CN104295861A - 一种低热桥的真空绝热板 - Google Patents

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Abstract

一种低热桥的真空绝热板，具有上下封边结构，采用两种高阻隔性膜材封装而成，其中面积较大的膜材为主封装膜材，包裹住芯材的四周，而面积较小的膜材为次封装膜材，局部覆盖真空绝热板的上或者下封装表面。主封装膜材含有多层铝膜层，单层铝膜层的厚度为20～100nm，最外层为10～15μm的非晶态尼龙(PA)或碳纤维网格布，最内层为50μm的聚乙烯薄膜(PE)，中间包含有2～4层的聚酯(PET)和铝膜，单个聚酯(PET)层的厚度为15～20μm。次封装膜材的最外层为纳米PET薄膜，具有纳米阻燃颗粒呈纳米尺寸均匀分散在PET基体中，层厚度为30～50μm；最内层为50μm的聚乙烯薄膜(PE)，中间包含有1～3层聚丙烯(PP)和聚酯(PET)，单层厚度为12～24μm。该真空绝热板表面热桥效应低，保温绝热效果好。

Description

一种低热桥的真空绝热板
技术领域
本发明涉及一种真空绝热板，特别是涉及一种低热桥的真空绝热板。
背景技术
真空绝热板(Vacuum Insulation Panel，简称VIP)是一种新型、高效的绝热材料，导热系数达到0.008W/m·K及以下，生产使用过程中不产生任何ODS(“消耗臭氧层物质”，英文名称为Ozone Depleting Substances)物质，具有环保和高效节能的特性，是目前世界上最先进的保温材料。
真空绝热板是基于真空绝热的原理，通过最大限度地提高板内真空度来降低空气对流引起的热量传递，主要由芯材、阻隔膜和气体吸附材料三部分组成。芯材一般选择为多孔介质材料，内置气体吸附剂和干燥剂，在抽真空状态下双面采用气体隔绝材料密封形成板材。
申请号为201320429416.1的中国实用新型专利公开了一种高强度真空绝热板，该真空绝热板包括：上层阻隔板、芯材、下层阻隔板、气体交换孔、气体微渗透膜和密封圈。该实用新型所述真空绝热板具有耐高温、高强度、气体透过率和水透过率低的特点。但上下隔板均采用不锈钢材质，热桥效应严重，导热系数数大幅度提高。
申请号为201310362567.9的中国发明专利公开了一种真空绝热板，所述真空绝热板主要由芯部隔热结构、气体吸附材料和封闭的隔气机构三部分组成，所述芯部隔热结构为带有开孔的聚氨酯泡沫结构；所述开孔聚氨酯泡沫结构的孔壁内贴有反射膜。该发明方案从芯材着手来提高真空绝热板的绝热效果和使用寿命，具有节约冷量、节能的优点，但是忽略了封装膜材的导热部分。
VIP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。目前常利用多层复合膜材进行左右双面封装，常用的有铝-聚酯复合膜(Aluminium Foil，简称AF和多层镀铝聚酯膜(Multilayer AlCoated Foil，简称MAF)，含有厚度很大的铝箔层，存在着严重的热桥效应，使大量的热量经由膜材表面传导而流失，保温效果大幅度下降。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种降低真空绝热板表面热桥效应的方法，有效提高真空绝热板的保温(冷)效果。
为实现本发明的目的，采用的技术方案是：提供一种低热桥的真空绝热板，由多孔隙混合芯材、膜材和气体吸附材料组成，其特征在于所述的真空绝热板具有上下封边结构，采用材质不同、大小不同的两种高阻隔性膜材封装而成，其中面积较大的膜材为主封装膜材，包裹住芯材的四周，而面积较小的膜材为次封装膜材，局部覆盖真空绝热板的上或者下封装表面。
主封装膜材和次封装膜材均是由多层薄膜材料复合而成，包括外保护层、热封层和阻隔层，其特征在于，主封装膜材含有多层铝膜层，单层铝膜层的厚度为20～100nm；而次封装膜材不含有金属层。所述的主封装膜材最外层为10～15μm的非晶态尼龙(PA)或碳纤维网格布，最内层为50μm的聚乙烯薄膜(PE)，中间包含有2～4层的聚酯(PET)和铝膜，单个聚酯(PET)层的厚度为15～20μm。所述的次封装膜材的最外层为纳米PET薄膜，具有纳米阻燃颗粒呈纳米尺寸均匀分散在PET基体中，层厚度为30～50μm；最内层为50μm的聚乙烯薄膜(PE)，中间包含有1～3层聚丙烯(PP)和聚酯(PET)，单层厚度为12～24μm。
所述的多孔隙芯材内部呈现开孔结构，开孔直径为50～200nm，由短切玻璃纤维和纳米气相二氧化硅粉或者稻壳灰混合组成，所述的短切玻璃纤维的质量分数为95％～99％，纳米气相二氧化硅粉或者稻壳灰的质量分数为1％～5％。所述的短切玻璃纤维的直径为1～3μm，长度为2～8μm。
本发明的主要优点是：①提供一种低热桥的真空绝热板，具有上下封边结构，大幅度降低真空绝热板的表面热桥效应，保温绝热效果好；②所述的真空绝热板不含有铝箔，降低真空绝热板的重量、厚度及使用成本；③多层复合膜材有效替代铝箔，阻隔、防火性能好。
附图说明
图1为一种低热桥的真空绝热板的横截面示意图。
图中10为次封装膜材；20为主封装膜材；30为多孔隙混合芯材。
图2为一种次封装膜材的横截面示意图。
图中11为纳米PET薄膜；12为聚丙烯(PP)；13为聚酯(PET)；14为聚乙烯薄膜(PE)。
图3为一种主封装膜材的横截面示意图。
图中21为非晶态尼龙(PA)或碳纤维网格布；22为铝膜；23为聚酯(PET)；24为聚乙烯薄膜(PE)。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1
一种低热桥的真空绝热板，具有上下封边结构，采用材质不同、大小不同的两种高阻隔性膜材封装而成，其中面积较大的膜材为主封装膜材，包裹住芯材的四周，而面积较小的膜材为次封装膜材，局部覆盖真空绝热板的上或者下封装表面。
主封装膜材含有多层铝膜层，单层铝膜层的厚度为20nm；而次封装膜材不含有金属层。所述的主封装膜材最外层为15μm的非晶态尼龙(PA)，最内层为50μm的聚乙烯薄膜(PE)，中间包含有2层的聚酯(PET)和铝膜，单个聚酯(PET)层的厚度为20μm。所述的次封装膜材的最外层为纳米PET薄膜，具有纳米阻燃颗粒呈纳米尺寸均匀分散在PET基体中，层厚度为50μm；最内层为50μm的聚乙烯薄膜(PE)，中间包含有1层聚丙烯(PP)和聚酯(PET)，层厚度分别为12和24μm。
所述的多孔隙芯材内部呈现开孔结构，开孔平均直径为50nm，由短切玻璃纤维和纳米气相二氧化硅粉或者稻壳灰混合组成，所述的短切玻璃纤维的质量分数为95％，纳米气相二氧化硅粉或者稻壳灰的质量分数为1％。所述的短切玻璃纤维的平均直径为3μm，平均长度为8μm。
实施例2
一种低热桥的真空绝热板，具有上下封边结构，采用材质不同、大小不同的两种高阻隔性膜材封装而成，其中面积较大的膜材为主封装膜材，包裹住芯材的四周，而面积较小的膜材为次封装膜材，局部覆盖真空绝热板的上或者下封装表面。
主封装膜材和次封装膜材均是由多层薄膜材料复合而成，包括外保护层、热封层和阻隔层，其特征在于，主封装膜材含有多层铝膜层，单层铝膜层的厚度为50nm；而次封装膜材不含有金属层。所述的主封装膜材最外层为13μm的碳纤维网格布，最内层为50μm的聚乙烯薄膜(PE)，中间包含有3层的聚酯(PET)和铝膜，单个聚酯(PET)层的厚度为15μm。所述的次封装膜材的最外层为纳米PET薄膜，具有纳米阻燃颗粒呈纳米尺寸均匀分散在PET基体中，层厚度为40μm；最内层为50μm的聚乙烯薄膜(PE)，中间包含有2层聚丙烯(PP)和聚酯(PET)，单层厚度均为20μm。
所述的多孔隙芯材内部呈现开孔结构，开孔平均直径为200nm，由短切玻璃纤维和纳米气相二氧化硅粉或者稻壳灰混合组成，所述的短切玻璃纤维的质量分数为97％，纳米气相二氧化硅粉或者稻壳灰的质量分数为3％。所述的短切玻璃纤维的平均直径为2μm，平均长度为5μm。
实施例3
一种低热桥的真空绝热板，具有上下封边结构，采用材质不同、大小不同的两种高阻隔性膜材封装而成，其中面积较大的膜材为主封装膜材，包裹住芯材的四周，而面积较小的膜材为次封装膜材，局部覆盖真空绝热板的上或者下封装表面。
主封装膜材和次封装膜材均是由多层薄膜材料复合而成，包括外保护层、热封层和阻隔层，其特征在于，主封装膜材含有多层铝膜层，单层铝膜层的厚度为100nm；而次封装膜材不含有金属层。所述的主封装膜材最外层为10μm的碳纤维网格布，最内层为50μm的聚乙烯薄膜(PE)，中间包含有4层的聚酯(PET)和铝膜，单个聚酯(PET)层的厚度为15μm。所述的次封装膜材的最外层为纳米PET薄膜，具有纳米阻燃颗粒呈纳米尺寸均匀分散在PET基体中，层厚度为30μm；最内层为50μm的聚乙烯薄膜(PE)，中间包含有3层聚丙烯(PP)和聚酯(PET)，单层厚度均为12μm。
所述的多孔隙芯材内部呈现开孔结构，开孔平均直径为200nm，由短切玻璃纤维和纳米气相二氧化硅粉或者稻壳灰混合组成，所述的短切玻璃纤维的质量分数为95％，纳米气相二氧化硅粉或者稻壳灰的质量分数为5％。所述的短切玻璃纤维的平均直径为1μm，平均长度为2μm。
上述仅为本发明的三个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种低热桥的真空绝热板，由多孔隙混合芯材、膜材和气体吸附材料组成，其特征在于所述的真空绝热板具有上下封边结构，采用材质不同、大小不同的两种高阻隔性膜材封装而成，其中面积较大的膜材为主封装膜材，包裹住芯材的四周，而面积较小的膜材为次封装膜材，局部覆盖真空绝热板的上或者下封装表面。
2.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于主封装膜材和次封装膜材均是由多层薄膜材料复合而成，包括外保护层、热封层和阻隔层，主封装膜材含有多层铝膜层，单层铝膜层的厚度为20～100nm；而次封装膜材不含有金属层。
3.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于所述的主封装膜材最外层为10～15μm的非晶态尼龙(PA)或碳纤维网格布，最内层为50μm的聚乙烯薄膜(PE)，中间包含有2～4层的聚酯(PET)和铝膜，单个聚酯(PET)层的厚度为15～20μm。
4.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于所述的次封装膜材的最外层为纳米PET薄膜，具有纳米阻燃颗粒呈纳米尺寸均匀分散在PET基体中，层厚度为30～50μm；最内层为50μm的聚乙烯薄膜(PE)，中间包含有1～3层聚丙烯(PP)和聚酯(PET)，单层厚度为12～24μm。
5.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于所述的多孔隙芯材内部呈现开孔结构，开孔直径为50～200nm，由短切玻璃纤维和纳米气相二氧化硅粉或者稻壳灰混合组成，所述的短切玻璃纤维的质量分数为95％～99％，纳米气相二氧化硅粉或者稻壳灰的质量分数为1％～5％。所述的短切玻璃纤维的直径为1～3μm，长度为2～8μm。
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