CN104746668A - 玻璃焊接的金属真空复合绝热板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种玻璃焊接的金属真空复合绝热板，包括外壳、芯材、芯板和真空腔，其特征在于所述外壳为低碳钢板或低碳钢复合板，所述芯材和芯板位于所述外壳经密封焊接所形成的真空腔内，所述芯板和\或芯材为所述外壳提供附加强度、保证所述外壳在大气压下的平整性，所述真空腔在真空炉内高真空、高温下利用玻璃焊料焊接密封，所述低碳钢板与所述玻璃焊料的热膨胀系数相匹配。本发明的制作方法工艺简单，所制备的真空复合板能够克服现有保温板、真空绝热板的不足，并能增加强度以及隔热、隔音和防火性能以及装饰功能。

Description

玻璃焊接的金属真空复合绝热板及其制备方法

技术领域

本发明涉及真空绝热板，尤其涉及一种玻璃焊接的金属真空复合绝热板及其制作方法。

背景技术

目前建筑外墙保温所用的材料分为A级保温材料和B级保温材料，A级保温材料的防火性能好，但其保温性能、耐水性能等都低于B级保温材料，而且存在价格高、施工工艺复杂等问题；B级保温材料具有成本低、保温性能好、施工工艺成熟等优点，但其耐久性不好、耐热性能差、易燃烧，燃烧时不仅释放出大量的有毒烟气，而且能够加速大火的蔓延，所以在高层建筑和公共建筑中禁止使用有机保温材料用于外墙保温。真空绝热板近几年来被应用于建筑保温领域，其主要优点是属于A级保温材料、保温性能好、厚度薄、单位质量轻等，但也存在明显的缺点如真空袋气密性差、耐穿刺强度低、边部存在冷桥，真空衰减快、容易涨袋、保温寿命短等。因此，建筑保温需要研究开发保温性能好、使用寿命长的新型A级保温材料。

本专利申请人在2013年7月公开了一系列真空板及其制作方法，虽然解决了现有保温材料存在的防火、保温、使用寿命等方面的矛盾和问题，但是由于直接将金属板焊接在一起，所以其边部存在明显的冷桥，使其保温性能达不到最佳状态。

发明内容

 本发明所要解决的技术问题是在于针对现有建筑隔热板、保温板、真空绝热板存在的缺陷，提供一种新型的玻璃焊接的金属真空复合绝热板及其制作方法，这种玻璃焊接的金属真空复合绝热板的制作方法工艺简单，所制备的金属真空复合绝热板能克服现有隔热板、真空绝热板和保温板的不足，可有效保证玻璃焊接的金属真空复合绝热板的气密性、延长使用寿命，并能增加其强度以及隔热、隔音、防火性能，同时还具有很好的装饰效果。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种玻璃焊接的金属真空复合绝热板，包括外壳、芯材、芯板和真空腔，其特征在于所述外壳为低碳钢板或低碳钢复合板，所述芯材和芯板位于所述外壳经密封焊接所形成的真空腔内，所述芯板和\或芯材为所述外壳提供附加强度、保证所述外壳在大气压下的平整性，所述真空腔在真空炉内高真空、高温下利用玻璃焊料焊接密封，所述低碳钢板与所述玻璃焊料的热膨胀系数相匹配。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种玻璃焊接的金属真空复合绝热板的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，根据所需要制作的玻璃焊接的金属真空复合绝热板的形状和大小分别制作两块外壳板、一块芯板和芯材，将两块外壳板进行折边成型，并对芯材进行干燥或成型处理； 

第二步，将芯材和芯板放入下外壳板形成的空腔中，在下低外壳板的焊接处涂覆玻璃焊料，并预留抽气通道，再将两块外壳板上下对齐合在一起，然后送入连续式真空炉中；

第三步，先进入真空炉的预抽室中，进行预抽真空和预加热；然后进入真空炉的真空室中，进一步提高真空度和加热温度，在真空度达到要求后，再升温至焊接的温度380-500℃，玻璃焊料熔化后将上下外壳板粘接在一起；随后进入真空炉的冷却室中，玻璃焊料凝固后将外壳气密性地焊接密封，出真空炉后得到真空复合绝热板。

其中，所述玻璃焊接的金属真空复合绝热板包括平面板、曲面板、弯折板、异形板等各种形式的板材。

其中，所述玻璃焊接的金属真空复合绝热板有用于安装用的连接件或凹槽或孔等。

其中，所述外壳为低碳钢板或复合板，其上面可以有装饰、防护层，如涂料、电镀层、氟碳漆和装饰板等；

进一步，所述外壳优选超薄板，以减轻重量和成本；

进一步，所述外壳可以是同一种材料，也可以是两种不同的材料。

其中，所述芯材是无机保温材料，如玻璃纤维、珠光砂、珍珠岩、蛭石、气凝胶等。

其中，所述芯材内部可以有红外反射材料如铝箔片等，以减少辐射传热。

其中，所述芯材经过初步干燥、包装、抽真空后再放入所述外壳内，以减小外壳在大气压下的变形量、保持外壳的平整性。

其中，所述真空腔是由一块或两块低碳钢板焊接而成的气密性腔体，所述低碳钢板为超薄板，厚度为0.1-1mm，优选0.15-0.5mm，所述低碳钢板的C含量不大于0.06%，优选搪瓷用低碳钢板，厚度为0.3-3mm，优选0.3-1mm。

其中，所述真空腔可以是一至数个，所述真空腔为两个时，上下两个真空腔沿下上表面的对角线错位叠放粘接，使其形成搭接边，以减少所述真空复合板安装时的边部冷桥影响。

其中，所述真空腔的低碳钢板可采用镜面板、如其表面为高级的精整表面，或其内表面经过处理使其具有极低的辐射率、如镀铝膜等。

其中，所述真空腔的内壁可以有隔热、隔音的涂层；所述真空腔内可以有吸气剂，吸气剂在高温、高真空下自动激活。

其中，所述芯板为金属板、玻璃板、陶瓷板或耐高温的高聚物板。

其中，所述芯板为镜面板或其表面镀有低辐射膜。

其中，所述玻璃焊接是指利用玻璃焊料在高温下将两块低碳钢板焊接在一起，所述玻璃焊料选择市售的低温玻璃焊料，其焊接温度一般为380-480℃，选择低温玻璃焊料有利于降低成本、提高产能等；所述玻璃焊接，可以施加一定的压力，即进行压力焊接，以使焊接和结合更加牢固可靠、真空腔和板面更加平整，并能消除因焊料厚度不均匀、真空腔表面不平整得不到芯材和芯板均匀有效支撑而导致的封边应力；所述压力大约为0.1MPa，所述施压的方式可以采用机械施压、气压或液压等，优选利用低熔点金属和合金的钎焊。

其中，所述焊接可以在真空炉内进行，也可以在真空炉外进行，还可以先在真空炉外封边、后在真空炉内封口；所述封边是将所述真空腔的周边焊接在一起，所述封口是将预留在真空腔的表面或侧面的抽气口进行焊接密封。

其中，所述真空炉包括预抽室、真空室和冷却室等，所述预抽室是进行初步的抽真空和加热，预抽室的温度为300-350℃、压力为10-1000Pa；所述真空室是进一步抽真空和加热，并达到焊接所要求的真空度和温度，真空室的温度为350-380℃、压力为1-100Pa；所述冷却室是使真空腔进行冷却，冷却室的温度为200-300℃、压力为10-1000Pa。

本发明的有益效果是:

本发明以玻璃焊接代替金属（间）焊接，由于玻璃的导热系数只有金属的1%甚至更小、所以可以很好地解决真空板的边部冷桥问题，由于玻璃和金属的材质不同、所以玻璃焊接的真空板具有更好的隔音性能；以热膨胀系数与玻璃焊料相匹配的低碳钢板代替常用的金属板，解决了玻璃与金属之间的焊接问题；在玻璃焊接时施加约一个大气压的压力，使玻璃焊料凝固后真空腔定型在使用状态，消除了封边应力，避免了真空板在使用过程中脆性玻璃焊料因受力不均而造成的损坏，从而保证了真空板的隔热性能和使用寿命；本发明的玻璃焊接的金属真空复合绝热板主要由金属材料组成，芯材选用无机材料，所以具有很好的防火性能；本发明的玻璃焊接的金属真空复合绝热板由多种材料复合而成，所以不但厚度薄、重量轻，而且具有很高的机械强度；本发明的玻璃焊接的金属真空复合绝热板其外壳通过芯板的增强使其在大气压力下保持平整性和光滑性，并能增加其机械强度；本发明的玻璃焊接的金属真空复合绝热板制作工艺简单、生产成本低，能够机械化、自动化、大批量生产，产品可广泛应用于内墙、外墙及幕墙，能够大大减少材料和能源的消耗、减轻建筑物的重量、缩短建筑周期；本发明的玻璃焊接的金属真空复合绝热板不但可以应用于新建建筑，而且可以应用于现有建筑的节能和外观改造，既可以湿贴又可以干挂，与现有保温材料相比可以大大节省施工时间、提高隔热和隔音效果；本发明的玻璃焊接的金属真空复合绝热板还可以做成异形板，直接用于冰箱、冰柜、冷藏车厢、保温箱、冷藏库、冷藏集装箱等的生产；还可以用于高温领域，如各种炉体的外保温等。

附图说明

图1为本发明的玻璃焊接的金属真空复合绝热板结构示意图；

图2为本发明的有密封槽的玻璃焊接的金属真空复合绝热板结构示意图。

图中：1.外壳，2.芯材，3.芯板，4.玻璃焊料。

具体实施方式

实施例1：参见图1，玻璃焊接的金属真空复合绝热板由外壳1、芯材2、芯板3和玻璃焊料4组成，外壳1由厚度为0.3-1.0mm的低碳钢板构成；芯材2为玻璃纤维、珠光砂、珍珠岩、蛭石、气凝胶等，优选将芯材1进行干燥、塑料袋包装、预抽真空等处理；芯板3为金属板、玻璃板、陶瓷板或耐高温的高聚物板，优选3-5mm的钢化玻璃板或1-2mm的铝合金板。玻璃焊接的金属真空复合绝热板的制作方法如下：首先裁剪两块同样大小的低碳钢板作为外壳1用于制作真空腔，并利用冲压的方式对两块低碳钢板进行折边成型，再制取一块略小一点的钢化玻璃板作为芯板3；其次将一定粒度珠光砂经连续式窑炉干燥后，装入塑料袋中、经抽真空后封口，使其具有较小的体积和一定的形状；再次将芯材2和芯板3上下叠放整齐后放入下外壳1的空腔中，在下外壳1的焊接处涂覆玻璃焊料4，玻璃焊料4留有狭缝作为抽真空的通道；最后送入连续式真空炉中，真空炉包括预抽室、真空室、冷却室和复合室等，经过预抽室的初步抽真空和加热，使包装芯材2的塑料袋熔化，在真空室中完成抽真空和压力焊接，经过冷却室冷却后玻璃焊料4凝固，外壳1定型并达到气密性密封；出真空炉后得到玻璃焊接的金属真空复合绝热板；为了保护外壳1和起到装饰作用，外壳1的表面可以涂刷氟碳漆或粘贴装饰板。

实施例2：参见实施例1和图2，与实施例1基本相同，不同之处在于芯板3采用铝合金板，形成外壳1的低碳钢板在冲压成型时直接冲压出封边用的沟槽，沟槽内放置玻璃焊料。

所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。

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 (10)

1.一种玻璃焊接的金属真空复合绝热板，包括外壳、芯材、芯板和真空腔，其特征在于所述外壳为低碳钢板或低碳钢复合板，所述芯材和芯板位于所述外壳经密封焊接所形成的真空腔内，所述芯板和\或芯材为所述外壳提供附加强度、保证所述外壳在大气压下的平整性，所述真空腔在真空炉内高真空、高温下利用玻璃焊料焊接密封，所述低碳钢板与所述玻璃焊料的热膨胀系数相匹配。

2.如权利要求1所述的玻璃焊接的金属真空复合绝热板，其特征在于所述玻璃焊接的金属真空复合绝热板包括平面板、曲面板、弯折板和异形板。

3.如权利要求1所述的玻璃焊接的金属真空复合绝热板，其特征在于所述芯材为玻璃纤维、珠光砂、珍珠岩、蛭石或气凝胶。

4.如权利要求1所述的玻璃焊接的金属真空复合绝热板，其特征在于所述芯材经过初步干燥、包装、抽真空后再放入所述外壳内。

5.如权利要求1所述的玻璃焊接的金属真空复合绝热板，其特征在于所述真空腔有一至数个，所述真空腔为两个时，上下两个真空腔沿下上表面的对角线错位叠放粘接，使其形成搭接边，以减少安装时的边部冷桥影响。

6.如权利要求1所述的玻璃焊接的金属真空复合绝热板，其特征在于所述芯板为金属板、玻璃板、陶瓷板或耐高温的高聚物板。

7.如权利要求1所述的玻璃焊接的金属真空复合绝热板，其特征在于所述芯板为镜面板或其表面镀有低辐射膜。

8.如权利要求1所述的玻璃焊接的金属真空复合绝热板，其特征在于所述玻璃焊接为压力焊接。

9.如权利要求1所述的玻璃焊接的金属真空复合绝热板，其特征在于所述真空腔内有吸气剂。

10. 权利要求1至9任一项所述的玻璃焊接的金属真空复合绝热板的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，根据所需要制作的玻璃焊接的金属真空复合绝热板的形状和大小分别制作两块外壳板、一块芯板和芯材，将两块外壳板进行折边成型，并对芯材进行干燥或成型处理； 

第二步，将芯材和芯板放入下外壳板形成的空腔中，在下低外壳板的焊接处涂覆玻璃焊料，并预留抽气通道，再将两块外壳板上下对齐合在一起，然后送入连续式真空炉中；

第三步，先进入真空炉的预抽室中，进行预抽真空和预加热；然后进入真空炉的真空室中，进一步提高真空度和加热温度，在真空度达到要求后，再升温至焊接的温度380-500℃，玻璃焊料熔化后将上下外壳板粘接在一起；随后进入真空炉的冷却室中，玻璃焊料凝固后将外壳气密性地焊接密封，出真空炉后得到真空复合绝热板。