一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板技术

本发明专利技术提供了一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板，其真空绝热板包括：芯材和气体阻隔袋，芯材真空封装于气体阻隔袋内制得真空绝热板，该芯材由质量分数为60‑95％的纳米气相二氧化硅、3‑35％的增强胶粘纤维和2‑10％的辐射遮光剂三种原料组成；芯材的制备方法是通过将原料混合均匀、压制成型、切割并包裹透气不透粉的无纺布材料制得；芯材烘干后装入气体阻隔袋中抽真空后密封制得真空绝热板。本发明专利技术的芯材固体导热系数低、收缩率低、密度小且强度大，对应的真空绝热板导热系数低、强度大、使用寿命长。

A kind of core material of vacuum insulation plate and its preparation method and a kind of vacuum insulation plate

【技术实现步骤摘要】
一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板
本专利技术涉及绝热材料
，具体是一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板。
技术介绍
随着全球工业化进程的不断发展，化石能源的大量消耗，一方面面临能源危机，另一方面环境污染问题也日趋严重，节能减排已成为全世界关注的焦点。真空绝热板(VacuumInsulationPanel，简称VIP)作为一种新型的超级绝热材料，其导热系数低，只有传统绝热材料导热系数的1/5-1/10，综合性能优异，原料来源广泛，价格适中，已在对绝热要求较高的领域，例如：冰箱、冷链物流、冷库等，以及建筑保温领域得到推广应用，VIP有着巨大的发展潜力。在真空状态下，当气体分子平均自由程(与压力有关)大于孔隙特征尺寸(与孔径有关)时，孔隙中的气体热传导被抑制，孔隙越小，对真空度的要求越低，例如纳米气相二氧化硅粉体芯材孔隙在纳米级，在10mbar的真空时气体热传导依然被完全抑制；孔隙越大，对真空度要求越高，抑制气体热传导的条件越难满足，例如玻璃纤维芯材孔隙在微米级，在0.1mbar的真空时气体热传导就开始出现。因此，玻璃纤维芯材VIP主要应用于使用寿命较短的领域，例如：保温箱，冷藏车以及冰箱等。而纳米气相二氧化硅芯材VIP可以用于建筑保温等对使用寿命要求高的领域。玻璃纤维的生产过程本身就是高能耗、高污染，芯材湿法成型工艺能耗高、废水废气排放量大、工艺复杂且成本高。干法成型工艺纤维分散不均匀，VIP性能，尤其是使用寿命大幅降低，而且为了抑制板内压力的上升，玻璃纤维芯材VIP多采用阻隔性能好的双面含有铝箔的阻隔袋，这会产生严重的热桥效应，使VIP的整体有效导热系数升高至7-10mW/(m·K)，绝热性能大幅降低。专利CN102587517B公开了一种真空绝热板及其制备和应用，采用纳米二氧化硅与多尺度的膨胀珍珠岩和短切纤维按比例混合后压制制备芯材，真空封装于铝塑复合袋中制得VIP，虽然该类VIP成本降低，但是由于没有加入遮光剂，且使用了含有铝箔的袋子，导热系数高，超过了10mW/(m·K)，热桥效应大，绝热性能大幅下降。专利CN102720921B也公开了一种利用膨胀珍珠岩生产真空绝热板的方法，以膨胀珍珠岩为主要原料，添加各种辅助材料压制得到芯材，真空封装于铝塑复合袋中制得VIP，除了具有专利102587517B中的不足之外，膨胀珍珠岩价格低廉，可降低VIP成本，但膨胀珍珠岩颗粒较粗，所制得的VIP导热系数对板内压力非常敏感，导热系数上升很快，VIP使用寿命很短。专利CN105481339A公开了一种建筑用真空绝热板芯板及其制备方法，它将纳米二氧化硅粉体、膨胀珍珠岩细粉、增强纤维、无机胶粘剂、絮凝剂和水混合搅拌，得到浆料，然后再通过上浆、脱水、定型、烘干和切割，得到建筑用真空绝热板芯板，该方法类似玻璃纤维芯材的湿法成型，需要做成浆料然后再脱水烘干，其能耗高，废水废气排放量大，工艺步骤多且成本高。而国内较多使用的粉体类芯材是干法压制，即通过机械搅拌，然后压制成型，该工艺操作简单，成本低，但其存在的问题主要是大量粉尘对环境造成严重污染，吸入人体后无法降解，危害人体健康。因此，需要解决现有技术中VIP使用寿命短，芯材生产过程污染环境，成本高等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种真空绝热板芯材，所述芯材密度在140-200kg/m3，所述芯材外包裹透气不透粉的无纺布，无纺布的设置为了防止在抽真空过程中粉尘污染真空系统，给芯材外包裹一层可透过气体，但不透过粉体的无纺布材料，阻止在抽真空时产生的气压差导致粉体外溢到真空腔体中，进而可能污染真空泵组系统，污染封刀封条，芯材包括质量分数为60-95％的气相二氧化硅、3-35％的增强胶粘纤维和2-10％的辐射遮光剂三种原料组份。在一种可选方案中：所述纳米气相二氧化硅的比表面积介于150-400m2/g。在一种可选方案中：所述增强胶粘纤维的分子组成是(C6H10O5)n，纤维平均直径在5-20μm，平均长度5-20mm。在一种可选方案中：所述辐射遮光剂是炭黑、碳化硅、二氧化钛中的一种或多种组合。一种根据上述所述真空绝热板芯材的制备方法，包括以下步骤：S1配料：将纳米气相二氧化硅、辐射遮光剂和增强胶粘纤维按比例配制，并依次投入混料机的料斗中，密封料斗；S2加湿搅拌混合：将配制好的原料在混料机中进行搅拌，搅拌开始时，同步给原料喷入雾状浓度小于30Be'的水玻璃，使原料在湿法状态下充分分散混合均匀；S3压制成型：根据所需芯材的密度定量混合均匀的物料，并投入到油压机的模具中，摊平表面后压制、脱模后制得芯材；S4切割：将压制脱模的芯材按所需规格尺寸切割；S5包裹无纺布：将切割好的芯材包裹透气性无纺布，制得所需尺寸的真空绝热板芯材。在一种可选方案中：所述步骤S2中搅拌速度为300～1500rpm，所述混合搅拌的时间为5～30min，所述步骤S3中油压机的载荷介于0.3-2MPa之间。一种真空绝热板，包括气体阻隔袋和上述中所述方法制得的芯材，所述芯材真空封装于气体阻隔袋内。在一种可选方案中：所述气体阻隔袋由气体阻隔膜热封边制得，所述气体阻隔膜由外层的保护层、中间的阻隔层以及内侧的热封层复合而成，气体阻隔膜不含有铝箔，使得真空绝热板的边界热桥效应大幅度下降，有效导热系数降低，整体绝热性能提高，而且由于芯材孔隙细小均匀，导热系数对板内压力上升不敏感，真空绝热板使用寿命长。相较于现有技术，本专利技术的有益效果如下：本专利技术的该制备方法制得的芯材密度小，收缩率低，强度大，孔隙分布均匀，真空绝热板初始导热系数小，使用寿命长，导热系数小，热桥效应小，而且生产过程粉尘小，环境污染小，节能环保。附图说明图1为本专利技术真空绝热板芯材及真空绝热板制备工艺流程图。具体实施方式以下实施例会结合附图对本专利技术进行详述，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本专利技术所列举的各实施例仅用以说明本专利技术，并非用以限制本专利技术的范围。对本专利技术所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本专利技术的精神与范围。实施例1一种真空绝热板芯材，所述芯材密度在140kg/m3，所述芯材外包裹透气不透粉的无纺布，芯材包括质量分数为60％的气相二氧化硅、35％的增强胶粘纤维和5％的辐射遮光剂三种原料组份。所述纳米气相二氧化硅的比表面积150m2/g。所述增强胶粘纤维的分子组成是(C6H10O5)n，纤维平均直径在5μm，平均长度5mm。所述辐射遮光剂是炭黑。一种根据上述所述真空绝热板芯材的制备方法，包括以下步骤：S1配料：称取纳米气相二氧化硅60kg、辐射遮光剂5kg和增强胶粘纤维35kg配制，并依次投入混料机的料斗中，密封料斗；S2加湿搅拌混合：将配制好的原料在混料机中进行搅拌，搅拌开始时，同步给原料喷入雾状浓度25Be'的水玻璃，使原料在湿法状态下充分分散混合均匀；S3压制成型：根据所需芯材的密度定量混合均匀的物料，并投入到油压机的模具中，摊平表面后压制、脱模后制得芯材；S4切割：将压制脱模的芯材按300mm×300mm×20mm切割；S5包裹无纺布：将切割好的芯材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空绝热板芯材，其特征在于，所述芯材密度在140‑200kg/m

【技术特征摘要】
1.一种真空绝热板芯材，其特征在于，所述芯材密度在140-200kg/m3，所述芯材外包裹透气不透粉的无纺布，芯材包括质量分数为60-95％的气相二氧化硅、3-35％的增强胶粘纤维和2-10％的辐射遮光剂三种原料组份。2.根据权利要求1所述真空绝热板芯材，其特征在于，所述纳米气相二氧化硅的比表面积介于150-400m2/g之间。3.根据权利要求1所述真空绝热板芯材，其特征在于，所述增强胶粘纤维的分子组成是(C6H10O5)n，纤维平均直径在5-20μm，平均长度5-20mm。4.根据权利要求1所述真空绝热板芯材，其特征在于，所述辐射遮光剂是炭黑、碳化硅、二氧化钛中的一种或多种组合。5.一种根据权利要求1-4任一所述真空绝热板芯材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1配料：将纳米气相二氧化硅、辐射遮光剂和增强胶粘纤维按比例配制，并依次投入混料机的料斗中，密封料斗；S2加湿搅拌混合：将配制好的原料在混料机中进行搅拌，搅拌开始时，同步给原料喷入雾状浓度小于30Be'的水玻璃，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁江涛，邸小波，郑美淳，
申请(专利权)人：江西晖烁新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36