CN104402396B - 一种建筑墙体保温用无机真空保温板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种建筑墙体保温用无机真空保温板及其制备方法，属于建筑保温材料领域。该无机真空保温板是由气相二氧化硅粉体和碳化硅纤维混合物的凝聚体经抽真空处理后外表包覆一层致密的低熔点玻璃层构成的。该无机真空保温板的制备方法为先将气相二氧化硅粉体和碳化硅纤维混合均匀，再将该混合物压缩成凝聚体，经抽真空和低熔点玻璃液相包覆后制成无机真空保温板。本发明提供的无机真空保温板所用原材料是不燃的，化学性能稳定耐久的，形成的真空夹芯结构具有导热系数低的优点。本发明提供的无机真空保温板及其制备方法能够保证真空保温板芯材在制备和使用过程中长期保持真空干燥状态，使本发明提供的无机真空保温板具有优异保温隔热和耐久性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑墙体保温用无机真空保温板及其制备方法，属于建筑保温材料领域。
背景技术
能源问题是关系到人类社会能否可持续发展的一项重要问题，而建筑能耗占我国总的能源消耗已达四分之一，建筑节能对我国国民经济发展具有重要作用和意义。建筑墙体保温是建筑节能的一个重要方面，现有的无机墙体保温材料主要有各种保温砂浆、加气混凝土等，因其保温效果远低于有机保温材料，因而在实际当中很少被使用。以聚苯板、聚氨酯发泡材料为代表的有机保温材料具有保温隔热效果好的优点，但有机材料具有可燃性的本质弱点，存在火灾隐患。以多孔材料为芯材的真空保温板(简称VIP)是近年开发的一种新型高效隔热材料，它主要由真空封装的微孔夹心结构和封装隔气薄膜构成，板内部的微孔芯材主要采用的是气相二氧化硅粉体的凝聚体，封装隔气薄膜主要由铝箔和聚合物薄膜复合材料组成。与传统保温材料相比，真空保温板在垂直板面方向的热阻能提高5-10倍。然而，一方面，尽管在这种真空保温板中有机聚合物所占含量低，但其可燃性的问题也不能完全被忽视；另一方面，随着使用年限的增加，聚合物会发生老化，隔气隔湿性能下降，导致真空保温板保温隔热性能显著降低，耐久性差。
针对上述背景，本发明提供一种保温隔热性能优良的无机真空保温板及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种不燃、耐久、保温隔热性能优良的建筑墙体保温用无机真空保温板，该建筑墙体保温用无机真空保温板包括气相二氧化硅粉体和10-30wt.％碳化硅纤维的混合凝聚体以及混合凝聚体外表包覆一层致密的低熔点玻璃层；混合凝聚体的厚度为2-5cm，混合凝聚体的密度为180-220kg/m3，低熔点玻璃层的厚度为0.4-1mm。
所述的碳化硅纤维长度为8-25mm，碳化硅纤维在凝聚体中既起到增强相的作用，又起到遮光剂作用，可进一步降低凝聚体的热辐射。
所述的低熔点玻璃为Na2O-Al2O3-B2O3玻璃。
本发明的目的是提供一种不燃、耐久、保温隔热性能优良的建筑墙体保温用无机真空保温板的制备方法。先将气相二氧化硅粉体和碳化硅纤维混合均匀，再压缩成凝聚体，经抽真空和液相包覆后制成无机真空保温板，具体包括以下步骤：
(1)将气相二氧化硅粉体和10-30wt.％碳化硅纤维置于混料机中混合均匀，采用冷压机将气相二氧化硅粉体和碳化硅纤维的混合物压制成密度为180-220kg/m3的板状混合凝聚体；
(2)将步骤(1)得到的板状混合凝聚体完全烘干，将该板状混合凝聚体和低熔点玻璃粉置于坩埚中，将坩埚放入真空炉中，真空度不高于10-1Pa；
(3)真空炉快速升温至600℃，保温2-5min，将浸渍在液态低熔点玻璃中的板状混合凝聚体取出，室温条件下冷却，得到建筑墙体保温用无机真空保温板。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供的无机真空保温板内部的芯材为经抽真空处理的气相二氧化硅和碳化硅纤维混合物凝聚体，含有大量的亚微米、纳米级微孔，具有导热系数低的优点；芯材外部的低熔点玻璃包覆层，具有隔气隔湿性能好、机械强度高、化学稳定性好的优点。从而使无机真空保温板具备了不燃、耐久、保温隔热性能好的优点。本发明通过控制冷压得到的气相二氧化硅和碳化硅纤维混合物凝聚体的密度，来合理控制该凝聚体中的微孔的尺寸，使其对流传热效率达到最小；通过控制液态低熔点玻璃浸渍气相二氧化硅和碳化硅纤维混合凝聚体的温度和保温时间，来合理控制该凝聚体外表低熔点玻璃层的厚度和完整程度，避免了因低熔点玻璃浸渗过多包覆层过厚或低熔点玻璃浸渗不够没有在凝聚体芯材表面形成完整的玻璃层而降低无机真空保温板的隔热性能。保持芯材始终处于真空干燥状态是真空保温板保持高隔热性能的关键因素，本发明提供的制备方法中低熔点玻璃包覆层是在高温高真空条件下制备的，能够保证在无机真空保温板制备过程中不向凝聚体芯材中引入气体或水分；而制备后形成的低熔点玻璃包覆层隔气隔湿性能好，化学性能稳定，能够保证无机真空保温板在长期的使用过程中，芯材能够保持真空干燥的状态，从而能够保证本发明提供的无机真空保温板具有优异的保温隔热和耐久性能。
具体实施方式
以下结合技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1
(1)将气相二氧化硅粉体和10wt.％碳化硅纤维共同倒入混料机中混合1h，然后将得到的混合物倒入矩形模具中，通过冷压机将该混合物压制成密度为180kg/m3的板状凝聚体。
(2)将步骤(1)得到的板状凝聚体在120℃的温度下烘干24小时，再将该板状凝聚体和低熔点玻璃粉共同放入坩埚中，将坩埚放入真空炉中，抽真空到10-1Pa。
(3)真空炉快速升温至600℃，保温5min，然后打开炉门，将浸渍在液态低熔点玻璃中的板状凝聚体取出，室温条件下冷却，得到无机真空保温板。
经以上工艺制备得到的无机真空保温板的热导率为0.034Wm-1K-1。
实施例2
(1)将气相二氧化硅粉体和15wt.％碳化硅纤维共同倒入混料机中混合1h，然后将得到的混合物倒入矩形模具中，通过冷压机将该混合物压制成密度为190kg/m3的板状凝聚体。
(2)将步骤(1)得到的板状凝聚体在120℃的温度下烘干24小时，再将该板状凝聚体和低熔点玻璃粉共同放入坩埚中，将坩埚放入真空炉中，抽真空到10-1Pa。
(3)真空炉快速升温至600℃，保温4min，然后打开炉门，将浸渍在液态低熔点玻璃中的板状凝聚体取出，室温条件下冷却，得到无机真空保温板。
经以上工艺制备得到的无机真空保温板的热导率为0.028Wm-1K-1。
实施例3
(1)将气相二氧化硅粉体和25wt.％碳化硅纤维共同倒入混料机中混合1h，然后将得到的混合物倒入矩形模具中，通过冷压机将该混合物压制成密度为210kg/m3的板状凝聚体。
(2)将步骤(1)得到的板状凝聚体在120℃的温度下烘干24小时，再将该板状凝聚体和低熔点玻璃粉共同放入坩埚中，将坩埚放入真空炉中，抽真空到10-1Pa。
(3)真空炉快速升温至600℃，保温3min，然后打开炉门，将浸渍在液态低熔点玻璃中的板状凝聚体取出，室温条件下冷却，得到无机真空保温板。
经以上工艺制备得到的无机真空保温板的热导率为0.030Wm-1K-1。
实施例4
(1)将气相二氧化硅粉体和30wt.％碳化硅纤维共同倒入混料机中混合1h，然后将得到的混合物倒入矩形模具中，通过冷压机将该混合物压制成密度为220kg/m3的板状凝聚体。
(2)将步骤(1)得到的板状凝聚体在120℃的温度下烘干24小时，再将该板状凝聚体和低熔点玻璃粉共同放入坩埚中，将坩埚放入真空炉中，抽真空到10-1Pa。
(3)真空炉快速升温至600℃，保温2min，然后打开炉门，将浸渍在液态低熔点玻璃中的板状凝聚体取出，室温条件下冷却，得到无机真空保温板。
经以上工艺制备得到的无机真空保温板的热导率为0.032Wm-1K-1。
Claims (5)
1.一种建筑墙体保温用无机真空保温板，其特征在于，该建筑墙体保温用无机真空保温板包括气相二氧化硅粉体和10-30wt.％碳化硅纤维的混合凝聚体以及混合凝聚体外表包覆一层致密的低熔点玻璃层；混合凝聚体的厚度为2-5cm，混合凝聚体的密度为180-220kg/m3，低熔点玻璃层的厚度为0.4-1mm。
2.根据权利要求1所述的建筑墙体保温用无机真空保温板，其特征在于，所述的低熔点玻璃为Na2O-Al2O3-B2O3玻璃。
3.根据权利要求1或2所述的建筑墙体保温用无机真空保温板，其特征在于，所述的碳化硅纤维长度为8-25mm。
4.权利要求1或2所述的建筑墙体保温用无机真空保温板的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将气相二氧化硅粉体和10-30wt.％碳化硅纤维置于混料机中混合均匀，采用冷压机将气相二氧化硅粉体和碳化硅纤维的混合物压制成密度为180-220kg/m3的板状混合凝聚体；
(2)将步骤(1)得到的板状混合凝聚体完全烘干，将该板状混合凝聚体和低熔点玻璃粉置于坩埚中，将坩埚放入真空炉中，真空度不高于10-1Pa；
(3)真空炉快速升温至600℃，保温2-5min，将浸渍在液态低熔点玻璃中的板状混合凝聚体取出，室温条件下冷却，得到建筑墙体保温用无机真空保温板。
5.权利要求3所述的建筑墙体保温用无机真空保温板的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将气相二氧化硅粉体和10-30wt.％碳化硅纤维置于混料机中混合均匀，采用冷压机将气相二氧化硅粉体和碳化硅纤维的混合物压制成密度为180-220kg/m3的板状混合凝聚体；
(2)将步骤(1)得到的板状混合凝聚体完全烘干，将该板状混合凝聚体和低熔点玻璃粉置于坩埚中，将坩埚放入真空炉中，真空度不高于10-1Pa；
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