CN104746749A - 玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板，包括外壳、芯板和真空腔，其特征在于外壳为低碳钢板或低碳钢复合板，芯板位于真空腔内为外壳提供附加强度、保证外壳在大气压下的平整性，真空腔是由外壳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，所述封口是将预制在外壳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，低温焊料包括低温金属和合金焊料，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，所制备的双真空层金属真空复合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、隔音和防火性能以及装饰功能。

Description

玻璃焊接双真空层金属真空复合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，尤其涉及一种玻璃焊接双真空层金属真空复合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。

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双真空层金属真空复合隔热板及其制作方法，这种玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板的制作方法工艺简单，所制备的双真空层金属真空复合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金属真空复合隔热板的气密性、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，本发明提供了一种玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板，包括外壳、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，所述芯板至少有两块、位于所述真空腔内，所述芯板为所述外壳提供附加强度、保证外壳在大气压下的平整性，所述真空腔是由外壳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外壳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芯板或隔板上直接形成的。

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

第一步，根据所需要制作的玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板的形状和大小分别制作两块外壳板和两块芯板以及一块隔板，将用于形成真空腔的两块外壳板进行折边成型、并在其中一块外壳板上制作抽气口，在两块芯板上制作支撑物、并在其中一块芯板上制作抽气通道，或将支撑物制作在隔板上； 

第二步，首先在两块低碳钢板的下钢板和\或隔板的焊接处涂覆玻璃焊料，并留有抽气通道，两块芯板和隔板依次放入两块低碳钢板组成的外壳中形成复合板；然后将复合板送入封边加热炉中，通过玻璃焊料的加热熔化、降温凝固将外壳的边部气密性地焊接在一起，完成封边；最后在抽气口处放置低温焊料后送入真空炉中，一次可送入数块；

第三步，先将真空炉升温至有利于排气的温度，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焊接，打开真空炉得到玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板。

其中，所述玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板包括平面板、曲面板、弯折板、异形板等各种形式的板材。

其中，所述玻璃焊接双真空层金属真空复合隔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低碳钢复合板，其上面可以有装饰、防护层，如涂料、电镀层、氟碳漆等；

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，所述芯板为金属板、玻璃板、陶瓷板、塑料板或复合板，优选钢化玻璃板或铝合金板。

其中，所述芯板的表面可以镀有低辐射膜，如铝膜等。

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，所述隔板为金属板、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，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，也可以是在芯板或隔板上如通过机械方法冲压所形成的凸起，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。

其中，所述支撑物有一至数层。

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；玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板主要由金属材料组成，芯板可选用无机材料或阻燃材料，所以具有很好的防火性能；玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板其外壳可选用多种装饰低碳钢板，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；玻璃焊接双真空层金属真空复合隔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；玻璃焊接双真空层金属真空复合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；玻璃焊接双真空层金属真空复合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；玻璃焊接双真空层金属真空复合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；玻璃焊接双真空层金属真空复合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；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双真空层金属真空复合隔热板结构示意图。

图中：1.外壳，2.芯板，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。

具体实施方式

参见附图，玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板由外壳1、芯板2、真空腔3、支撑物4和隔板5组成，外壳1由厚度为0.3-1.0mm的低碳钢板构成；芯板2为金属板、陶瓷板、玻璃板、塑料板或复合板等，优选1-2mm厚的铝合金板或3-5mm厚的钢化玻璃板等；隔板5可采用低碳钢板，与外壳1直接焊接在一起，使真空腔3形成两个独立的真空层，或采用耐高温塑料板、直接放在真空腔3中；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由外壳1的上低碳钢板直接冲压出的抽气嘴和金属盖组成，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。玻璃焊接双真空层金属真空复合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外壳1，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；其次切割两块玻璃板作为芯板2、并在其中一块玻璃板上钻孔制取抽气通道，将玻璃油墨印制在玻璃板上、经钢化处理后形成支撑物4；再次在两块低碳钢板的下钢板的焊接处涂覆玻璃焊料8，玻璃焊料8留有狭缝作为抽真空的通道，两块芯板2和隔板5依次放入两块低碳钢板组成的外壳1中形成复合板；然后将复合板送入封边加热炉中，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、降温凝固将外壳1的边部气密性地焊接在一起，完成封边；最后在抽气口6处放置好低温焊料7、将一块或成批的复合板送入真空炉中，先加热，再抽真空至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，打开真空炉得到玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板；为了保护外壳1和起到装饰作用，抽气口6处涂抹密封胶、外壳1的表面可以涂刷氟碳漆。

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)

1.一种玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板，包括外壳、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，所述芯板至少有两块、位于所述真空腔内，所述芯板为所述外壳提供附加强度、保证外壳在大气压下的平整性，所述真空腔是由外壳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外壳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芯板或隔板上直接形成的。

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

3.如权利要求1所述的玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板，其特征在于所述芯板为金属板、陶瓷板、玻璃板、塑料板或复合板。

4.如权利要求1所述的玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板，其特征在于所述芯板上可以有低辐射膜。

5.如权利要求1所述的玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板，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所述的玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板，其特征在于所述芯板或隔板为金属板、玻璃板、陶瓷板或耐高温的高聚物板。

7.如权利要求1所述的玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板，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所述的玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板，其特征在于所述玻璃焊接为压力焊接。

9.如权利要求1所述的玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板，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双真空层金属真空复合隔热板的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，根据所需要制作的玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板的形状和大小分别制作两块外壳板和两块芯板以及一块隔板，将用于形成真空腔的两块外壳板进行折边成型、并在其中一块外壳板上制作抽气口，在两块芯板上制作支撑物、并在其中一块芯板上制作抽气通道，或将支撑物制作在隔板上； 

第二步，首先在两块低碳钢板的下钢板和\或隔板的焊接处涂覆玻璃焊料，并留有抽气通道，两块芯板和隔板依次放入两块低碳钢板组成的外壳中形成复合板；然后将复合板送入封边加热炉中，通过玻璃焊料的加热熔化、降温凝固将外壳的边部气密性地焊接在一起，完成封边；最后在抽气口处放置低温焊料后送入真空炉中，一次可送入数块；

第三步，先将真空炉升温至有利于排气的温度，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焊接，打开真空炉得到玻璃焊接双真空层金属真空复合隔热板。