一种固碳气囊保温隔热材料及其制备方法技术

本申请公开了一种固碳气囊保温隔热材料及其制备方法，该固碳气囊保温隔热材料至少包括一层气珠层，所述气珠层内充入有二氧化碳气体，所述气珠层由PE基材经流延、吸塑制得，所述PE基材的原料包括质量比为100：1～15的聚乙烯和相变材料。本申请的保温隔热材料相变常规气泡膜材料具有更低的导热系数与更为突出的隔热保温效果。热保温效果。

【技术实现步骤摘要】
一种固碳气囊保温隔热材料及其制备方法


[0001]本申请涉及保温隔热材料领域，尤其是涉及一种固碳气囊保温隔热材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的发展,建筑能耗的问题日益严峻，如何减少室内和室外之间的热量传递，将室内温度维持在适宜状态，是当前解决建筑能耗问题的关键。
[0003]气泡膜隔热材料是一种新型的环保型隔热材料，其通常用于建筑墙体的隔热处理，可起到良好的保温作用，有效减少建筑能耗。该材料是以聚乙烯为基材，经过流延、吸塑或吹塑工艺形成的具有中空泡孔的膜结构材料，其泡孔内充满空气，使其具有优异的隔热保温作用。然而空气的导热系数相对较高，因此，气泡膜的隔热效果有待提高。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种固碳气囊保温隔热材料及其制备方法，能够显著的提高气泡膜的隔热保温效果。
[0005]第一方面，本申请提供一种固碳气囊保温隔热材料，该材料至少包括一层气珠层，所述气珠层内充入有二氧化碳气体，所述气珠层由PE基材经流延、吸塑制得，所述PE基材的原料包括质量比为100：1～15的聚乙烯和相变材料。
[0006]通过采用上述技术方案，本申请一方面通过向气珠层(类似于气泡膜)的泡孔内充入二氧化碳气体，替代导热系数较高的空气，有效的降低了气珠层的传热作用，提高其保温隔热效果。另一方面，本申请通过将相变材料加入并分散于PE基材中，利用相变材料的相变储能作用，环境温度较高时吸收并储存热量，环境温度较低时释放热量，提高了气珠层的保温隔热效果。根据产品需要，本申请的PE基材原料中可加入阻燃剂，以提高其防火性能。
[0007]优选的，所述相变材料包括石蜡、多元醇、熔融盐、酯类、羧酸类，或前述物质与高聚物的复合物。
[0008]优选的，本申请的气珠层设置有两层或多层，以提高其隔热保温效果；更优选的，气珠层两侧表面复合有铝箔层，以反射阳光辐照；进一步优选的，铝箔层表面复合有PET膜，以减少铝箔的腐蚀氧化或磨损。
[0009]优选的，所述相变材料为石蜡基复合物，且由包括如下质量份的原料制得：环氧树脂：10～20份；酚醛树脂：2～5份；石蜡：20～30份；导热填料：0.5～2份。
[0010]通过上述环氧树脂和酚醛树脂交联反应所形成的三维网络结构，包裹作为相变成分的石蜡，提高相变材料与高聚物的相容性，减少石蜡从PE基材中析出的可能，保障该保温隔热材料的相变保温作用。
[0011]典型但非限制性的，所述环氧树脂采用E44环氧树脂和/或E51环氧树脂。
[0012]优选的，所述石蜡基复合物的原料还包括0.1～0.5份的白炭黑。
[0013]通过加入白炭黑，一方面使得环氧树脂或酚醛树脂通过活性基团与白炭黑表面的硅羟基键合，对树脂网络具有增强增韧作用。另一方面白炭黑与树脂反应键合能够形成更为致密的网络结构，防止石蜡析出至气珠层表面，影响保温效果。
[0014]优选的，所述石蜡基复合物按照如下步骤制得：预混：将石蜡加热熔化并维持其液态，加入导热填料，搅拌均匀，得到液相预混物；复合：向液相预混物中加入环氧树脂，搅拌均匀后再加入酚醛树脂和白炭黑，于100～110℃下搅拌并加热固化，得到石蜡基复合物。
[0015]本申请采用采用溶胶凝胶法，以具有高活性的环氧树脂为前驱体，使其与石蜡的液相预混物混合均匀，然后再加入酚醛树脂，使得环氧树脂和酚醛树脂交联形成树脂网络，实现对石蜡的包裹，经干燥后得到微小的相变颗粒。
[0016]上述形成的相变颗粒固然能够减少石蜡析出的问题，但同时也会阻隔并降低石蜡的相变作用。而本申请通过向石蜡中均匀的加入导热填料，能够有效补偿其热传递效果。
[0017]前述导热填料优选为膨胀石墨，氧化铝、氧化镁等金属氧化物粉末以及镁、铝等金属粉末；更优选为膨胀石墨。本申请的石蜡以及其他相变材料的相变温度不做特殊限定，生产时根据产品使用地的常年气温条件进行适应性选择，以保障其保温隔热效果。
[0018]优选的，所述PE基材的原料还包括蒙脱土纳米片，所述聚乙烯和蒙脱土纳米片的质量比为100：1～4。
[0019]上述蒙脱土纳米片是指从蒙脱土上剥离得到的片状蒙脱土，其制备方法包括球磨、高速搅拌和超声打散。该蒙脱土纳米片具有大的比表面积和分散效果，能够起到更为突出的填充阻隔作用，有效减少二氧化碳气体的渗透逸散。
[0020]优选的，所述相变材料和蒙脱土纳米片表面修饰有硅烷改性剂，所述硅烷改性剂与蒙脱土纳米片或相变材料的质量比均为1～3：100；所述硅烷改性剂包括乙烯基硅烷偶联剂。
[0021]通过采用乙烯基硅烷偶联剂对蒙脱土和相变材料进行表面改性，可降低其极性，提高其与聚乙烯的相容性，促进蒙脱土和相变材料的均匀分散，从而提高气珠层的保温效果，尤其是长效保温效果。需要说明的是，蒙脱土纳米片所用硅烷改性剂优选在蒙脱土进行剥离过程中添加，以促进其剥离分散效果。而上述石蜡基复合物所用硅烷改性剂优选在固化后进行共混，起到表面修饰改性的作用。
[0022]优选的，所述硅烷改性剂还包括正硅酸甲酯和/或正硅酸乙酯，所述乙烯基硅烷偶联剂与正硅酸甲酯和/或正硅酸乙酯的质量比为1～2:1。
[0023]上述正硅酸甲酯与正硅酸乙酯水解后可形成4个硅羟基，在接枝附着于蒙脱土表面后，不仅能够提高蒙脱土和相变材料和聚乙烯的相容性，还可通过剩余的硅羟基相互交联成致密的网络结构，进一步提高气珠层的气密性，同时该网络结构还能够有效防止石蜡的析出，进而提高隔热保温材料的长效保温效果。
[0024]优选的，所述固碳气囊保温隔热材料包括依次设置的铝箔层、气珠层和铝箔层；更优选的所述固碳气囊保温隔热材料包括依次设置的PET膜、铝箔层、气珠层、铝箔层和PET膜。
[0025]通过采用上述技术方案，气珠层起到良好的隔热保温作用，而铝箔层可反射光照，增强该材料的保温效果。
[0026]第二方面，本申请提供一种固碳气囊保温隔热材料的制备方法，包括如下步骤：气珠层制备：将相变材料和聚乙烯混合熔融，经挤出、通入二氧化碳、流延、吸塑操作后制得气珠层；复合：将气珠层与其它功能层复合，即得固碳气囊保温隔热材料上述技术方案中，首先将各原料进行改性，提高其与聚乙烯的相容性，使得原料分散更为均匀；混合改性的原料经熔融、挤出得到气珠层的底膜和吸塑膜，在流延吸塑前预先向底膜和吸塑膜之间通入二氧化碳气体，使得吸塑膜在吸塑成型过程中，能够使二氧化碳气体充入泡孔中，制得气珠层。最后，将气珠层与其它功能性层结构通过粘结剂进行复合，例如铝箔等反光层。
[0027]优选的，气珠层制备步骤中还加入有蒙脱土纳米片，所述聚乙烯和蒙脱土纳米片的质量比为100：1～4。
[0028]通过蒙脱土纳米添加以增强PE的气体阻隔性以及抗析油性能。
[0029]综上所述，本申请具有如下有益效果：1、本申请通过采用含相变材料且充入有二氧化碳的气珠层，能够显著的提高该材料的保温隔热效果。
[0030]2、本申请通过采用由环氧树脂、酚醛树脂和导热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固碳气囊保温隔热材料，其特征在于，该材料至少包括一层气珠层，所述气珠层内充入有二氧化碳气体，所述气珠层由PE基材经流延、吸塑制得，所述PE基材的原料包括质量比为100：1～15的聚乙烯和相变材料。2.根据权利要求1所述的一种固碳气囊保温隔热材料，其特征在于，所述相变材料为石蜡基复合物，且由包括如下质量份的原料制得：环氧树脂：10～20份；酚醛树脂：2～5份；石蜡：20～30份；导热填料：0.5～2份。3.根据权利要求2所述的一种固碳气囊保温隔热材料，其特征在于，所述石蜡基复合物的原料还包括0.1～0.5份的白炭黑。4.根据权利要求3所述的一种固碳气囊保温隔热材料，其特征在于，所述石蜡基复合物按照如下步骤制得：预混：将石蜡加热熔化并维持其液态，加入导热填料，搅拌均匀，得到液相预混物；复合：向液相预混物中加入环氧树脂，搅拌均匀后再加入酚醛树脂和白炭黑，于100～110℃下搅拌并加热固化，得到石蜡基复合物。5.根据权利要求1所述的一种固碳气囊保温隔热材料，其特征在于，所述PE基材的原料还包括蒙脱土纳米片，所述聚乙烯和蒙脱土纳米片的质量比为100：...

【专利技术属性】
技术研发人员：林伟强，张道静，陶加祥，
申请(专利权)人：浙江鹏远新材料科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：