CN103511796A - 一种玻璃纤维隔板与矿棉板复合芯材vip板及其制备方法 - Google Patents

一种玻璃纤维隔板与矿棉板复合芯材vip板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玻璃纤维隔板与矿棉板复合芯材VIP板及其制备方法，该VIP板包括芯材和真空保护层，真空保护层密封于芯材外部，所述芯材由上部隔热层、下部隔热层和中间隔热层复合而成，中间隔热层位于上部隔热层和下部隔热层之间；所述上部隔热层和下部隔热层为厚度1~5mm的玻璃纤维隔板，所述中间隔热层为厚度5~40mm的矿棉板，所述真空保护层为铝箔玻纤袋。用本发明方法制备的玻璃纤维隔板与矿棉板复合芯材VIP板其导热系数低，抗压强度大，且更易于与墙面的结合。

Description

一种玻璃纤维隔板与矿棉板复合芯材VIP板及其制备方法
技术领域
本发明涉及VIP板及其制备方法，具体涉及一种玻璃纤维隔板与矿棉板复合芯材VIP板及其制备方法。
背景技术
真空绝热板(Vacuum Insulated Panel,VIP)是一种新型、高效的保温材料，主要用于保温绝热、防火阻燃，如冰箱、深冷冰柜、医疗柜、船载工程冷库、矿难救生舱、建筑外墙、内墙保温等。它基于真空绝热原理，由芯部隔热材料和封闭的隔气薄膜组成，填充芯材与真空保护表层严密复合，可有效避免空气对流引起的热传递，导热系数大幅度降低，从而达到绝佳的保温效果。芯材是VIP的核心技术之一，除了要求具有结构支撑作用、具有低的导热系数外，在开孔率、开孔孔径、芯材放气和芯材的预处理等方面也有要求。现有VIP板（真空绝热板）芯材都使用单一材料制成，例如玻璃纤维棉、酚醛、聚氨酯或硅粉。每一种材料都有其优缺点。单一玻璃纤维做芯材失效(漏气）后膨胀，容易胀破墙面；酚醛、聚氨酯类属于有机保温材料只能依靠阻燃剂防火，但阻燃剂经长时间风化和分解其阻燃性能也降低，有机产品容易老化；硅粉失效（漏气）后粉末会下坠使保温板上部形成空洞形成无保温材料地带而冻墙，下部由于粉末的下坠使得下部鼓起胀破墙面形成安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服现有VIP板及其制备方法存在的不足之处，提供一种玻璃纤维隔板与矿棉板复合芯材VIP板及其制备方法。用本发明方法制备的复合芯材VIP板其导热系数低，抗压强度大，且更易于与墙面的结合。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种玻璃纤维隔板与矿棉板复合芯材VIP板，该VIP板包括芯材和真空保护层，真空保护层密封于芯材外部；其中，所述芯材由上部隔热层、下部隔热层和中间隔热层复合而成，中间隔热层位于上部隔热层和下部隔热层之间；所述上部隔热层和下部隔热层为厚度1~5mm的玻璃纤维隔板（AGM隔板），所述中间隔热层为厚度5~40mm的矿棉板，所述真空保护层为铝箔玻纤袋；真空保护层内部真空度为5×10-3~1×10-1Pa。
所述上部隔热层、中间隔热层与下部隔热层形状相同，中间隔热层与下部隔热层面积相等，上部隔热层面积为下部隔热层面积的1.1~1.3倍。
所述VIP板其导热系数为0.012w/(m.k)。
上述玻璃纤维隔板（AGM隔板）与矿棉板复合芯材VIP板的制备方法，包括如下步骤：
1）将矿棉放入容器中加水搅拌40分钟，使棉与渣球分离，渣球沉于容器底部，捞出矿棉。
2）经步骤1）处理后的矿棉用造粒机分解为粒状，然后将粒状矿棉、粘胶剂、防水剂、纸浆和珍珠岩按照矿棉：粘胶剂：防水剂：纸浆：珍珠岩＝87.8：1:0.2:2:10的重量比例混合并搅拌成料浆，料浆经滤水、真空吸水、挤压成为厚度5~40mm毛坯，按所需面积切割后烘干即成矿棉基板。
3）将所需面积的矿棉基板与玻璃纤维隔板（AGM隔板）放入260℃的烘干箱内烘干2小时，获得作为芯材的矿棉板和玻璃纤维隔板。
4）将作为芯材的矿棉板和玻璃纤维隔板装入铝箔玻纤袋置于真空处理室中抽真空，至真空度达到所需数值时进行封口，获得VIP板。
所述粘胶剂为淀粉，所述防水剂为质量含量50％的石蜡乳液。
本发明有益效果如下：
1、本发明VIP板的芯材采用玻璃纤维隔板和矿棉板复合而成，矿棉为短纤维材质，而玻璃纤维隔板为长纤维材质，将两者复合其结合度更高，同时其耐压强度高于单一的玻纤板等芯材。
2、本发明中芯材选用的玻璃纤维隔板（AGM隔板）是由超细玻璃纤维经特殊工艺加工而成,在保持了玻璃纤维固有优点的同时，还具有开孔率高（95％以上）、孔径小、纯度高等特点。相关实验结果表明，在一定真空条件下，芯材导热系数随芯材开孔率的升高而明显下降，真空绝热板的导热系数随着孔径的增大而增加，当芯材孔径较大时，孔内气体的各项导热系数必然增大；而且在温度比较高时，孔径增大引起的对流和辐射传热增加更多，从而导致表观导热系数增大。所以玻璃纤维隔板的选用赋予本发明真空绝热板优良的绝热节能性能，大大提高VIP板的绝热性能及其使用寿命。
3、本发明所用矿棉板以优质矿棉作为主原料，矿棉经洗涤及加压成型等处理后制成矿棉板，改善了现有技术中所用矿棉芯材在抽气过程中容易掉渣污染真空系统等弊端。又因矿棉板是由矿棉经加压成型制成，因此其表面平整，有利于和墙面的结合。另外，所制备的矿棉板也为部分开孔材料，芯材选用开孔率高的材料可以使得所制备VIP稳定性能良好。
4、本发明使用复合纤维和网状结构基层，大大提高了抗冲击、抗变形能力。用玻璃纤维隔板与矿棉板复合芯材做成的VIP板其导热系数0.012w/(m.k)，本发明VIP板采用无机材料为主原料防火性能好（A级防火），上部隔热层面积略大于下部隔热层面积，能更好的保护真空层，防止板材边角划伤。
5、本发明使用玻璃纤维隔板与矿棉板复合芯材VIP板，成品板95%以上为无机材料，无机材料具有不燃性；产品失效（漏气）后不会出现膨胀和下坠胀破墙面问题，提高了产品质量。
6、本发明在工艺上改善了装袋速度降低生产成本，提高生产效率，有利于产业化生产。
附图说明
图1为本发明VIP板的剖面示意图；其中：1-真空保护层；2-上部隔热层；3-中间隔热层；4-下部隔热层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。实施例中玻璃纤维隔板由浙江尚德能源科技有限公司（型号AGM）和浙江长兴华力玻璃纤维隔板有限公司（型号hl）提供；矿棉原料由石家庄望星矿棉板业有限公司提供。
如图1所示，本发明VIP板包括芯材和真空保护层1，真空保护层1密封于芯材外部；其中，所述芯材由上部隔热层2、下部隔热层4和中间隔热层3复合而成，中间隔热层3位于上部隔热层2和下部隔热层4之间；所述上部隔热层2和下部隔热层4为厚度1~5mm的玻璃纤维隔板，所述中间隔热层3为厚度5~40mm的矿棉板，所述真空保护层1为铝箔玻纤袋；真空保护层1内部真空度为5×10-3~1×10-1Pa。
所述上部隔热层2、中间隔热层3与下部隔热层4形状相同，中间隔热层3与下部隔热层4面积相等，上部隔热层2面积为下部隔热层4面积的1.1~1.3倍。
实施例1
本发明VIP板的制备方法，包括如下步骤：
1）将矿棉放入容器中加水搅拌40分钟，使棉与渣球分离，渣球沉于容器底部，捞出矿棉。
2）经步骤1）处理后的矿棉用造粒机分解为粒状，然后将粒状矿棉、粘胶剂、防水剂、纸浆和珍珠岩按照矿棉：粘胶剂：防水剂：纸浆：珍珠岩＝87.8：1:0.2:2:10的重量比例混合并搅拌成料浆，料浆经滤水、真空吸水、挤压成为厚度5~40mm毛坯，按所需面积切割后烘干即成矿棉基板。
3）将所需尺寸的矿棉基板与玻璃纤维隔板放入260℃的烘干箱内烘干两个小时，烘过的矿棉板和玻璃纤维隔板为芯材。
4）芯材装入铝箔玻纤袋置于真空处理室中抽真空，至真空度为5×10-3Pa~1×10-1Pa真空状态下按所使用的包装袋预先调好真空封口机在封口时的气缸压力和封口时间；当真空室的真空度达到所需要的数值时，进行封口；
5）真空室放入大气，置标准大气压下，打开真空室，取出VIP板。
取出VIP板后可对其进行检测，具体检测方法如下：
1）使用仪器检测，记录下数据。
2）调试：按规定顺序依次打开相应仪器的总开关、冷源、热源、水泵和智能化测量仪器的开关，并观察正常运行；
3）校准：打开主体部分（主体部分由热板、冷板及热流计等部分组成）将标准校验板置冷热板之间，用压紧装置压紧，再调节智能化测量仪器，输入标准校验板厚度（单位为mm），待冷热板温度达到要求温度其智能化测量仪器显示导热系数与标准值相差为≤±5%后，则校准完毕，可进行检测其它VIP板。
本实施例所制备VIP板其导热系数为0.012w/(m.k)，由于其复合芯材都为开孔材料，特别是玻璃纤维隔板，其开孔率达到95以上，因此VIP板在保存半年情况下经上述方法测试其导热系数保持不变，产品使用过程中与墙面结合良好，长久使用无膨胀等问题出现。

Claims (6)

1.一种玻璃纤维隔板与矿棉板复合芯材VIP板，该VIP板包括芯材和真空保护层，真空保护层密封于芯材外部，其特征在于：所述芯材由上部隔热层、下部隔热层和中间隔热层复合而成，中间隔热层位于上部隔热层和下部隔热层之间；所述上部隔热层和下部隔热层为厚度1~5mm的玻璃纤维隔板，所述中间隔热层为厚度5~40mm的矿棉板，所述真空保护层为铝箔玻纤袋。
2.根据权利要求1所述的复合芯材VIP板，其特征在于：所述真空保护层内部真空度为5×10-3~1×10-1Pa。
3.根据权利要求1所述的复合芯材VIP板，其特征在于：所述上部隔热层、中间隔热层与下部隔热层形状相同，中间隔热层与下部隔热层面积相等，上部隔热层面积为下部隔热层面积的1.1~1.3倍。
4.根据权利要求1所述的复合芯材VIP板，其特征在于：所述VIP板其导热系数为0.012w/(m.k)。
5.一种如权利要求1-4任一所述复合芯材VIP板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）将矿棉放入容器中加水搅拌40分钟，使棉与渣球分离，渣球沉于容器底部，捞出矿棉，
2）经步骤1）处理后的矿棉用造粒机分解为粒状，然后将粒状矿棉、粘胶剂、防水剂、纸浆和珍珠岩按照矿棉：粘胶剂：防水剂：纸浆：珍珠岩＝87.8：1:0.2:2:10的重量比例混合并搅拌成料浆，料浆经滤水、真空吸水、挤压成为厚度5~40mm毛坯，按所需面积切割后烘干即成矿棉基板。
3）将所需面积的矿棉基板与玻璃纤维隔板放入260℃的烘干箱内烘干2小时，获得作为芯材的矿棉板和玻璃纤维隔板。
4）将步骤3）所得芯材装入铝箔玻纤袋置于真空处理室中抽真空，至真空度达到所需数值时进行封口，获得VIP板。
6.根据权利要求5所述复合芯材VIP板的制备方法，其特征在于：所述粘胶剂为淀粉，所述防水剂为质量含量50％的石蜡乳液。
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