一种耐穿刺、高隔热的真空绝热板及其制备方法技术

本发明专利技术属于隔热技术领域，具体涉及一种耐穿刺、高隔热的真空绝热板及其制备方法，所述真空绝热板包括VIP芯材、复合TPU阻隔膜与镀铝膜，所述VIP芯材置于复合TPU阻隔膜与镀铝膜组成的密封袋内，所述复合TPU阻隔膜包括铝膜层及通过胶水与其充分贴合的改性TPU薄膜，所述铝膜层及改性TPU薄膜组成改性TPU干复膜，所述改性TPU干复膜还包括涂覆于改性TPU薄膜外表面的高隔热涂层。相比传统阴阳膜结构的折边方式，将阻隔膜多余的飞边折到无铝箔层膜一面，即铝箔膜层折向镀铝膜层，可以减少铝箔面内部褶皱造成漏气的可能。褶皱造成漏气的可能。褶皱造成漏气的可能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐穿刺、高隔热的真空绝热板及其制备方法


[0001]本专利技术属于隔热
，具体涉及一种耐穿刺、高隔热的真空绝热板及其折边方法。

技术介绍

[0002]真空绝热板(Vacuum Insulation Panel，简称VIP)是近年来迅速发展的新一代保温隔热材料，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，是目前世界上热导率最低的高效保温材料，被称为超级绝热材料。
[0003]VIP板优异的隔热性能是因其具有很高的真空度，而阻隔膜材则是保持其内部真空度的关键。它能够在真空绝热板服役期内高效地阻挡氧气、氮气、水蒸气、二氧化碳及其他气体破坏板材内部的真空环境，同时高性能的阻隔膜能够确保VIP板发挥其最大的隔热潜能。
[0004]用于真空绝热板(VIP板)包装的阻隔膜材多为铝箔袋，由保护层、阻隔层、热封层构成，其中铝箔为致密金属层通常作为中间阻隔层，用于阻隔水蒸气和氧气的渗透，阻隔性优于镀铝膜、蒸镀膜等。但铝箔有较高的导热性，使得部分热量会沿着边缘的铝箔进行传递形成热桥效应。行业内通常采用阴阳袋包装VIP，即一面采用多层含有铝箔复合的铝箔膜，另一面采用不含有铝箔复合膜，在包装成VIP板的时候，边缘因为没有铝箔的完全包裹，大大降低热桥效应。
[0005]另外，由于铝箔较塑料薄膜延展性相对较差，且本身有一定的硬度，在真空绝热板折边时可能会造成铝箔层出现折痕，使阻隔袋形成一些微小的气孔，使外部的气体进入，对真空绝热板的使用寿命产生影响，甚至导热系数大大增加而直接失效。
[0006]表面阻隔膜都是基于提高膜材本身的极限阻隔与尽可能地减小热桥效应这两个原则进行结构改进而逐渐演变和发展，然而对于提高阻隔膜本身稳健强度这一原则并未进行过多的研究，通常情况下，虽然多层复合膜最外层的聚酯薄膜(PET)和尼龙塑料(PA)等保护层具备一定的力学强度，但由于其自身构造的局限，尚存在耐磨、抗穿刺能力差和轻微的气体渗透这两个问题，就真空绝热板的实际应用而言，现有的表面阻隔膜无法有效地抵抗机械应力和张力来防止制造和安装期间造成的损坏。
[0007]根据隔热涂层隔热降温机理和隔热方式的不同，可将隔热涂层分为阻隔型、反射型及辐射型隔热涂层三类。一种隔热效果良好的涂层是两种或多种隔热机理同时起作用的结果。因此，研制出应用多种隔热机理的复合型隔热涂层将是未来隔热涂层的发展方向。
[0008]而聚氨酯(TPU)材料不仅力学性能优异，而且具有无毒性，广泛应用于衣服、箱包和工艺品等领域。通过在VIP阻隔膜外表面复合制备改性TPU薄膜，提高VIP的力学性能，获得抗穿刺、耐磨损、耐老化的表面阻隔膜，确保VIP发挥最大潜能。另外，在使用过程中不需要胶水进行二次粘合，在保证加工效率的同时避免对环境造成不必要的污染，而且还能大大地降低产品的成本，使产品的增值空间大大提升。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供了一种耐穿刺且高隔热真空绝热板及其折边方法，所制备的真空绝热板同时具备高隔热保温、抗穿刺、耐磨损、耐老化等性能。
[0010]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体包括以下内容：
[0011]一种耐穿刺、高隔热真空绝热板，包括VIP芯材、复合TPU阻隔膜与镀铝膜，所述VIP芯材置于复合TPU阻隔膜与镀铝膜组成的密封袋内，所述复合TPU阻隔膜包括铝膜层及通过胶水与其充分贴合的改性TPU薄膜，所述铝膜层及改性TPU薄膜组成改性TPU干复膜，所述改性TPU干复膜还包括涂覆于改性TPU薄膜外表面的高隔热涂层。
[0012]进一步的，所述真空绝热板还包括由复合TPU阻隔膜向镀铝膜方向折边时形成的折边结构。
[0013]进一步的，所述所述铝膜层由四层膜组成，其从里到外分别为PE膜层、铝箔层、镀铝PET膜层以及PA膜层；所述镀铝膜层由四层膜组成，其从里到外分别为PE膜层、镀铝PET膜层、镀铝PET膜层以及PA膜层。
[0014]进一步的，所述VIP芯材为呈交织层状的玻璃纤维短切丝和/或超细玻璃棉。
[0015]进一步的，所述改性TPU干复膜由以下方法得到：
[0016]第一步，将硅烷偶联剂加到蒸馏水中，搅拌至溶解后，与纳米SiO2粒子和有机溶剂(优选为无水乙醇)混合、搅拌均匀(硅烷偶联剂用量为纳米SiO2粒子的1wt％，硅烷偶联剂、水与无水乙醇的质量比为2：2：6)，然后在真空干燥箱中升温至110
‑
130℃(优选为120℃)进行偶联反应，反应完全后，烘干得到处理过的纳米SiO2粒子，备用；
[0017]第二步，取第一步中处理过的纳米SiO2粒子分散与水中，搅拌均匀，再向其中加入1,4
‑
双(二甲基羟基硅基)苯得到混合溶液，在搅拌下，加入混合溶液质量0.5％的钛酸异丁酯催化反应，反应时间6
‑
10h(优选8h)；再加入甲基丙烯酸甲酯，在70
‑
85℃(优选为80℃)条件下搅拌混合10
‑
15h(优选12h)，反应产物备用；所述处理过的纳米SiO2粒子、1,4
‑
双(二甲基羟基硅基)苯与甲基丙烯酸甲酯的用量比为5:(1
‑
5):(10
‑
20)，优选为5:2:15；
[0018]第三步，热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU预处理：将环氧树脂(优选为E
‑
51环氧树脂)与TPU放入容器中，加热搅拌均匀形成混合液，然后加入偶联剂KH
‑
550，继续搅拌得到预处理后的TPU；所述混合液中环氧树脂质量分数为5％
‑
15％；
[0019]第四步，在反应容器中加入有机溶剂(优选为四氢呋喃)，启动搅拌机高速搅拌(优选搅拌速度为1000rpm)，加热溶剂在48
‑
54℃的温度范围后，逐步加入预处理后的TPU，待TPU完全溶解后，逐步向其中加入第二步的反应产物(优选地，所述第二步的反应产物加入量占预处理后的TPU的2.5％)，再加入适量的助挤剂(优选为白油)，搅拌制糊，脱去溶剂得到糊状混合料，将糊状混合料加入模具中制成初坯，再将初坯放入真空干燥箱进一步除去多余溶剂，将初坯放入模具中加热到100
‑
145℃，用毛坯压挤进行逐渐压实，在压实后保压大约5分钟，将压实后的毛坯放入自制的模具中，同样热到100
‑
140℃，用挤压机推挤柱塞，使棒材从下面的料孔挤出，将挤出后的棒材与三辊压光机均预热到100
‑
140℃，在压延过程中采用多次压延法，逐渐减小片材厚度至0.4mm，将裁好的片材预热至140
‑
200℃，通过双向拉伸至所需的倍率后恒定5min，得到改性TPU薄膜；
[0020]第五步，制备充分搅拌后的胶液，将胶液倒入干法复合机的上胶辊中，并设置上胶辊压力；
[0021]第六步，将铝膜层置于第一基材放卷部上，改性TPU薄膜置于第二基材放卷部上，并根据实际要求设置各个放卷部的张力，使基材平整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐穿刺、高隔热的真空绝热板，包括VIP芯材、复合TPU阻隔膜与镀铝膜，所述VIP芯材置于复合TPU阻隔膜与镀铝膜组成的密封袋内，所述复合TPU阻隔膜包括铝膜层及通过胶水与其充分贴合的改性TPU薄膜，所述铝膜层及改性TPU薄膜组成改性TPU干复膜，所述改性TPU干复膜还包括涂覆于改性TPU薄膜外表面的高隔热涂层。2.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于，所述高隔热真空绝热板还包括由复合TPU阻隔膜向镀铝膜方向折边时形成的折边结构。3.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于，所述VIP芯材为呈交织层状的玻璃纤维短切丝和/或超细玻璃棉。4.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于，所述改性TPU干复膜由以下方法得到：第一步，将硅烷偶联剂加到蒸馏水中，搅拌至溶解后，与纳米SiO2粒子和有机溶剂混合、搅拌均匀，然后在真空干燥箱中升温至110
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130℃进行偶联反应，反应完全后，烘干得到处理过的纳米SiO2粒子，备用；第二步，取第一步中处理过的纳米SiO2粒子分散与水中，搅拌均匀，再向其中加入1,4
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双(二甲基羟基硅基)苯得到混合溶液，在搅拌下，加钛酸异丁酯催化反应，反应时间6
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10h；再加入甲基丙烯酸甲酯，在70
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85℃条件下搅拌混合10
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15h，反应产物备用；所述处理过的纳米SiO2粒子、1,4
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双(二甲基羟基硅基)苯与甲基丙烯酸甲酯的用量比为5:(1
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5):(10
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20)；第三步，热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU预处理：将环氧树脂与TPU放入容器中，加热搅拌均匀形成混合液，然后加入偶联剂KH
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550，继续搅拌得到预处理后的TPU，所述混合液中环氧树脂质量分数为5％
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15％；第四步，在反应容器中加入有机溶剂，启动搅拌机高速搅拌，加热溶剂在48
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54℃的温度范围后，逐步加入预处理后的TPU，待TPU完全溶解后，逐步向其中加入第二步的反应产物，再加入助挤剂，搅拌制糊，脱去溶剂得到糊状混合料，将糊状混合料加入模具中制成初坯，再将初坯放入真空干燥箱进一步除去多余溶剂，将初坯放入模具中加热到100
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145℃，用毛坯压挤进行逐渐压实，在压实后保压大约5...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁坤，刘晓，于静静，李方方，
申请(专利权)人：青岛炯晟新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：