CN104406009A - 一种干法真空绝热板及其制造方法 - Google Patents

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王瞻
张骥
张慧琴
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Abstract

本发明公开了一种真空绝热板及其制作方法，包含芯材，铝膜袋，芯材由以质量份数计的如下组分组成：SiO2:50-70份；Al2O3:0-7份；CaO:2-15份；MgO:0-6份；Na2O+K2O：8-20份；B2O3：5.5-15.5份；ZnO:0.1-7.0；其他成分≤1.0份。绝热板的制作工艺为：切棉→冲压→烘干→送棉→装棉→封装→滚压。本发明的干法真空绝热板的导热系数在0.0025w/m.k以下，本发明方法改善了操作者的制造环境，减轻了公司粉尘治理的费用，另外干法真空绝热板产品由于里面的芯材是无机玻璃纤维，长度比较长，直接回收到窑炉作为原料可进行再次回收利用，是一种绿色的、环保的绝热保温吸音隔热节能产品。

Description

一种干法真空绝热板及其制造方法
技术领域
本发明涉及绝热材料的技术领域，具体涉及一种干法真空绝热板及其制造方法。
背景技术
用超细微玻璃纤维做芯材的干法真空绝热板是目前已知固体绝热材料中，性价比最好的A级无机不燃材料，在绝热阻隔方面有广阔的应用市场，在国外主要应用于冰箱、冰柜、冷冻集装箱、冻库、医疗保冷设备、自动贩卖机等设施设备上，能够高效便利的达到节能和保冷的效果，在国内，应用尚未广泛，现有有机材料不仅燃烧等级达不到A级，导热系数基本都在0.01-0.02W/m.k范围，节能绝热效果仅有真空绝热板的10％左右，国内目前有湿法做成真空绝热板的生产过程，需要加水制浆，再铺板过滤除水，然后脱水，最后高温烘干，含水量降到0.4％以下，再切割而成，生产过程不仅能源消耗大幅度上升，而且制成的真空绝热板的导热系数始终在0.0025w/m.k以上。面对日益紧缺的能源需求，节能家电和和节能保冷设施设备是需求的主流，尤其是在低温绝热(0-100℃)和超低温(-100-273℃)绝热领域，开发导热系数在0.0025w/m.k以下甚至更高性能的干法真空绝热板迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有产品及技术的缺陷，提供一种高性能的干法真空绝热板及其制造方法。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种干法真空绝热板，包含芯材，铝膜袋，所述芯材由以质量份数计的如下组分组成：
SiO2:50-70份；
Al2O3:0-7份；
CaO:2-15份；
MgO:0-6份；
Na2O+K2O：8-20份；
B2O3：5.5-15.5份；
ZnO:0.1-7.0；
其他成分≤3.0份；其他成分为：Fe2O3、FeO、TiO2、BaO、MnO、SO3、P2O5；
总质量份数为100份。
作为本发明的优选方式，所述芯材由以质量份数计的如下组分组成：
SiO2:60-70份，
Al2O3:2-5.0份，
CaO:5.0-8.0份，
MgO:2.0-4.0份，
Na2O+K2O：10.0-17.0份，
B2O3：6.0-13.0份；
其他成分≤1.0份；其他成分为：Fe2O3、FeO、TiO2、BaO、MnO、SO3、P2O5；
总质量份数为100份。
所述真空绝热板的质量指标为：
(1)导热系数≤0.0025w/m.k；
(2)导热系数的耐久性
A、在100℃×90％RH×48H后的条件下，导热系数≤0.006w/mk以下；
B、在40℃×90％RH×168H后的条件下,导热系数≤0.004w/mk以下；
所述的面密度偏差的检测方法是将一块棉平铺，在棉的中间截取25块180*180mm芯材，称重G，取25块棉的重量的平均值G0，芯材的面密度的偏差计算如下：(G-G0)*100/G0。
所述芯材的质量指标为：叩解度为15至28°SR，直径为1.5至4.0微米，芯材的玻渣含量≤5％，芯材的直径≤4.0um，芯材的含水率≤0.8％，烘干后芯材含水率≤0.1％，芯材的面密度偏差≤55％。
干法真空绝热板的制作方法，包括如下步骤：
(1)切棉：将合格的芯材切成工艺要求的长度，然后将切好的棉平铺展开，根据棉的面密度以及真空绝热板的厚度做工艺调整；再继续切相同长度的棉平铺在切好的棉上，要求两块棉要重叠在一起，保证整块芯材的均匀性，重复上述动作叠棉5-30层；
(2)冲压：将步骤(1)制得的棉移动至冲压机上进行芯材成型，棉块中心位置一定要在冲压刀模中心位置对齐，并且棉长度方向需和刀模的长度方向平行；
(3)称重：将冲压好的芯材称重，芯材重量按照真空绝热板芯材密度和规格进行计算得到；
(4)烘干：将称好重量的芯材放入烘箱进行烘干，烘干温度为180-250℃，烘干时间为1.5-5h；
(5)送棉：将烘到绝干的芯材用推车送入封装间，按照工艺规定将吸气剂装入规定好的芯材位置；
(6)装棉：将烘好的芯材装入铝膜袋并进行真空封装，要求真空度低于0.2pa以下；
(7)封装：将封装好的真空绝热板进行包边；
(8)滚压：包边好的真空绝热板送入滚压机滚压。
其中，所述铝膜袋为铝膜，根据高性能的干法真空绝热板，上述制作过程要求的铝膜技术规格要求如下：
(3)A面平均厚度120mm±10，B面平均厚度：120mm±10，AB面是指铝膜的正反面；
(4)双面整镀或者单面整镀；
(3)封合强度≥15N/15mm；
(4)抗穿刺强度≥10N；
(5)氧气渗透率≤0.5ml/m2.d.MPa；
(6)水蒸气渗透率≤1.5g/m2.d；
(7)残留溶剂量≤等于5mg/m2。
步骤(5)所述的吸气剂为一个品种的吸气剂或不同种类吸气剂的组合，,其作为吸气剂的技术规格要求如下：
(1)CaO含量≥90％；
(2)耐久性：在温度35℃、湿度90％的环境中，放置48H的条件下，吸气剂吸湿率≥22％，
(3)筛余物≤10％。
吸气剂除过保证以上质量项目外，判断一种吸气剂的质量和技术水平，也就是测试一种吸气剂的吸气效果，就是用不放置吸气剂的真空绝热板和放置吸气剂的真空绝热板做各种残余气体压力测试，最普通的吸气剂必须将真空绝热板的水蒸气吸走，这是吸气剂必备的技术水平，另外吸附N2、O2、CO、CO2、CH4、CnHn等气体的种类和吸附的效果代表着吸气剂的技术水平，本发明采用的吸气剂能做到将真空绝热板的残余气体总量达到≤2.0Pa水平
本发明的干法真空绝热板的导热系数在0.0025w/m.k以下，主要用于节能家电和和节能保冷设施设备，尤其是在低温绝热(0-100℃)和超低温(-100-273℃)绝热领域，更加节能环保；同时本发明干法真空绝热板芯材由于纤维强度高，柔滑，在生产芯材和制造干法绝热板时掉落的玻璃粉尘非常少，大大改善了操作者的制造环境，减轻了公司粉尘治理的费用。另外干法真空绝热板产品与有机保温材料和湿法真空绝热板相比，在使用期限20年之后，由于里面的芯材是无机玻璃纤维，长度比较长，直接回收到窑炉作为原料可进行再次回收利用，是一种绿色的、环保的、与环境友好的绝热保温吸音隔热节能新产品。
具体实施方式
下面通过具体的实施例进一步说明本发明是如何实现的。
实施例1
根据本发明的一个实施例，采用以下质量份数的芯材；
SiO2:68.8份，
Al2O3:3.6份，
CaO:4.9份，
MgO:1.5份，
Na2O：13.5份，
K2O：1.0份，
B2O3：6.3份，
所述玻璃棉的叩解度为16°SR，直径为3.0微米，玻璃棉中水的质量分数为0.4％，面密度克重极差为55％，玻渣混入率为0.4％，玻璃棉表面平整、均匀、无凹坑、无杂质，手压无脆裂感，有害物质达到欧盟ROUS标准。
准备好冲压用的芯材：将上述芯材根据客户的VIP的长度和厚度要求，切成一定长度的芯材，叠加到6-7层芯材，平整地送往冲棉机；
准备好芯材冲压时的模具，安装在冲压机上，冲出符合用户规格要求的芯材；
将冲好的芯材称重，符合重量要求后送往烘干机烘干，烘干温度180℃，烘干时间2.5小时；
烘好的芯材在尽可能短的时间内装入吸气剂3个X；装入事先烘干的单面蒸镀的铝膜当中，进行封装；
封装的真空度达到0.28Pa,时，根据铝膜的不同材质，选择封装条的加热比例75％,封装时间2S；
将封好的真空绝热板包边、滚压，进行外观检验，送入48小时待测区；
48小时后，测得真空绝热板的导热系数0.0023w/m.k；
实施例2：
采用以以下质量份数的芯材：
SiO2:65.8份，
Al2O3:3.1份，
CaO:4.0份，
MgO:1.2份，
Na2O：11.8份，
K2O：1.0份，
B2O3：12.15份，
所述玻璃棉的叩解度为19°SR，直径为2.5微米，玻璃棉中水的质量分数为0.20％，面密度克重极差为45％，玻渣混入率为0.4％，玻璃棉表面平整、均匀、无凹坑、无杂质，手压无脆裂感，有害物质达到欧盟ROHS标准。
准备好冲压用的芯材：将上述芯材根据客户的VIP的长度和厚度要求，切成一定长度的芯材，叠加到12-13层芯材，平整地送往冲棉机；
准备好芯材冲压时的模具，安装在冲压机上，冲出符合用户规格要求的芯材；
将冲好的芯材称重，符合重量要求后送往烘干机烘干，烘干温度200℃，烘干时间3.0小时；
烘好的芯材在尽可能短的时间内装入吸气剂X和吸气剂XX,装入事先烘干的双面整镀的铝膜当中，进行封装；
封装的真空度达到0.25Pa,时，根据铝膜的不同材质，选择封装条的加热比例58％,封装时间2S；
将封好的真空绝热板包边、滚压，J进行外观检验，送入48小时待测区；
48小时后，测得真空绝热板的导热系数0.002w/m.k；，耐久性100℃×90％RH×48H后≤0.006w/m.k；40℃×90％RH×168H后≤0.004w/m.k；
实施例3；
根据本发明的一个实施例，将以质量份数计的芯材：
SiO2:65.3份，
Al2O3:3.3份，
CaO:3.7份，
MgO:1.2份，
Na2O：11.5份，
K2O：1.0份，
B2O3：14.15份，
所述玻璃棉的叩解度为20°SR，直径为2.3微米，玻璃棉中水的质量分数为0.25％，面密度克重极差为38％，玻渣混入率为0.4％，玻璃棉表面平整、均匀、无凹坑、无杂质，手压无脆裂感，有害物质达到欧盟ROHS标准。
准备好冲压用的芯材：将上述芯材根据客户的VIP的长度和厚度要求，切成一定长度的芯材，叠加到16-18层芯材，平整地送往冲棉机；
准备好芯材冲压时的模具，安装在冲压机上，冲出符合用户规格要求的芯材；
将冲好的芯材称重，符合重量要求后送往烘干机烘干，烘干温度220℃，烘干时间2.0小时；
烘好的芯材在尽可能短的时间内装入吸气剂3个XY，然后装入到事先烘干双面蒸镀的铝膜当中，进行封装；
封装的真空度达到0.2Pa,时，根据铝膜的不同材质，选择封装条的加热比例65％,封装时间2S；
将封好的真空绝热板包边、滚压，进行外观检验，送入48小时待测区；
48小时后，测得真空绝热板的导热系数0.0016w/m.k，耐久性100℃×90％RH×48H后≤0.006w/m.k；40℃×90％RH×168H后≤0.004w/m.k
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种干法真空绝热板，包含芯材，铝膜袋，其特征在于，所述芯材由以质量份数计的如下组分组成： 
SiO2:50-70份； 
Al2O3:0-7份； 
CaO:2-15份； 
MgO:0-6份； 
Na2O+K2O：8-20份； 
B2O3：5.0-15.5份； 
ZnO:0.1-7.0； 
其他成分≤1.0份； 
总质量份数为100份。 
2.根据权利要求1所的一种干法真空绝热板，其特征在于：所述芯材(权利要求书中不允许写入最优等不确定用语)由以质量份数计的如下组分组成： 
SiO2:60-70份， 
Al2O3:2-5.0份， 
CaO:5.0-8.0份， 
MgO:2.0-4.0份， 
Na2O+K2O：10.0-17.0份， 
B2O3：6.0-13.0份； 
其他成分≤1.0份； 
总质量份数为100份。 
3.根据权利要求1或2所述的干法真空绝热板，其特征在于：所述真空绝热板的质量指标为： 
(1)导热系数≤0.0025w/m.k； 
(2)导热系数的耐久性 
A、在100℃×90％RH×48H后的条件下，导热系数≤0.006w/m.k； 
B、在40℃×90％RH×168H后的条件下,导热系数≤0.004w/m.k。 
4.根据权利要求1或2所述的干法真空绝热板，其特征在于：所述其他成分为：Fe2O3、FeO、TiO2、BaO、MnO、SO3、P2O5。 
5.根据权利要求1或2所述的干法真空绝热板，其特征在于：所述芯材的质量指标为：叩解度为15至28°SR，直径为1.5至4.0微米，玻渣含量≤5％，直径≤4.0um，含水率≤0.8％，烘干后芯材含水率≤0.1％，芯材的面密度偏差≤55％。 
6.根据权利要求1-5任意一项所述的干法真空绝热板的制作方法，包括如下步骤： 
(1)切棉：将合格的芯材切成工艺要求的长度，然后将切好的棉平铺展开，根据棉的面密度以及真空绝热板的厚度做工艺调整；再继续切相同长度的棉平铺在切好的棉上，要求两块棉要重叠在一起，保证整块芯材的均匀性，重复上述动作叠棉5-30层； 
(2)冲压：将步骤(1)制得的棉移动至冲压机上进行芯材成型，棉块中心位置一定要在冲压刀模中心位置对齐，并且棉长度方向需和刀模的长度方向平行； 
(3)称重：将冲压好的芯材称重，芯材重量按照真空绝热板芯材密度和规格进行计算得到； 
(4)烘干：将称好重量的芯材放入烘箱进行烘干，烘干温度为180-250℃，烘干时间为1.5-5h； 
(5)送棉：将烘干的芯材用推车送入封装间，按照工艺规定将吸气剂装入规定好的芯材位置； 
(6)装棉：将烘好的芯材装入铝膜袋并进行真空封装，要求真空度低于0.3pa以下； 
(7)封装：将封装好的真空绝热板进行包边； 
(8)滚压：包边好的真空绝热板送入滚压机滚压。 
7.根据权利要求5所述真空绝热板的制作方法，其特征在于：所述铝膜袋为铝膜，铝膜的技术规格为： 
(1)A面平均厚度120mm±10，B面平均厚度：120mm±10； 
(2)双面整镀或者单面整镀； 
(3)封合强度≥15N/15mm； 
(4)抗穿刺强度≥10N； 
(5)氧气渗透率≤0.5ml/m2.d.MPa； 
(6)水蒸气渗透率≤1.5g/m2.d； 
(7)残留溶剂量≤5mg/m2。 
8.根据权利要求5所述的真空绝热板的制作方法，其特征在于：步骤(5)所述的吸气剂为一个品种的吸气剂或不同种类吸气剂的组合，吸气剂的技术规格要求如下： 
(1)CaO含量≥90％； 
(2)耐久性：在温度35℃、湿度90％的环境中，放置48H的条件下，吸气剂吸湿率≥22％； 
(3)筛余物≤10％。 
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