真空绝热板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种真空绝热板，包括气凝胶复合膜；气凝胶复合膜为封闭结构，气凝胶复合膜封闭形成一真空容腔；真空容腔内填充有芯材，所述芯材内填充有吸气剂；气凝胶复合膜由外到内依次包括气凝胶毡和覆膜材料；气凝胶毡贴覆于所述覆膜材料的表面；气凝胶毡包括有机硅气凝胶；其中，有机硅气凝胶由氨基硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯制备有机硅前体，并经过水解‑溶胶‑凝胶‑干燥制备得到。本发明专利技术利用氨基硅烷偶联剂预先处理氧化石墨烯，再利用氧化石墨烯的表面积大、可反应基团多，而且强度高的特点来增强和改善气凝胶质脆、易碎的特点，且利用气凝胶空隙较小，能够降低真空绝热板的热桥效应。

Vacuum insulation plate and its preparation method

The invention provides a vacuum insulation plate, which comprises an aerogel composite membrane; the aerogel composite membrane is a closed structure; the aerogel composite membrane is sealed to form a vacuum chamber; the vacuum chamber is filled with core material; the core material is filled with getter; the aerogel composite membrane comprises aerogel felt and laminating material from outside to inside; aerogel felt is pasted on the surface of the membrane material. The gel felt consists of silicone aerogel, wherein the silicone aerogel is prepared from the graphene oxide modified by amino silane coupling agent, and the precursor is prepared by hydrolysis. The invention uses the amino silane coupling agent to pre treat graphene oxide, and then enhances and improves the characteristics of the gas gel brittle and fragile by using the large surface area of the graphene oxide, high reaction groups and high intensity, and reduces the thermal bridge effect of the real air insulation plate by using the aerogel space smaller.

【技术实现步骤摘要】
真空绝热板及其制备方法
本专利技术涉及保温材料
，涉及一种气凝胶真空绝热板及其制备方法。
技术介绍
真空绝热板是真空保温材料中的一种，是由填充芯材与真空保护表层复合而成，它有效地避免空气对流引起的热传递，因此导热系数可大幅度降低，具有环保和高效节能的特性，是目前世界上最先进的高效保温材料，以其极低的导热系数，在保温技术要求相同时有保温层厚度薄、体积小、重量轻的优点，适用于节能要求较高的产品，有较大技术经济意义。冰箱门和冷冻箱的上开门，要求质轻、壁薄，采用真空绝热板隔热具有冰箱重量轻、体积小的优点。目前，市场上真空绝热板使用过程中均面对抵抗机械损伤性能差且高低温下隔热性能失效情况。发泡不好门体返修过程，贴合真空绝热板的门壳用干冰(-80℃)对其进行清理，真空绝热板在干冰清洗门壳过程中其保温隔热性能受损伤，甚至导致真空绝热板直接失效，重新取下真空绝热板贴合新的VIP板降低生产效率，同时也造成损费。因此，提供一种气凝胶真空绝热板及其制造工艺，解决现有的真空绝热板在特殊恶劣情况下易失效的问题。然而，由于其内部长期为负压，气体很容易发生渗透，导致内部压力升高，从而导致真空绝热板失效。一般地，真空绝热板由芯材、覆膜材料和吸气剂组成。覆膜材料一方面为了包裹芯材，维持内部真空状态，一方面在真空绝热板的使用过程中，能够阻止外部气体的渗透，延长真空绝热板的使用寿命，因此对覆膜材料都要求具有阻隔性，能够阻隔常见气体的渗透。覆膜材料的阻隔性一般靠金属膜或金属镀膜的来实现，常见的金属材料为铝，铝因为具有良好的延展性，成本低，阻隔性能好，被广泛地用于真空绝热板的覆膜材料中，然而，铝的导热系数较高(225w/mk)，往往导致制备的真空绝热板的热桥效应较大，导热系数较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种气凝胶真空绝热板；本专利技术的另一目的在于提供制备上述气凝胶真空绝热板的方法。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种真空绝热板，包括气凝胶复合膜；所述气凝胶复合膜为封闭结构，所述气凝胶复合膜封闭形成一真空容腔；所述真空容腔内填充有芯材，所述芯材内填充有吸气剂；所述气凝胶复合膜由外到内依次包括气凝胶毡和覆膜材料；所述气凝胶毡贴覆于所述覆膜材料的表面；所述气凝胶毡包括有机硅气凝胶，所述有机硅气凝胶由氨基硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯制备有机硅前体，并经过水解-溶胶-凝胶-干燥制备得到。作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述覆膜材料选自金属膜、金属镀膜或非金属膜材料中的任意一种。作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述覆膜材料包括相对于所述真空容腔由外到内设置的尼龙膜、乙烯乙基醇膜、聚酯膜、尼龙膜。作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述芯材选自二氧化硅粉末或短切丝玻璃纤维、长切丝玻璃纤维、玻璃棉中的至少一种。作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述二氧化硅粉末的粒径在15-100nm的范围；所述短切丝玻璃纤维的丝径为6-11μm、长度为9-11mm；所述玻璃棉的丝径为0.5-4μm、长度大于11mm。作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述吸气剂由钡锂吸气剂与氧化钙复合吸气剂，所述钡锂吸气剂与氧化钙任意比复合，所述钡锂吸气剂与氧化钙复合时密封并干燥处理，复合温度为70℃，干燥时间为1h以上。作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述真空绝热板的厚度为8-30mm，所述气凝胶毡的厚度为0.5-5mm。另一方面，本专利技术实施例提供了一种真空绝热板的制备方法，包括如下步骤：所述真空绝热板的外表面包覆有气凝胶复合膜，所述气凝胶复合膜相对于所述真空绝热板由外到内依次包括有气凝胶毡和覆膜材料；将气凝胶复合膜贴覆于真空绝热板上或者将气凝胶毡贴附于所述真空绝热板的表面上，然后烘干制备得到气凝胶真空绝热板；所述气凝胶毡包括氨基硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯制备的有机硅气凝胶。作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述气凝胶复合膜贴覆于真空绝热板上具体包括如下步骤：S1、制备氨基硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯；S2、将改性后的氧化石墨烯分散于溶剂中，加入有机硅前驱体进行溶胶-凝胶-干燥过程，制备得到改性氧化石墨烯修饰的气凝胶毡；S3、通过湿粘法或热熔法复合气凝胶毡和覆膜材料，制备气凝胶复合膜；S4、将气凝胶复合膜贴覆于真空绝热板上；S5、烘干，制备得到气凝胶真空绝热板。作为本专利技术实施方式的进一步改进，所述将气凝胶毡贴附于真空绝热板的表面的具体方式为涂抹或喷涂。本专利技术实施例具有如下有益效果：1、本专利技术实施例通过在常规真空绝热板膜材表面复合设计一层气凝胶毡，充分利用气凝胶空隙较小，能够对空气分子进行‘束缚’，在真空绝热板表面涂覆一层气凝胶，能够降低真空绝热板的热桥效应；2、本专利技术实施例涉及的气凝胶真空绝热板有效防止外界机械损伤同时，利用膜材外层气凝胶毡的保温功能，保证真空绝热板在低环温或高环温使用寿命，抵抗外界温度变化造成的真空绝热板失效；3、本专利技术实施例涉及的真空绝热板便于重复利用，提高生产效率，降低产品报废率，实用性较强；4、本专利技术实施例采用的气凝胶材料，利用氧化石墨烯材料本身的纳米尺寸效应，表面积大、可反应基团多，而且强度高的特点，来增强和改善气凝胶质脆、易碎的特点；5、本专利技术实施例利用在氨基硅烷偶联剂预先处理氧化石墨烯，通过与氧化石墨烯上的环氧基团反应，将可反应的硅烷基团引入到氧化石墨烯上，增多反应位点，提升反应效率；6、本专利技术实施例采用的气凝胶毡避免使用对人体有刺激性的短玻纤，采用化学的方法将气凝胶与氧化石墨烯连接，制备出氧化石墨烯改性的气凝胶。具体实施例为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施方式对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。本专利技术实施例提供了一种真空绝热板，包括气凝胶复合膜；气凝胶复合膜为封闭结构，气凝胶复合膜封闭形成一真空容腔；真空容腔内填充有芯材，芯材内填充有吸气剂；气凝胶复合膜由外到内依次包括气凝胶毡和覆膜材料；气凝胶毡贴覆于覆膜材料的表面；其中，气凝胶毡包括有机硅气凝胶，有机硅气凝胶由氨基硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯制备有机硅前体，并经过水解-溶胶-凝胶-干燥制备得到。通过氨基硅烷偶联剂改性氧化石墨烯，然后将改性后的氧化石墨烯与所述气凝胶制备成复合材料；在本实施例中，氧化石墨烯选自片状石墨经过强酸氧化、水解制备得到的；氧化石墨烯也可以经过改进后的hummers法制备。氧化石墨烯表面含有丰富的羟基、环氧基团以及羧基；而氧化石墨烯经过氨基硅烷偶联剂处理，将硅烷偶联剂与氧化石墨烯上的环氧基团反应，将可反应的硅烷基团引入到氧化石墨烯上，增多反应位点，提升反应效率和活性。在本专利技术实施例中，覆膜材料选自金属膜、金属镀膜或非金属膜材料中的任意一种；其中非金属膜材料，包括相对于真空容腔由外到内设置的尼龙膜、乙烯乙基醇膜、聚酯膜、尼龙膜。真空容腔内填充有芯材，芯材选自二氧化硅粉末或短切丝玻璃纤维、长切丝玻璃纤维、玻璃棉中的至少一种。优选地，二氧化硅粉末的粒径在15-100nm的范围；短切丝玻璃纤维的丝径为6-11μm、长度为9-11mm；玻璃棉的丝径为0.5-4μm、长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空绝热板，其特征在于，包括气凝胶复合膜；所述气凝胶复合膜为封闭结构，所述气凝胶复合膜封闭形成一真空容腔；所述真空容腔内填充有芯材，所述芯材内填充有吸气剂；所述气凝胶复合膜由外到内依次包括气凝胶毡和覆膜材料；所述气凝胶毡贴覆于所述覆膜材料的表面；所述气凝胶毡包括有机硅气凝胶，所述有机硅气凝胶由氨基硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯制备有机硅前体，并经过水解‑溶胶‑凝胶‑干燥制备得到。

【技术特征摘要】
1.一种真空绝热板，其特征在于，包括气凝胶复合膜；所述气凝胶复合膜为封闭结构，所述气凝胶复合膜封闭形成一真空容腔；所述真空容腔内填充有芯材，所述芯材内填充有吸气剂；所述气凝胶复合膜由外到内依次包括气凝胶毡和覆膜材料；所述气凝胶毡贴覆于所述覆膜材料的表面；所述气凝胶毡包括有机硅气凝胶，所述有机硅气凝胶由氨基硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯制备有机硅前体，并经过水解-溶胶-凝胶-干燥制备得到。2.根据权利要求1所述的一种真空绝热板，其特征在于，所述覆膜材料选自金属膜、金属镀膜或非金属膜材料中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种真空绝热板，其特征在于，所述覆膜材料包括相对于所述真空容腔由外到内设置的尼龙膜、乙烯乙基醇膜、聚酯膜、尼龙膜。4.根据权利要求1所述的一种真空绝热板，其特征在于，所述芯材选自二氧化硅粉末或短切丝玻璃纤维、长切丝玻璃纤维、玻璃棉中的至少一种。5.根据权利要求4所述的一种真空绝热板，其特征在于，所述二氧化硅粉末的粒径在15-100nm的范围；所述短切丝玻璃纤维的丝径为6-11μm、长度为9-11mm；所述玻璃棉的丝径为0.5-4μm、长度大于11mm。6.根据权利要求1所述的一种真空绝热板，其特征在于，所述吸气剂由钡锂吸气剂与氧化钙复合吸气剂，所述钡锂吸气剂与氧化钙任意比复...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘站站，李鹏，高元锋，
申请(专利权)人：青岛海尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37