一种铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构及其加工方法技术

本发明专利技术提供一种铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构及其加工方法，所述方法步骤为：采用全自动窑炉生产线生产出纤维单丝直径在2

【技术实现步骤摘要】
一种铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构及其加工方法


[0001]本专利技术属于绝热材料
，更具体地说，特别涉及一种铝箔和超细玻璃纤维芯材的 叠层结构及其加工方法。

技术介绍

[0002]随着工业发展，人类生活水平的提高，冷藏、热工环境对保冷、隔热提出了严格的要求， 人们对建筑空间的保温需求也日益严苛；绝热材料一方面满足了这些迫切的需求，另一方面 也降低了制冷、制热设备的功率损耗，相当于节约了能源；因此，被看作是继煤炭、石油、 天然气和核能之后的"第五大能源”。在世界经济快速发展的大背景之下，能源和环境是目前 全人类所面临的两大重要议题；从节能角度考虑，提高有限资源的利用效率变得尤为关键， 而首当其冲的是绝热材料的研发，真空绝热板技术在此基础上应运而生。
[0003]传统的真空绝热板以平板状为主，但实际生活中某些特定的领域需要异形保温材料，如 建筑窗台、阴阳角、拱形屋面及冰箱冷凝管的凹槽、压缩机管道等就需要制备出L形、弧形、 带孔、凹坑或压槽等特殊形状的真空绝热板。现阶段通过先制备出特殊形状的芯材再经由抽 真空、热封，已制备出有弧形、表面带压槽、凹坑和透气锚固孔等异形VIP，异形VIP的出现 是大势所趋，不仅大幅度提高了真空绝热板的使用灵活性，使其适用于更多的应用领域，更 是大大拓宽了VIP产品的目标市场，促进了真空绝热板的产业化。
[0004]VIP作为一种新型高效保温材料，结合了真空绝热和多孔隔热的双重优点，是一个复杂 而又敏感的绝热系统。不同芯材真空绝热板的热导率与其内部压力之间的关系，测试环境为： 温度20℃、压力1
×
105Pa，芯材类型不同，VIP对内压的敏感性不同，相应真空绝热板的热 导率也具有很大差别，其中，气相二氧化硅板的内压敏感性最低，为100mbar左右，适宜作 为芯材使用，但其制作工艺较为复杂，成本价格较高，难以推广应用，而玻璃纤维质量轻、 价格低、隔热性能优异，是一种较为理想的VIP芯材。
[0005]但是，纯玻璃纤维棉毡作为芯材的真空绝热板存在着以下两个问题：一是VIP整体较软、 耐压强度低，长时间使用后在大气压力下易塌陷变形，热导率随使用时间的增长升高较快， 使用寿命较短；二是多层叠层的玻璃纤维棉毡在高真空的板内低压下层间纤维会搭接形成热 桥，层间的桥接增加了热传导。
[0006]如何对玻璃纤维芯材的真空绝热板进行结构的改进，提高其综合性能具有重要的实际工 程意义，也引起了较为广泛的关注。要克服这些问题，常采用的解决方法是：
①
保持空气界 面层：通过粘结剂使玻璃纤维棉毡固化，增加芯材的刚度，存在的问题是粘结剂易挥发，挥 发后增大板内压力，导致VIP的绝热性能迅速下降。
②
添加阻隔层：通过在叠层放置的保温 材料之间如添加SiC板等无机材料进行人为阻断热桥，其缺点是显著增加VIP的重量。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构及
其加工 方法，玻璃纤维属于无机非金属材料，具有极低的导热系数，弹性模量高，韧性高，质量轻， 并且不易燃烧，被广泛用作工程材料。这些优异的属性来自于玻璃本身的特质和玻璃纤维的 几何形状，玻璃的室温特性使它适用于很多的应用方面，它在熔融状态下不同寻常的粘性特 征及其抗结晶性让玻璃很容易形成诸多形状和形成纤维。有效的解决了上述存在的技术问题。
[0008]本专利技术一种铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构及其加工方法的目的与功效，由以下具 体技术手段所达成：
[0009]一种铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构，所述芯材中添加有铝箔叠层结构。
[0010]所述芯材中的超细玻璃纤维层数为2
‑
30层，相互堆叠，中间夹有铝箔叠层。
[0011]所述超细玻璃纤维的平均直径为3.5微米，通过离心喷吹方法制造。
[0012]玻璃纤维主要可以通过两种工艺生产：离心喷吹(Centrifugal
‑
spinneret
‑
blow，简称 CSB)工艺和火焰拉伸工艺；与火焰拉伸工艺相比，CSB方法具有更多的优点，如成本低、生 产率高、均匀性更好和更大的灵活性。本文研究的叠层芯材中的玻璃纤维是通过CSB方法制造 的，纤维平均直径为3.5m左右，属于超细玻璃纤维。
[0013]所述超细玻璃纤维层的厚度为0.6
‑
0.8mm。
[0014]所述铝箔叠层的厚度为0.03mm。
[0015]铝具有密度小(2700kg/m3)，塑性好(50％～60％)，耐腐蚀，无磁性等优点，是热的良 好导体。而铝箔作为铝的极限加工产品，在表现出铝的性质的同时，还存在有很多本身特有 的性质，例如铝箔的温度辐射性能极差，对于太阳光等可见光，具有很强的反射能力等。
[0016]铝箔的吸收和发射都较低，并且铝箔的吸收率和发射率很接近。铝箔的发射率一般为 5％～20％，厚度对其影响不大，主要决定因素在于铝箔表面的粗糙度，是否有氧化铝层及铝箔 的纯度等；当铝箔表面状态从粗糙变为平滑时，发射率从0.3变为0.08。铝箔将80％～95％的辐 射热都反射回去，本身只吸收很少一部分的辐射能；因此，铝箔是良好的隔热保温材料。
[0017]铝箔之所以能够作为高效率热辐射隔热材料的另一个主要原因是它具有较大的反射系 数。据测定，铝箔的反射系数与被反射的辐射波长有关，会随着热辐射波长的变短而降低， 对太阳光而言，其反射系数为70～98％；而对于一定波长的辐射波，铝箔的反射系数还与其纯 度、温度和表面质量有关。
[0018]所述铝箔叠层的层数为2
‑
30层。
[0019]一种铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构的加工方法，所述方法步骤为：采用全自动窑 炉生产线生产出纤维单丝直径在2
‑
4微米之间且正态分布的超细玻璃棉，经过湿法芯材成型工 艺后得到单层厚度约为0.8mm的玻璃棉芯材，选取30层层数的玻璃棉芯材与铝箔进行不同结构 的叠加并放置在远红外鼓风干燥箱中进行烘干，设置烘箱的温度为220℃，保温时间为30分钟， 取出烘干后的芯材连同吸气剂装入预先制好的阻隔膜封装袋中，然后平放于真空封装机中， 抽真空热封而成。
[0020]所述真空封装工艺条件为：扩散泵温度260～280℃，真空度0.1～0.01Pa，抽真空时间 3～6min，封口时间6～11s，封口压力5kg，封口电压38～48V。
[0021]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0022](1)采用优化的交叉叠层结构，有效利用铝箔低热辐射发射率的特性，实现VIP芯材内 部结构对热流传递的交替阻隔，提高VIP的隔热性能；
[0023](2)利用叠层芯材粗/滑界面的层间滑移机制及其铝箔的氧化特性，提高VIP的抗弯性以 及降低内压敏感性，进而提高VIP的使用寿命。
[0024](3)铝箔与超细玻璃纤维芯材具有良好的相容性；铝箔的添加可以降低玻璃纤维芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构，其特征在于：所述芯材中添加有铝箔叠层结构。2.根据权利要求1所述的铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构，其特征在于：所述芯材中的超细玻璃纤维层数为2
‑
30层，相互堆叠，中间夹有铝箔叠层。3.根据权利要求2所述的铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构，其特征在于：所述超细玻璃纤维的平均直径为3.5微米，通过离心喷吹方法制造。4.根据权利要求2所述的铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构，其特征在于：所述超细玻璃纤维层的厚度为0.6
‑
0.8mm。5.根据权利要求1所述的铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构，其特征在于：所述铝箔叠层的厚度为0.03mm。6.根据权利要求2所述的铝箔和超细玻璃纤维芯材的叠层结构，其特征在于：所述铝箔叠层的层数为2
‑
30层。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周武中，杜源，邱鑫，尚好，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：