《氣凝膠復合絕熱材料用基材 第1部分：玻璃纖維針刺氈》編制說明

CSTM團體標準《氣凝膠復合絕熱材料用基材第1部分：

玻璃纖維針刺氈》編制說明

（立項階段□征詢意見階段■審定階段□報批階段□）

1、目的意義

氣凝膠復合絕熱制品是一種新型的絕熱材料，是以纖維增強材料與溶膠復

合，然后用一定的干燥方式使氣體取代凝膠中的液相形成的納米級多孔復合制

品。氣凝膠是通過干燥使氣體取代凝膠中的液相而形成的一類以納米顆粒為骨

架、氣體為分散介質(zhì)的高分散固態(tài)材料、復雜的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、納米尺度的孔徑

和極低的固相體積占比使其具有高比表面積、低熱導率以及低密度，其體積密度

可低至3kg/m3（空氣的密度為1.29kg/m3）。而其基材玻璃纖維針刺氈主要是用

于高溫設(shè)備，汽車室內(nèi)，電梯井、機房室內(nèi)的隔音，吸音降噪等地方，起到了隔

熱，耐溫，吸音，隔音，降噪的效果。

但是由于標準的缺失，用于氣凝膠復合絕熱制品的玻璃纖維針刺氈質(zhì)量良莠

不齊，供需雙方缺乏無判定產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣的依據(jù)，同時檢測機構(gòu)也無標準對該產(chǎn)

品進行評價，嚴重阻礙了氣凝膠絕熱制品在石油化工、建筑、新能源汽車等領(lǐng)域

的應用，不利于我國對新材料產(chǎn)業(yè)的推進。

2、預期的社會效益、經(jīng)濟效益

中共中央文件中明確指出，要“推動氣凝膠等新型材料研發(fā)應用。推進規(guī)模

化碳捕集利用與封存技術(shù)研發(fā)、示范和產(chǎn)業(yè)化應用。建立完善綠色低碳技術(shù)評估、

交易體系和科技創(chuàng)新服務平臺?！睘闅饽z材料及產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了道路。氣凝膠

憑借其輕質(zhì)、低熱導、高孔隙率、大比表面積等特性，在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的優(yōu)勢遠

遠超過大多數(shù)傳統(tǒng)材料，是我國乃至世界未來最具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧现?。在?/p>

可再生能源日益匱乏的條件下，探尋出低碳環(huán)保、性能優(yōu)良的新型絕熱材料尤為

重要，耐高溫氣凝膠絕熱材料的應用就屬于更好的選擇。而玻璃纖維針刺氈作為

一種骨架的基材，可幫助提升氣凝膠復合絕熱材料的力學性能并且滿足生產(chǎn)和使

用的要求，已成熟地被應用于氣凝膠絕熱制品的生產(chǎn)中。因此，規(guī)定玻璃纖維針

刺氈的產(chǎn)品性能指標對促進我國氣凝膠復合絕熱制品的發(fā)展有較大的幫助。

總而言之，作為氣凝膠復合絕熱材料用的基材之一：玻璃纖維針刺氈，一般

可以承受220～260℃的溫度，可用于高溫的煙道及熱管保溫固定，有效改善熱

力和降低維護成本，并為客戶提供高性價比的建筑保溫材料。

3、工作簡況

鑒于以上情況，2022年1月20日，南京玻璃纖維研究設(shè)計院有限公司向建

筑材料領(lǐng)域委員會絕熱吸聲材料技術(shù)委員會（CSTM/FC03/TC05）提出了制定《氣

凝膠復合絕熱材料用玻璃纖維針刺氈》團體標準的立項申請。2022年3月25日，

CSTM標準委員會發(fā)布材試標字〔2022〕027號文“關(guān)于CSTM標準《氣凝膠復合

絕熱材料用玻璃纖維針刺氈》的立項公告”，下達了團體標準制定計劃《氣凝膠

復合絕熱材料用玻璃纖維針刺氈》，計劃號：CSTMLX030500895-2022，由南京

玻璃纖維研究設(shè)計院有限公司（以下簡稱南京玻纖院）負責起草。

立項公告發(fā)布后，項目承擔單位南京玻纖院立即成立了標準制定工作組，在

2022年11月30日前完成前期調(diào)研及相關(guān)信息的收集，同時編寫了草案，于2022

年12月9日在南京（騰訊會議）召開了標準制定第一次工作組會議，并邀請了

廣東埃力生科技股份有限公司、納諾科技有限公司、貴州航天烏江機電設(shè)備有限

責任公司、安徽弘徽科技有限公司、重慶璨月新材料有限公司等多家單位六十余

人參加，會上對標準制定中所需遵循的基本原則、標準的基本構(gòu)架、試驗驗證方

案、工作組成員組成和分工以及項目計劃進度進行了充分的討論和落實。編制組

成員和工作分工見下表1。

表1編制組主要成員及工作分工

編制組成員負責的工作任務

王熙艷負責項目的組織協(xié)調(diào)、標準文本和編制說明的起草

金雪霞負責企業(yè)對接、樣品征集、意見收集

李駿光負責驗證試驗、數(shù)據(jù)分析、報告編寫

王佳慶，吳永坤負責標準文本和編制說明的技術(shù)把關(guān)

崔軍，王睿，孟浩負責標準進度監(jiān)督和標準內(nèi)容的把控

標準編制組根據(jù)會議精神以及參會人員意見進行了大量驗證試驗，并對標準

進行了修改。并召集邀請了部分氣凝膠復合絕熱材料的上下游企業(yè)和相關(guān)代表

（廣東埃力生科技股份有限公司、納諾科技有限公司、貴州航天烏江機電設(shè)備有

限責任公司、浙江巖谷科技有限公司、浙江巖谷科技有限公司、江蘇恒州特種玻

璃纖維材料有限公司、濰坊友信復合材料有限公司、保定市宏騰科技有限公司、

安徽弘徽科技有限公司、重慶璨月新材料有限公司、神州節(jié)能科技集團有限公司、

陜西華特新材料股份有限公司、湖南榮嵐智能科技有限公司、鞏義市泛銳熠輝復

合材料有限公司等單位代表二十余人參加）于2023年4月21日在河南鞏義召開了

該團標的第二次工作組會議。會上，標準負責人對標準進度進行了說明，并對第

一次工作組會議意見和建議以及驗證試驗結(jié)果進行了匯報。并與參會代表進行了

充分的討論，共匯總出16條意見或建議。生產(chǎn)企業(yè)和應用領(lǐng)域的企業(yè)均提出氣凝

膠復合絕熱材料用的基材有很多種，但目前應用領(lǐng)域比較廣的是玻璃纖維類（涉

及玻璃纖維針刺氈和玻璃纖維濕法氈），還有其他基材，如預氧絲，陶瓷纖維紙

等的用量在減少當中，故一致建議將氣凝膠復合絕熱材料用標準制定成系列標

準，本標準為第1部分，即標準名稱改為《氣凝膠復合絕熱材料用基材第1部分：

玻璃纖維針刺氈》。。

4、標準編制的原則

標準編制主要依據(jù)GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件

的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》和GB/T20001.10-2014《標準編寫規(guī)則第10部分：產(chǎn)品

標準》。

（1）以國內(nèi)先進的玻璃纖維針刺氈產(chǎn)品為基礎(chǔ)，充分體現(xiàn)標準的先進性和引領(lǐng)

作用；

（2）以廣泛應用的規(guī)?；a(chǎn)的產(chǎn)品為對象，暫不考慮特定用途小批量的特定

產(chǎn)品；

（3）充分考慮我國玻璃纖維針刺氈生產(chǎn)和應用的實際情況，穩(wěn)健可靠地確定產(chǎn)

品的技術(shù)要素和指標，同時也考慮為今后的產(chǎn)品發(fā)展留下空間。

對于能夠采用GB/T34336—2017標準中的指標和試驗方法，將積極采用。

對不能夠采用或不符合我國行業(yè)內(nèi)實際使用要求的指標，要根據(jù)材料實際運

用的目的，進行針對性試驗，并依據(jù)驗證試驗結(jié)果對指標進一步調(diào)整，兼顧指標

的合理性和先進性，確保制品在使用過程中達到其使用目的。

5、確定標準主要技術(shù)內(nèi)容的依據(jù)

下面根據(jù)標準的條目對標準內(nèi)容進行說明。

5.1范圍

“本文件規(guī)定了氣凝膠復合絕熱材料用玻璃纖維針刺氈的術(shù)語和定義、分類

和標記、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志以及包裝、運輸及貯存。

本文件適用于由E玻璃、高硅氧玻璃和高堿玻璃纖維為原料的針刺氈?！?/p>

在范圍中，明確規(guī)定了本標準的適用范圍，是“氣凝膠復合絕熱材料用玻璃

纖維針刺氈”。其中“氣凝膠”“玻璃纖維針刺氈”等詞語明確的規(guī)定了本標準

的適用對象。

5.2規(guī)范性引用文件

主要內(nèi)容是標準引用的基礎(chǔ)標準及試驗方法標準。

5.3術(shù)語和定義

術(shù)語和定義引用了四個國家標準：GB/T4132《絕熱材料及其術(shù)語》是絕熱

材料行業(yè)的術(shù)語標準，包含了絕熱材料行業(yè)相關(guān)的術(shù)語和解釋、GB/T4202《玻

璃纖維產(chǎn)品代號》對針刺氈產(chǎn)品代號進行了規(guī)定、GB/T18374《增強材料術(shù)語》

是增強材料行業(yè)的術(shù)語標準，包含了增強材料行業(yè)相關(guān)的術(shù)語和解釋，GB/T

34336-2017《納米孔氣凝膠復合絕熱制品》對氣凝膠的定義進行了規(guī)定。

明確了“玻璃纖維針刺氈”是指用刺針對梳理后的玻璃纖維鋪疊層進行針刺，

使上、下層玻璃纖維相互纏結(jié)形成的氈。

“親水性”是表征材料被水浸潤的能力。用材料從一定溫度的水面沉入水底

所經(jīng)歷的時間表示，單位用s計。

5.4分類和標記

產(chǎn)品未針對應用溫度、導熱系數(shù)等進行分類，僅針對玻璃纖維針刺氈產(chǎn)品的

種類進行分類。

產(chǎn)品標記由：玻璃纖維針刺氈的種類、產(chǎn)品技術(shù)特征和本標準號三部分組成。

6、主要試驗或驗證結(jié)果

6.1外觀

氈邊為修剪過的光邊，無分層、毛邊。氈卷應邊緣平直，表面平整，卷繞緊

密、均勻。氈面上不得有影響使用的凹痕、孔洞、破損、污漬金屬絲等夾雜物、

絲團、局部稀疏等疵點，特殊要求由供需方協(xié)商。

6.2尺寸

“應符合表1的規(guī)定?！迸cGB/T34336-2017對氈的要求基本一致。測試厚度

采用平板式測厚儀進行，由于廠家使用的測厚規(guī)的測力存在差異，特使用可調(diào)節(jié)

測力的測厚儀對同一玻璃纖維針刺氈產(chǎn)品進行測量，測力包括1.5kPa，2.0kPa，

2.5kPa和3.0kPa。測得的驗證數(shù)據(jù)結(jié)果見表2。

表1尺寸及允許偏差

項目規(guī)格允許偏差

長度/m——不允許負偏差

+15

寬度/mm——

-3

+1.0

δ＜3

不允許負偏差

3≤δ＜5±1.0

厚度δ/mm+2.0

5≤δ＜10

-1.0

+3.0

δ≥10

-1.0

表2厚度驗證結(jié)果

不同測力下的實測厚度mm

序號標稱厚度mm

1.5kPa2.0kPa2.5kPa3.0kPa

132.332.272.202.13

245.505.205.144.99

31011.8210.359.709.44

4109.719.479.319.70

51011.0910.8510.3610.28

61010.7210.3910.279.96

7109.969.789.609.48

81614.1113.6813.4813.33

從表2可以看出，在5種測力下，樣品的厚度測定結(jié)果差異不明顯，而且要保證

測定的穩(wěn)定性，我們最終確定采用2.5kPa測力來測定氈的厚度。結(jié)果存在不在

允許偏差范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。

寬度的驗證結(jié)果均在允許偏差范圍內(nèi)，與國標GB/T34336一致。

6.3單位面積質(zhì)量

允許偏差±10%。單位面積質(zhì)量的試驗方法按GB/T9914.3的規(guī)定，驗證結(jié)

果大部分在允許偏差范圍內(nèi)。

6.4厚度均勻性

在確定了測厚規(guī)的測力情況下，測量同一塊玻璃纖維針刺氈厚度的均勻性，

這對于使用廠家來說有著重要的意義。對于厚度小于10mm的玻璃纖維針刺氈來

說，要求允許偏差±0.5mm，厚度不小于10mm的產(chǎn)品，允許偏差±1.0mm。

6.5抗拉強度

強度對于氈類產(chǎn)品有著明確的意義。在管道施工過程中，為了將氈類裹緊在

管道上，不可避免的要對氣凝膠氈進行拉扯，如果抗拉強度不能達到要求，則會

產(chǎn)生拉斷的現(xiàn)象。在管道升降溫過程中，整個管道會產(chǎn)生膨脹和收縮的現(xiàn)象，也

會對外面包裹的氣凝膠氈產(chǎn)生拉伸應力，所以要求氣凝膠氈在橫縱兩個方向均有

一定的抗拉強度。

氣凝膠制品由于采用了玻纖氈，所以抗拉強度整體表現(xiàn)非常好。標準要求玻

纖氈橫向抗拉強度不小于60kPa、縱向抗拉強度不小于25kPa，驗證結(jié)果均在允

許范圍內(nèi)。

6.6親水性

平均溫度為（25±1）℃時應不大于15s。此項指標制定的主要原因是客戶

非常關(guān)注氣凝膠玻纖針刺氈的一個特點：被水浸潤的能力，考察氣凝膠制品是否

能被蒸餾水浸潤，同時用廠家提供的膠進行對比測試。

表3親水性驗證結(jié)果

序號檢測結(jié)果/膠檢測結(jié)果/蒸餾水是否符合要求

1600s不沉600s不沉否

2600s不沉600s不沉否

3600s不沉600s不沉否

4600s不沉600s不沉否

5600s不沉600s不沉否

6267s205s否

7600s不沉600s不沉否

8600s不沉600s不沉否

97.8s11.4s是

103.8s9.4s是

114.7s4.2s是

12600s不沉600s不沉否

13600s不沉600s不沉否

從表3可以看出，廠家聲稱親水的，就能很好地被蒸餾水浸潤，也能很好地被膠

所浸潤，結(jié)果一致。

6.7纖維平均直徑

應不大于12μm。具體驗證結(jié)果如表4所示：

表4纖維平均直徑驗證結(jié)果

序號檢測結(jié)果μm是否符合要求

111.91是

29.13是

311.15是

411.13是

59.96是

610.48是

78.99是

89.84是

99.36是

1010.43是

1110.24是

129.56是

1310.21是

纖維平均直徑驗證結(jié)果均在允許范圍內(nèi)。

6.8導熱系數(shù)

平均溫度為（25±1）℃的導熱系數(shù)應不大于0.035W/(m·K)。

表5導熱系數(shù)驗證結(jié)果

序號檢測結(jié)果W/(m·K)是否符合要求

10.03008是

20.03111是

30.03044是

40.02821是

50.03115是

60.03402是

70.03105是

80.03191是

90.02932是

100.03475是

110.03171是

120.03385是

130.03454是

導熱系數(shù)驗證結(jié)果均在允許范圍內(nèi)。

6.9加熱永久線變化

該性能是表征材料在指定高溫下的熱穩(wěn)定性和耐溫性，主要為了驗證E玻纖針刺

氈最高可使用在650℃，高硅氧玻纖針刺氈最高可使用在900℃，高堿玻纖針刺

氈最高可使用在550℃和其它玻纖針刺氈最高使用溫度由客戶指定，如800℃。

要求其絕對值不大于4%。這里要說明的是，第一輪驗證試驗，高硅氧玻纖針刺

氈最高使用溫度設(shè)置在1000℃，結(jié)果五個樣品有四個不合格（如表6所示），不

合格比例占到80%。經(jīng)過第二次工作組會議的召開，大家一致建議將高硅氧玻纖

針刺氈最高使用溫度設(shè)置在900℃。于是，標準編制組進行了第二輪驗證試驗，

結(jié)果是五個樣品中只有一個來樣是不符合要求的。

表6加熱永久線變化驗證結(jié)果

序號玻纖針刺氈種類檢測結(jié)果%-橫向檢測結(jié)果%-縱向是否符合要求

1E玻纖針刺氈0.590.74是

2E玻纖針刺氈0.500.66是

3E玻纖針刺氈0.250.83是

4E玻纖針刺氈0.821.40是

5E玻纖針刺氈0.660.42是

6E玻纖針刺氈0.810.92是

7E玻纖針刺氈0.840.92是

8E玻纖針刺氈0.751.23是

9高硅氧玻纖針刺氈4.154.08否

10高硅氧玻纖針刺氈2.592.50是

11高硅氧玻纖針刺氈5.375.25否

12高硅氧玻纖針刺氈10.7411.15否

13高硅氧玻纖針刺氈8.5111.48否

6.10浸出液pH值

平均溫度為（25±1）℃的pH值應為6～10。浸出液pH值對于氈類產(chǎn)品有著明

確的意義。在管道施工過程中，如果氈的浸出液pH值不能達到要求，強酸或強堿，

則會產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象，對整個管道本身的牢固度有著一定影響。

表7浸出液pH驗證結(jié)果

序號檢測結(jié)果是否符合要求

19.21是

28.96是

38.97是

48.79是

58.86是

69.00是

77.42是

88.72是

95.06否

108.00是

115.02否

123.66否

137.13是

從表7可以看出，高硅氧玻纖針刺氈試樣（9#，11#和12#）如果原紗經(jīng)過

酸洗，并做成針刺氈后若未經(jīng)過燒結(jié)處理，其浸出液的pH值就會低于要求的范

圍。

7、與國內(nèi)同類標準水平的對比情況

目前國內(nèi)有GB/T34336-2017《納米孔氣凝膠復合絕熱制品》一項氣凝膠

產(chǎn)品國家標準。

表8產(chǎn)品標準與相關(guān)國家標準主要參數(shù)對比表

標準號GB/T34336-2017本標準要求

《氣凝膠復合絕熱材料用

《納米孔氣凝膠復合絕熱制

標準名稱基材第1部分：玻璃纖維

品》

針刺氈》

規(guī)定的是氣凝膠復合絕熱

規(guī)定的是納米孔氣凝膠復合

材料用基材——玻璃纖維

絕熱制品。適用于工業(yè)及建筑

范圍針刺氈。適用于由E玻璃、

用納米孔二氧化硅基氣凝膠

高硅氧玻璃和高堿玻璃纖

復合絕熱制品。

維為原料的針刺氈。

產(chǎn)品按產(chǎn)品形式分為：氈、板、

異形制品。

涉及四類玻璃纖維針刺

產(chǎn)品按分類溫度分為以下四

氈：無堿玻璃纖維針刺氈、

種：

分類、標記高硅氧玻纖針刺氈、高堿

——Ⅰ型，使用溫度不超過

玻璃纖維針刺氈和其它玻

200℃；

璃纖維針刺氈。

——Ⅱ型，使用溫度不超過

450℃；

——Ⅲ型，使用溫度不超過

650℃；

——Ⅳ型，由廠家標稱使用溫

度，高于650℃。

產(chǎn)品按導熱系數(shù)分為A類，B

類，S類。

長度/m不允許負偏差同國標

寬度/mm+15-3mm同國標

厚度測試使用2.5kPa壓

厚度測試使用350Pa壓強

強

+2.0

δ＜5+1.0

0δ＜3

0

+2.0

厚度/mm5≤δ＜103≤δ＜5±1.0

-1.0

5≤δ＜+2.0

+3.0

δ≥1010-1.0

-1.0

+3.0

δ≥10

-1.0

體積密度/Kg·m-3氈±20%，板±15%——

單位面積質(zhì)量/g·m-2——±10%

厚度均勻性——δ＜10±0.5

δ≥10±1.0

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型的橫向、縱向的

橫向抗拉強度應不小于

抗拉強度均應不小于200kPa；

抗拉強度/kPa60kPa，縱向抗拉強度應不

Ⅳ型的橫向、縱向的抗拉強度

小于25kPa

均應不小于21kPa