CN102720923B - 一种真空绝热板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种真空绝热板,可以解决现有技术存在的保温效果不好的问题,技术方案是,一种真空绝热板,包括外包裹材料和芯材,芯材内设有吸气剂,所述外包裹材料采用单面或者双面不含铝箔的包裹材料复合而成,所述芯材为均匀层叠结构的玻璃纤维集合体,其中玻璃纤维的直径为1-3微米。还提供了一种上述真空绝热板的制备方法。由于真空绝热板内部真空度很高,热量在传递过程中受到芯材内玻璃纤维的层层阻隔,从而大大降低了热量传递的速度,起到了很好的保温效果,同时包裹材料没有铝箔层消除了边缘热桥效应,所以真空绝热板会起到很好的保温效果。
Description
技术领域
本发明属于绝热型材技术领域,具体地说,涉及一种可用于保温、绝热产品中的真空绝热板及其制备方法。
背景技术
热量传递过程中,保温材料的导热系数较高,导致冰箱热量损失较为严重。目前各冰箱企业为保证产品保温效果批量使用的真空绝热板主要存在两个问题:1.外包裹材料:目前一般采用含铝箔层的复合材料来进行外包装材料,不可避免的会产生热量顺着外包装材料直接传递到另一面的热桥效应,导致真空绝热板的绝热效果不好(如图1所示);2.芯材:内容物俗称芯材,主要用传统湿法制成,芯材玻璃纤维排列无序,有很多竖起的纤维充当了热量传递的媒介,无法有效的阻隔热量的传递(如图2所示)。
真空绝热板有3个部分组成,内部的芯材(一般是玻璃纤维集合体),外部的包裹材料(一般是气体和水汽透过率小的复合材料),还有内部放置的吸气剂(一般是吸水的氧化钙等),真空板的真空度大小直接导致保温效果的好坏。而对于真空板的真空度影响比较大的就是内部玻璃纤维集合体的芯材,目前国内用的一般是湿法芯材,根据对热量传递过程中热阻的分析,现有技术生产的湿式芯材纤维排布错乱无序,容易出现空洞和竖起的纤维,现有的真空绝热板在热传导过程中,热量在从真空绝热板一端传递到另一端时,由于纤维很多竖向排布,热量极易从纤维分布的空洞和通过竖起的纤维中进行传递,真空绝热板无法有效阻隔热量传递,漏热量比较大,导热系数较高,导致真空板的保温效果降低,无法达到有效的保温作用。
另外外包裹材料用含铝箔的复合材料制成,容易存在热桥效应,导致热量不通过真空绝热板直接从真空绝热板表面传递,导致整体保温效果不好。
如何解决上述技术问题,则是本发明所面临的课题。
发明内容
本发明提供了一种真空绝热板,可以解决现有技术存在的保温效果不好的问题,还提供了一种上述真空绝热板的制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是,
一种真空绝热板,包括外包裹材料和芯材,所述芯材内设有吸气剂,其特征在于:所述外包裹材料采用单面或者双面不含铝箔的包裹材料复合而成,所述芯材为均匀层叠结构的玻璃纤维集合体,其中玻璃纤维的直径为1-3微米。所述吸气剂采用氧化钙。
其中,当所述外包裹材料采用单面为不含铝箔的包裹材料时,其中一面采用NY15/MPET12/MEVOH15/PE50,另一面采用NY15/MPET12/Al7/PE50;或者其中一面采用PET12/NY25/Al6/HDPE50,另一面采用NY25/MPET12/MEVOH12/HDPE50,其中的数字代表每种材料的厚度,单位为微米。
当所述外包裹材料采用双面为不含铝箔的包裹材料时,两面均为NY15/MPET12/MEVOH15/PE50,或者两面均为NY25/MPET12/MEVOH12/HDPE50,其中的数字代表每种材料的厚度,单位为微米。
一种真空绝热板的制备方法,包括如下步骤:
1)制备芯材:1100℃-1300℃的高温玻璃熔液流入高速旋转的离心头里,离心头的转速2000-2500转/分,甩出纤维丝,然后通过底部吸引器成均匀层叠结构,纤维丝的直径1-3微米;
2)包覆外包裹材料:在芯材内放入氧化钙吸气剂,采用单面或者双面不含铝箔的复合包裹材料将芯材包覆,然后将外包裹材料热压封口;
3)对步骤2)中被外包裹材料封口的芯材抽真空后形成真空绝热板。
其中,所述玻璃熔液的重量百分含量配方如下:二氧化硅60%-80%,氧化铝3-5%,氧化镁3-5%,氧化钙5-10%,氧化硼5-10%,其他氧化物4-20%。
所述其他氧化物可以采用氧化钠。
其中,所述吸引器由上至下依次包括抽空泵,铝板,外壳铁板,透气胶带,所述铝板和外壳铁板相对应的中央位置均设有孔,所述抽空泵设置在所述铝板的孔的上部,所述外壳铁板包覆在所述铝板的下面,所述外壳铁板的孔的下部粘贴所述透气胶带,所述透气胶带和外壳铁板之间通过双面胶粘贴固定。
其中,所述外包裹材料采用单面为不含铝箔的包裹材料时,其中一面采用NY15/MPET12/MEVOH15/PE50,另一面采用NY15/MPET12/Al7/PE50;或者其中一面采用PET12/NY25/Al6/HDPE50,另一面采用NY25/MPET12/MEVOH12/HDPE50,其中的数字代表每种材料的厚度,单位为微米。
其中,所述外包裹材料采用双面为不含铝箔的包裹材料时,两面均为NY15/MPET12/MEVOH15/PE50,或者两面均为NY25/MPET12/MEVOH12/HDPE50,其中的数字代表每种材料的厚度,单位为微米。
NY代表尼龙,MPET代表改性聚乙烯对苯二酸盐,MEVOH代表改性乙烯-乙烯醇共聚物),PE聚乙烯;HDPE高密度聚乙烯;PET聚对苯二甲酸乙二醇酯。NY15是指15微米厚的尼龙材料,其他以此类推。
本发明通过对外包裹材料芯材做了两方面的改进,
1、外包裹材料:采用单面或者双面不含铝箔的包裹材料,避免了热桥效应的问题出现;
2、芯材:采用全新工艺生产出纤维细密,层状分布均匀的玻璃纤维集合体,可以有效的阻隔热量传递。
芯材制备工艺:高温玻璃熔液流入高速旋转的离心头里,甩出纤维丝。通过底部吸引器成均匀层叠结构,后封装成型。
玻璃熔液主要成分:二氧化硅,氧化铝,氧化镁,氧化钙。热量在传导的过程中被横向纤维有效阻隔,无法很快的从板的一侧传递到另一侧,真空绝热板可有效的阻隔热量传递。
本发明所述真空绝热板具有以下优点:
1.芯材玻璃纤维成层状均匀分布;
2.芯材玻璃纤维径在3微米以下;
3.外包裹材料采用新型复合材料,无金属层或单面没有金属层,避免热桥效应。
本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果:
热量从冰箱外要传递到冰箱内,通过箱体的保温层时,由于真空绝热板内部真空度很高,热量在传递过程中受到芯材内玻璃纤维的层层阻隔,从而大大降低了热量传递的速度,起到了很好的保温效果,同时包裹材料没有铝箔层消除了边缘效应,所以真空绝热板会起到很好的保温效果。
本发明生产的真空绝热板导热系数一般在0.002W/m.K以下,可以很大的提高保温性能,降低冰箱能耗5%以上。
附图说明
图1是现有含铝箔外包裹材料的真空绝热板的热量传递示意图;
图2是现有玻璃纤维集合体芯材的热传导示意图;
图3是本发明所述单面不含铝箔的外包裹材料的真空绝热板的热量传递示意图;
图4是本发明所述均匀层叠结构的玻璃纤维集合体的芯材热传导示意图;
图5是本发明真空绝热板的芯材制备方法流程示意图;
图6是吸引器结构示意图;
图中的符号及其说明:
1、离心头;2、吸引器;21、抽空泵;22、铝板;23、外壳铁板;24、透气胶带;25、双面胶;3、纤维丝。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示,现有的真空绝热板采用含铝箔的复合材料作为外包裹材料,热量在进行传递过程中,会顺着材料直接传递到另一面,称为热桥效应,导致绝热效果不好;
如图2所示的现有真空绝热板的内部芯材,其玻璃纤维排列无序,有很多竖起的纤维充当了热量传递的媒介,热量直接通过纤维本身传导,无法有效阻隔热量的传递,导致绝热效果不好。
本发明提出一种新型的真空绝热板,可以同时解决上述两方面的问题。
一种真空绝热板,包括外包裹材料和芯材,芯材内设有吸气剂,外包裹材料采用单面或者双面不含铝箔的包裹材料复合而成,芯材为均匀层叠结构的玻璃纤维集合体,其中玻璃纤维的直径为1-3微米。吸气剂采用氧化钙。
实施例1
一种真空绝热板,包括外包裹材料和芯材,芯材内设有氧化钙吸气剂,外包裹材料采用单面为不含铝箔的包裹材料,其中一面采用NY15/MPET12/MEVOH15/PE50(依次为尼龙15微米,改性聚乙烯对苯二酸盐12微米,改性乙烯-乙烯醇共聚物15微米,聚乙烯50微米),另一面采用NY15/MPET12/Al7/PE50(依次为尼龙15微米,改性聚乙烯对苯二酸盐12微米,铝17微米,聚乙烯50微米)。
实施例2
一种真空绝热板,包括外包裹材料和芯材,芯材内设有氧化钙吸气剂,外包裹材料采用单面为不含铝箔的包裹材料,其中一面采用PET12/NY25/Al6/HDPE50,另一面采用NY25/MPET12/MEVOH12/HDPE50。
实施例3
一种真空绝热板,包括外包裹材料和芯材,芯材内设有氧化钙吸气剂,外包裹材料采用双面为不含铝箔的包裹材料,两面均为NY15/MPET12/MEVOH15/PE50。其中的数字代表厚度,单位为微米。
实施例4
一种真空绝热板,包括外包裹材料和芯材,芯材内设有氧化钙吸气剂,外包裹材料采用双面为不含铝箔的包裹材料时,两面均为NY25/MPET12/MEVOH12/HDPE50。
如图3所示,本发明所述的真空绝热板在热量传递过程中,由于外包裹材料采用单面不含铝箔的复合材料,所以不会形成热桥效应,绝热效果较好;当然,当双面均采用不含铝箔的复合材料时,更不会产生热桥效应。
如图4所示,本发明所述的芯材的玻璃纤维形成均匀层叠结构,热量在传导的过程中,被横向纤维有效阻隔,无法很快的从板的一侧传递到另一侧,可有效地阻隔热量传递,绝热效果较好,
结合以上外包裹材料和芯材,本发明所述的真空绝热板的保温性能大大提高,导热系数在0.002W/m.K以下。
上述实施例1-4中的真空绝热板的制备方法,包括如下步骤:
1)制备芯材:1100℃-1300℃的高温玻璃熔液流入高速旋转的离心头里,离心头的转速2000-2500转/分,甩出纤维丝,然后通过底部吸引器成均匀层叠结构,纤维丝的直径1-3微米;
2)包覆外包裹材料:在芯材内放入氧化钙吸气剂,采用单面或者双面不含铝箔的复合包裹材料将芯材包覆,然后将外包裹材料热压封口;
3)对步骤2)中被外包裹材料封口的芯材抽真空后形成真空绝热板。
如图5所示,本发明所述芯材的制备工艺流程图:高温玻璃熔液流入离心头1内,离心头1高速旋转,转速在2000-2500转/分,甩出纤维丝,被甩出的纤维丝通过吸引器2后成均匀层叠结构,而后再封装成型。由于纤维丝被吸引器吸成均匀的层状结构,在热传递过程中,热量就被层叠的纤维丝层层阻隔,从而大大降低了热量传递的速度,起到很好的保温效果。
如图6所示,吸引器2由上至下依次包括抽空泵21,铝板22,外壳铁板23,透气胶带24,铝板22和外壳铁板23相对应的中央位置均设有孔,抽空泵21通过螺钉固定设置在铝板22的孔的上部,外壳铁板23包覆在铝板22的下面,外壳铁板23的孔的下部粘贴透气胶带24,透气胶带24和外壳铁板23之间通过双面胶25粘贴固定。
其中,制备方法中的玻璃熔液的重量百分含量配方如下:二氧化硅70%,氧化铝4%,氧化镁4%,氧化钙5%,氧化硼5%,氧化钠12%。
其中,外包裹材料采用单面为不含铝箔的包裹材料时,其中一面采用NY15/MPET12/MEVOH15/PE50,另一面采用NY15/MPET12/Al7/PE50;或者其中一面采用PET12/NY25/Al6/HDPE50,另一面采用NY25/MPET12/MEVOH12/HDPE50,其中的数字代表每种材料的厚度,单位为微米。
或者外包裹材料采用双面为不含铝箔的包裹材料时,两面均为NY15/MPET12/MEVOH15/PE50,或者两面均为NY25/MPET12/MEVOH12/HDPE50,其中的数字代表每种材料的厚度,单位为微米。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.一种真空绝热板的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
1)制备芯材:1100℃-1300℃的高温玻璃熔液流入高速旋转的离心头里,离心头的转速2000-2500转/分,甩出纤维丝,然后通过底部吸引器成均匀层叠结构,纤维丝的直径1-3微米;
2)包覆外包裹材料:在芯材内放入氧化钙吸气剂,采用单面或者双面不含铝箔的复合包裹材料将芯材包覆,然后将外包裹材料热压封口;
3)对步骤2)中被外包裹材料封口的芯材抽真空后形成真空绝热板。
2.根据权利要求1所述的真空绝热板的制备方法,其特征在于:所述玻璃熔液的重量百分含量配方如下:二氧化硅60%-80%,氧化铝3-5%,氧化镁3-5%,氧化钙5-10%,氧化硼5-10%,其他氧化物4-20%。
3.根据权利要求1所述的真空绝热板的制备方法,其特征在于:所述外包裹材料采用单面为不含铝箔的包裹材料时,其中一面采用NY15/MPET12/MEVOH15/PE50,另一面采用NY15/MPET12/Al7/PE50;或者其中一面采用PET12/NY25/Al6/HDPE50,另一面采用NY25/MPET12/MEVOH12/HDPE50,其中的数字代表每种材料的厚度,单位为微米。
4.根据权利要求1所述的真空绝热板的制备方法,其特征在于:所述外包裹材料采用双面为不含铝箔的包裹材料时,两面均为NY15/MPET12/MEVOH15/PE50,或者两面均为NY25/MPET12/MEVOH12/HDPE50,其中的数字代表每种材料的厚度,单位为微米。
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