格式和阻隔膜透湿率模型提供详细的干燥规程验证数据。

SEMISIL 系列是否符合 REACH、RoHS 及欧盟建筑产品法规要求？

是的。无定形气相二氧化硅（EC 编号 231-545-4，CAS 编号 7631-86-9）已完成 REACH 注册，未被列入高度关注物质（SVHC）清单。SEMISIL 200 和 SEMISIL 300 均不含结晶二氧化硅（每批次 XRD 认证 <0.1%）——结晶二氧化硅才是 REACH 附件 XVII 第 75 条职业接触限制的对象物质。根据欧盟建筑产品法规（CPR 305/2011），气相二氧化硅 VIP 芯材被纳入 EN 16012（建筑热绝缘——反射型绝热产品）及类比参照的 EN 13165/EN 13167 协调标准所覆盖的产品。RoHS（2011/65/EU）附件 II 限用物质均不存在。全套法规文件、REACH SDS 及性能声明模板可在签署相应 NDA 后由技术销售团队提供。

SEMISIL 气相二氧化硅是否可用于非抽真空的微孔绝热板？

可以——这是一个重要的次级应用领域。微孔二氧化硅绝热板（也称微孔面板或 MPS 板）将气相二氧化硅与遮光剂（SiC、二氧化钛或炭黑，10–30 wt%）及纤维增强材料复合，在 2–5 MPa 压力下压制，堆积密度 200–350 g/L。在大气压下无法激活克努森抑制效应；然而，低固相导热系数、遮光剂增强的红外不透明性以及二氧化硅低温度导热系数的综合效果，可使 λ 在 200 °C 时约为 0.018–0.025 W/mK，25 °C 时为 0.030–0.040 W/mK——高温下优于矿棉。这类板材用于工业窑炉内衬、高温窑炉纤维毯背衬绝热，以及需要 A1 不燃性（EN 13501-1）的防火建筑面板。SEMISIL 300 因其更高的比表面积而成为微孔板的首选——更高比表面积提升了微孔尺度的克努森效应（5–20 nm 聚集体内孔在大气压下仍处于克努森区间），并改善遮光剂颗粒的分散均匀性。如需了解推荐配方范围和压制工艺，请联系我们的技术团队。