CN104746697A - 密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板，包括面板、连接层和真空腔，其特征在于面板为陶瓷板或瓷砖，真空腔是由低碳钢板在常压高温下玻璃焊接封边、在真空下高温封口而形成的封闭腔体，所述低碳钢板的边部焊接处有密封条，所述低碳钢板与所述玻璃焊料的热膨胀系数相匹配；所述封口是将预制在真空腔上的抽气口在真空炉中利用低温焊料根据液体密封原理自动密封，真空腔内有一隔板，隔板将真空腔内一分为二形成双真空层，真空层内有支撑物。本发明的制作方法工艺简单，所制备的双真空层陶瓷复合真空隔热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。

Description

密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑节能技术领域，尤其涉及一种密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板及其制作方法。

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。

陶瓷板和瓷砖具有耐磨损、耐酸碱、硬度高、不褪色、容易维护保养、装饰效果好、使用寿命长等优点，但其保温性能差、与现有保温材料结合困难、施工难度大、成本高、容易脱落等缺点，限制了其在外墙保温中应用。

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，提供一种新型的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板及其制作方法，这种密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板的制作方法工艺简单，所制备的双真空层陶瓷复合真空隔热板能克服现有隔热板、真空绝热板和保温板的不足，可有效保证双真空层陶瓷复合真空隔热板的气密性、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，本发明提供了一种密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板，包括面板、连接层和真空腔，其特征在于所述面板为陶瓷板或瓷砖，所述面板和\或所述连接层为所述真空腔提供附加强度、保证真空腔在大气压下的平整性，所述真空腔是由低碳钢板在常压高温下玻璃焊接封边、在真空下高温封口而形成的封闭腔体，所述低碳钢板的边部焊接处有密封条，所述低碳钢板与所述玻璃焊料的热膨胀系数相匹配；所述封口是将预制在真空腔上的抽气口在真空炉中利用低温焊料根据液体密封原理自动密封，所述低温焊料包括低温金属和合金焊料，所述真空腔内有一隔板，所述隔板将所述真空腔内一分为二形成双真空层，所述真空层内有支撑物，所述支撑物是单独制作的或是在真空腔或隔板上直接形成的。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，根据所需要制作的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板的形状和大小分别制作两块面板和两块用于形成真空腔的低碳钢板和一块隔板，将用于形成真空腔的两块低碳钢板进行折边成型、在边部焊接处制作密封条，并在两块低碳钢板上制作支撑物和抽气口，或将支撑物制作在隔板上； 

第二步，先将两块低碳钢板中的下低碳钢板和\或隔板的焊接处涂覆玻璃焊料，再将隔板放在两块低碳钢板之间、上下对齐合在一起，然后送入封边加热炉中，通过玻璃焊料的加热熔化、降温凝固将真空腔的边部气密性地焊接在一起；封边后的真空腔通过连接层与两块面板连接在一起形成复合板；在抽气口中放置好低温焊料，将复合板送入真空炉中，一次可送入一至数块；

第三步，先将真空炉升温至接近低温焊料熔化的温度，再将真空炉抽真空至0.1Pa以下，然后将真空炉升温至封口的温度，低温焊料熔化后将抽气口自动封闭，随炉降温、低温焊料凝固后对真空腔实现气密性密封，出真空炉后得到密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板。

其中，所述密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板包括平面板、曲面板、弯折板、异形板等各种形式的板材。

其中，所述密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板有用于安装用的连接件或凹槽等。

其中，所述密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板或真空腔的四周涂有密封胶或结构胶。

其中，所述面板为陶瓷板或瓷砖，所述陶瓷板包括普通陶瓷板和超薄陶瓷板，所述瓷砖包括内墙砖和外墙砖，还包括软瓷砖和马赛克；

进一步，所述面板优选超薄陶瓷板和超薄瓷砖，以节省材料、降低成本、减小自重、增加安全性；

进一步，所述面板是单一的陶瓷板或瓷砖，或是组合的陶瓷板或瓷砖；

进一步，所述面板可以是同一种材料，也可以是两种不同的材料。

其中，所述连接层为胶粘剂或塑料片材；

进一步，所述胶粘剂包括有机胶、无机胶和复合胶粘剂，均为市售产品；所述有机胶包括热固性胶、热熔胶等，优选耐高温的胶粘剂，如酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂等；

进一步，所述塑料片材优选耐高温的热塑性塑料，如聚酰胺、聚讽、PVB膜等。

其中，所述连接层可以是一至数层；

进一步，所述连接层内或所述连接层之间可以有加强层或加强物，如纤维、加强筋、加强网、加强板等。

其中，所述连接层可以在抽真空前、或抽真空过程中、或抽真空后将面板与真空腔连接为一体。

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，以减少所述复合真空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，所述低碳钢板的边部焊接处有密封条，所述密封条由玻璃或金属等制成；

进一步，所述密封条由玻璃制成时，优选将低温玻璃粉通过印刷、打印、喷涂等方式制作在所述低碳钢板上经高温烧结而成，可以单独进行烧结、也可以与玻璃焊料一起进行烧结；所述低温玻璃粉的熔化温度高于所述玻璃焊料的焊接温度；

进一步，所述密封条为金属时可以是单独焊接在所述低碳钢板上的金属板、条，也可以是所述低碳钢板折边；所述密封条为金属板、条时只能与一块低碳钢板相连接，不能在所述真空腔内形成冷桥；

进一步，所述密封条在所述低碳钢板的焊接处形成一个密闭的条框，所述密封条在组成所述真空腔的下低碳钢板的边部焊接处至少有两个密闭的条框，所述玻璃焊料放置于所述两个密闭条框所围成的区域内，所述密封条在组成所述真空腔的上低碳钢板的边部焊接处至少有一个密闭的条框，所述上低碳钢板的密封条能够插入所述下低碳钢板的两条密封条之间。

其中，所述隔板为低碳钢板、玻璃板、陶瓷板或耐高温的高聚物板。

其中，所述隔板可以与真空腔的内壁焊接成一体，使真空腔形成两个独立的真空层；所述隔板也可以直接放在真空腔内，使真空腔形成两个联通的真空层。

其中，所述隔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；所述玻璃焊接以及所述面板通过所述连接层与所述真空腔结合时，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支撑物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。

其中，所述抽气口可以设置在真空腔的表面或侧面。

其中，所述抽气口可以直接在真空腔冲压制成，也可以先制作好抽气口再焊接在真空腔上。

其中，所述抽气口有一个或两个，即所述真空层可以共用一个抽气口或每个真空层各有一个抽气口。

其中，所述封边加热炉或真空炉是间歇式生产的单体炉，或是连续式生产的隧道窑炉；所述封边加热炉的封边温度为360-500℃，优选为380-480℃；所述真空炉的真空度为0.001-0.1Pa，优选为0.005-0.05Pa；所述真空炉的封口温度为150-450℃，优选为280-350℃。

其中，所述支撑物可以是单独制作的支撑物，也可以是在制作真空腔的低碳钢板上通过机械方法如冲压所形成的凸起，如点、线等；

进一步，所述支撑物单独制作时，是采用金属、玻璃、陶瓷、高聚物等材料制成的点、线或网等，优选采用预聚体、玻璃油墨或胶粘剂等先制成先驱体，再常温或高温固化而成。

其中，所述支撑物有一至数层。

其中，所述支撑物可以直接制作在所述隔板上，也可以与所述真空腔的内壁通过冲压、滚压以及焊接、粘接等方式形成一体。

本发明的有益效果是:

本发明在玻璃焊料的焊接处增加了密封条，密封条不仅可以限制玻璃焊料熔化后无规则的流动、使封边整齐好看，防止发生因玻璃焊料流失而造成的漏焊现象、提高产品的合格率，而且能够将玻璃焊料的平面焊接变为立体焊接，使焊接更加牢固、可靠，真空腔的气密性可好，真空板的使用寿命更长；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；本发明的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板主要由陶瓷和金属材料组成，连接层可选用无机材料或阻燃材料，所以具有很好的防火性能；本发明的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板其面板可选用多种装饰的陶瓷板，所以具有很好的装饰效果，安装后不需要再做装饰层，不但节省材料也节省人力和时间；本发明的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板由陶瓷和金属复合板制成，所以不但厚度薄、重量轻，而且具有很高的机械强度；本发明的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板其真空腔通过隔板一分为二形成双真空层，增加的成本和工序很少，却能有效提高复合真空板的隔热、隔音和机械性能；本发明的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板采用常温常压下封边、高温真空下封口，其制作工艺简单、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；本发明的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔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；本发明的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔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。

附图说明

图1为本发明的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板结构示意图。

图中：1.面板，2.连接层，3.真空腔，4.支撑物，5.隔板，6.抽气口，7.低温焊料，8.玻璃焊料，9.密封条。

具体实施方式

参见附图，密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板由面板1、连接层2、真空腔3、支撑物4和隔板5组成，面板1由厚度为2-12mm的陶瓷板或瓷砖或软瓷砖或马赛克等构成；连接层2为耐高温的胶粘剂，可选用常温或高温固化的耐高温的酚醛树脂胶、环氧树脂胶、有机硅树脂胶和聚酰亚胺等有机胶粘剂以及常用的无机胶粘剂或有机无机复合胶粘剂等；真空腔3由厚度为0.3-1.0mm的低碳钢板利用玻璃焊料8焊接而成，隔板5可采用同样的板材，与真空腔3直接焊接在一起，使真空腔3形成两个独立的真空层；支撑物4由金属、陶瓷、玻璃或高聚物制成，利用印刷、打印、喷涂、机械布放等方式成点阵分布于隔板5的上下两个表面上，支撑物4的支撑高度以0.15-1.0mm为宜，支撑点的直径以0.3-1.0mm为宜；抽气口6由真空腔3的上下两块低碳钢板直接冲压出的抽气嘴和凹坑组成，抽气嘴内放置低温焊料7如锡、锌、镁及其低熔点合金，低温焊料7溶化后自动对抽气口6进行密封。密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板的制作方法如下：首先裁剪两块同样大小的低碳钢板用于制作真空腔3，并利用冲压的方式对两块低碳钢板进行折边成型和制作抽气口6，再裁剪一块略小一点的低碳钢板作为隔板5、并预留抽气通道，通过印刷或喷涂的方式以低温玻璃粉为原料把密封条9印制在低碳钢板的边部焊接处、将支撑物4印制在隔板5的上下两个表面上；将三块低碳钢板中的中、下两块低碳钢板的焊接处涂覆玻璃焊料8，再将三块低碳钢板上下对齐合在一起，然后送入封边加热炉中，封边加热炉的封边温度为400-450℃，通过玻璃焊料8的加热熔化、降温凝固将三块低碳钢板的边部气密性地焊接在一起，完成封边；其次制作同样大小的两块陶瓷板作为面板1，选取环氧树脂胶作为连接层2，将面板1通过连接层2粘贴在真空腔3的上下两个表面上形成复合板、并预留抽气通道；最后放置好低温焊料、将一块或成批的复合板送入真空炉中，先加热使连接层2的环氧树脂胶固化后抽真空至0.1Pa以下，抽真空时的温度最好在300℃以上，以促进真空腔3内气体的排除，再升温至封口温度，低温焊料7熔化将抽气口6自动封闭，随炉降温，低温焊料7凝固后真空腔3实现气密性密封，打开真空炉得到密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板；为了保护真空腔3和美观，真空腔3的四周可以涂抹密封胶或结构胶；为了保护面板1和起到装饰作用，抽气通道涂抹密封胶并加以装饰。

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)

1.一种密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板，包括面板、连接层和真空腔，其特征在于所述面板为陶瓷板或瓷砖，所述面板和\或所述连接层为所述真空腔提供附加强度、保证真空腔在大气压下的平整性，所述真空腔是由低碳钢板在常压高温下玻璃焊接封边、在真空下高温封口而形成的封闭腔体，所述低碳钢板的边部焊接处有密封条，所述低碳钢板与所述玻璃焊料的热膨胀系数相匹配；所述封口是将预制在真空腔上的抽气口在真空炉中利用低温焊料根据液体密封原理自动密封，所述低温焊料包括低温金属和合金焊料，所述真空腔内有一隔板，所述隔板将所述真空腔内一分为二形成双真空层，所述真空层内有支撑物，所述支撑物是单独制作的或是在真空腔或隔板上直接形成的。

2.如权利要求1所述的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板，其特征在于所述密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板包括平面板、曲面板、弯折板和异形板。

3.如权利要求1所述的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板，其特征在于所述连接层为胶粘剂或塑料片材。

4.如权利要求1所述的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板，其特征在于所述连接层内可以有加强层或加强物。

5.如权利要求1所述的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板，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所述的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板，其特征在于所述隔板为低碳钢板、玻璃板、陶瓷板或耐高温的高聚物板。

7.如权利要求1所述的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板，其特征在于所述隔板可以与真空腔的内壁焊接成一体，使真空腔形成两个独立的真空层；所述隔板也可以直接放在真空腔内，使真空腔形成两个联通的真空层。

8.如权利要求1所述的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板，其特征在于所述玻璃焊接为压力焊接。

9.如权利要求1所述的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板，其特征在于所述真空腔的内壁可以有隔热、隔音的涂层，所述真空腔内有吸气剂。

10. 权利要求1至9任一项所述的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，根据所需要制作的密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板的形状和大小分别制作两块面板和两块用于形成真空腔的低碳钢板和一块隔板，将用于形成真空腔的两块低碳钢板进行折边成型、在边部焊接处制作密封条，并在两块低碳钢板上制作支撑物和抽气口，或将支撑物制作在隔板上； 

第二步，先将两块低碳钢板中的下低碳钢板和\或隔板的焊接处涂覆玻璃焊料，再将隔板放在两块低碳钢板之间、上下对齐合在一起，然后送入封边加热炉中，通过玻璃焊料的加热熔化、降温凝固将真空腔的边部气密性地焊接在一起；封边后的真空腔通过连接层与两块面板连接在一起形成复合板；在抽气口中放置好低温焊料，将复合板送入真空炉中，一次可送入一至数块；

第三步，先将真空炉升温至接近低温焊料熔化的温度，再将真空炉抽真空至0.1Pa以下，然后将真空炉升温至封口的温度，低温焊料熔化后将抽气口自动封闭，随炉降温、低温焊料凝固后对真空腔实现气密性密封，出真空炉后得到密封条封边双真空层陶瓷复合真空隔热板。