CN105617976A - 真空绝热板用吸气剂及真空绝热板 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种真空绝热板用吸气剂，包括外部包装袋和其内的粉末；所述粉末包括：第一粉末，所述第一粉末为负载型贵金属化合物；和干燥剂，所述干燥剂包括碱土金属氧化物、碱石灰、五氧化二磷、氯化物和溴化物中的一种或几种。所述吸气剂吸气作用较好，无需激活过程，使用、操作安全方便。本申请还提供了一种真空绝热板，包括上文所述吸气剂，不但具有优异的真空绝热作用，而且使用、操作安全方便，成本低。

Description

真空绝热板用吸气剂及真空绝热板

本申请要求于2014年09月25日提交中国专利局、申请号为201410496280.X、发明名称为“真空绝热板用吸气剂及真空绝热板”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请属于真空绝热技术领域，具体涉及一种真空绝热板用吸气剂及真空绝热板。

背景技术

真空绝热板(VacuumInsulationPanel，简称VIP)，是真空保温材料中的一种，由填充芯材与真空保护层复合而成，主要具有三个组成部分：芯部隔热材料(insulatingmaterial，可称为芯材)、气体阻隔薄膜(barrier，可称为阻气层)和气体吸收材料(getter，可称为吸气剂)。真空绝热板能有效地避免空气对流引起的热传递，因此可使导热系数大幅度降低，小于0.003w/m.k；并且其不含有任何ODS材料(OzoneDepletingSubstances，消耗臭氧层物质材料)，具有环保和高效节能的特性，是目前世界上最先进的高效保温材料之一。同其他材料相比，真空绝热板具有极低的导热系数，在保温技术要求相同时保温层厚度薄、体积小和重量轻等优点，适用于节能要求较高的产品，主要应用于保温绝热领域，如在家用冰箱、游艇冰箱、迷你冰箱、车载冰箱、深冷冰柜、电热水器、自动贩卖机、冷冻箱、冷藏集装箱、建筑墙体保温和LNG储运(液化天然气储运)等中应用，具有较大技术经济意义。

在真空绝热板的生产过程中，会有少量气体残余；在真空绝热板的使用过程中，会有少量气体透过气体阻隔膜进入真空绝热板中；同时，真空绝热板的芯材也会在使用过程中释放一些气体；这些气体包括氮气、氧气、水蒸气、氢气和二氧化碳等。因此，吸气剂是真空绝热板的组成之一，为能够在真空环境中吸收残余气体分子的金属或非金属材料，也就是能够通过物理吸附或化学作用吸收上述这些气体分子，维持真空绝热板的真空度，降低气体分子在真空绝热板中的传热效率，从而使真空绝热板的热传导吸收维持在较低的范围内，起到隔热保温的作用。

吸气剂一般呈现为金属粉末烧结多孔结构，目前用于真空绝热板常见的吸气剂为袋状和压制成型片状。现有技术公开了多种真空绝热板用吸气剂，如申请号为201210521610.7的中国专利文献公开了一种真空绝热板用复合吸气剂及其制备方法，该复合吸气剂包括钡锂合金吸气剂和非蒸散型吸气剂，其中，所述钡锂吸气剂和非蒸散型吸气剂混合或者分层，并置于干燥剂内部；或者是包括一金属载体和干燥剂层，干燥剂层将钡锂BaLi4吸气剂和非蒸散型吸气剂封装在金属载体内；在真空中高温激活后，真空封装。

上述吸气剂包括钡锂吸气剂和干燥剂等，能在生产中完成激活过程。但是，钡锂合金的化学活性非常高，在空气中氧化反应剧烈，遇水发生爆炸，使操作过程具有危险性，且吸气剂需要激活，方法程序繁琐，不利于应用。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种真空绝热板用吸气剂及真空绝热板，本申请提供的真空绝热板用吸气剂无需任何激活过程，使用、操作安全方便。

本申请提供一种真空绝热板用吸气剂，包括外部包装袋和所述外部包装袋内的粉末；所述粉末包括：

第一粉末，所述第一粉末为负载型贵金属化合物；和

干燥剂，所述干燥剂包括碱土金属氧化物、碱石灰、五氧化二磷、氯化物和溴化物中的一种或几种。

优选的，所述干燥剂和第一粉末的质量比为0.99:0.01～0.5:0.5。

优选的，所述负载型贵金属化合物为金和氧化钴及二氧化硅的复合物、钯和二氧化钛的复合物、钯和二氧化硅的复合物、钯和三氧化二铝的复合物、钯和碳的复合物或铂和碳化硅的复合物。

优选的，所述干燥剂包括碱土金属氧化物。

优选的，所述粉末还包括：

非蒸散型吸气剂粉末，所述非蒸散型吸气剂粉末为Zr基合金、Y基合金或Ti基合金。

优选的，所述非蒸散型吸气剂粉末的质量占所述粉末总质量的2％～40％。

优选的，所述粉末的粒度为300目～6000目。

优选的，所述外部包装袋的材质为密度大于0.94g/cm³的高密度聚乙烯。

本申请还提供一种真空绝热板，其包括上文所述的吸气剂。

与现有技术相比，本申请提供的真空绝热板用吸气剂主要由外部包装袋及其内的粉末组成，其中，所述粉末包括第一粉末和干燥剂；所述第一粉末为负载型贵金属化合物；所述干燥剂包括碱土金属氧化物、碱石灰、五氧化二磷、氯化物和溴化物中的一种或几种。本申请提供的吸气剂为袋状结构，具有较好的吸气作用。本申请所述吸气剂中不含极其活泼的金属元素，操作和使用危险性低；并且，本申请提供的吸气剂可以在室温环境下进行吸气，无需任何激活过程，使用简便、成本较低。

本申请提供的真空绝热板包括所述真空绝热板用吸气剂，不但具有优异的真空绝热作用，而且使用、操作安全方便，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的真空绝热板用吸气剂的剖面图；

图2为本申请实施例提供的真空绝热板用吸气剂的平面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供了一种真空绝热板用吸气剂，包括外部包装袋和所述外部包装袋内的粉末；所述粉末包括：

第一粉末，所述第一粉末为负载型贵金属化合物；和

干燥剂，所述干燥剂包括碱土金属氧化物、碱石灰、五氧化二磷、氯化物和溴化物中的一种或几种。

本申请提供的真空绝热板用吸气剂为免激活吸气剂，为袋状结构，内部为粉末。将所述吸气剂放入真空绝热板芯材中一起封装，即可起到吸收残余气体、维持真空度的作用，省时省力，使用非常方便；且所述吸气剂对真空绝热板中的氢气有明显的吸收作用，能很好地降低真空绝热板内的真空度，降低导热系数；同时其性质比较稳定，安全性更高。

参见图1和图2，图1为本申请实施例提供的真空绝热板用吸气剂的剖面图；图2为本申请实施例提供的真空绝热板用吸气剂的平面图。图1中，1为高密度聚乙烯袋子，2为粉末，3为封边。

本申请实施例提供的真空绝热板用吸气剂包括外部包装袋1，并有封边3。所述外部包装袋用于包装、密封，保护内容物。作为优选，所述外部包装袋的材质为密度大于0.94g/cm³的高密度聚乙烯。在本申请的实施例中，所述外部包装袋的材质为杜邦纸，这种材料可以透气隔水，能够很好地将水汽吸收，又能够防止液态的水流出，还具有重量轻、坚韧而耐用的特性。所述外部包装袋可从市场上购买获得，本申请对所述外部包装袋的大小没有特殊限制，可根据真空绝热板的尺寸和性能要求等来加工。如图2所示，本申请实施例提供的吸气剂产品的长度为100mm，宽度为70mm。另外，本申请实施例提供的吸气剂产品的厚度很薄，应用时不需要在芯材加工凹槽等，使用方便，且不会对真空绝热板的隔热保温效果有不利影响。

在外部包装袋1内，本申请提供的真空绝热板用吸气剂包括粉末2。在本申请中，所述粉末的粒度优选为300目～6000目，更优选为400目～5000目，最优选为500目～2000目；所述粉末的用量可根据真空绝热板的性能要求来调整。

在本申请中，所述粉末包括第一粉末，所述第一粉末为负载型贵金属化合物。本申请所述吸气剂能起到较好的吸气作用，尤其能对真空绝热板中的氢气有明显的吸收作用，可更好地降低真空绝热板内的真空度，降低导热系数。本申请所述吸气剂中不含极其活泼的金属元素，操作和使用危险性低；并且，本申请提供的吸气剂可以在室温环境下进行吸气，无需任何激活过程如高温激活过程等，使用简便、成本较低。

在本申请中，所述第一粉末可为负载型贵金属化合物，优选为金和氧化钴及二氧化硅的复合物(Au/氧化钴/SiO₂复合物)、钯和二氧化钛的复合物(Pd/TiO₂复合物)、钯和二氧化硅的复合物(Pd/SiO₂复合物)、钯和三氧化二铝的复合物(Pd/Al₂O₃复合物)、钯和碳的复合物(Pd/C复合物)或铂和碳化硅的复合物(Pt/SiC复合物)。本申请对负载型贵金属化合物的负载量没有特殊限制，所述负载型贵金属化合物可从市场上购买获得，也可以自行制备，如通过共沉淀法、吸附浸渍法和溶胶-凝胶法等方法进行制备。

除了上述第一粉末，本申请吸气剂的外部包装袋1内的粉末2包括干燥剂，主要可吸收真空绝热板残余气体中的水汽和二氧化碳。所述干燥剂包括碱土金属氧化物、碱石灰、五氧化二磷、氯化物和溴化物中的一种或几种，优选包括碱土金属氧化物，更优选为氧化钙或氧化钙和氧化镁的混合物，最优选为氧化钙。

在本申请中，所述干燥剂的粒度优选为300目～6000目，更优选为400目～3000目，最优选为500目～1000目。所述干燥剂和第一粉末之间的配比比较重要，干燥剂太多，不利于吸收氢气和一氧化碳；干燥剂太少，吸收水汽和二氧化碳的效果较差。在本申请中，所述干燥剂和第一粉末的质量比优选为0.99:0.01～0.5:0.5，更优选为0.93:0.07～0.6:0.4，更更优选为0.93:0.07、0.9:0.1或0.8:0.2，最优选为0.93:0.07。

作为优选，本申请吸气剂中的所述粉末还包括非蒸散型吸气剂粉末，所述非蒸散型吸气剂粉末优选为Zr基合金、Y基合金或Ti基合金，更优选为Zr基合金或Ti基合金，最优选为Zr基合金；其主要作用是进一步地吸收真空绝热板中的氢气、一氧化碳、二氧化碳和氧气等。在本申请实施例中，所述合金由Zr、Ti、V、Mn、Fe、Ni、Co、Re(稀土)、Y、Al和Cu中的至少两种组成，其中，Zr在Zr基合金中质量含量为60％～95％，其他元素在合金中含量为5％～40％；Ti在Ti基合金中质量含量为55％～96％，其他元素在合金中含量为4％～45％。作为优选，所述非蒸散型吸气剂粉末的质量占所述粉末总质量的2％～40％，更优选为5％～35％。

在本申请中，所述真空绝热板用吸气剂的制备方法优选包括以下步骤：

在第一保护气体存在下，将所述第一粉末和干燥剂混合，得到粉末；

在第二保护气体存在下，将所述粉末用外部包装袋的材质进行封装成袋，得到真空绝热板用吸气剂。

本申请实施例首先将干燥剂和第一粉末在第一保护气体保护下混合，优选混合4h～5h，得到粉末。其中，所述第一保护气体优选为氮气或惰性气体如氩气；所述混合为本领域技术人员熟知的技术手段，本申请没有特殊限制。

得到所述粉末后，本申请实施例优选利用自动封装机，在第二保护气体保护下将其用外部包装袋的材质封装成袋，得到真空绝热板用吸气剂。其中，所述第二保护气体优选为氮气或惰性气体如氩气，所述第二保护气体优选和第一保护气体的种类相同。所述利用自动封装机封装成袋为本领域常用的技术手段，本申请没有特殊限制。

得到所述吸气剂后，本申请将其放入吸气性能测试台进行吸气性能测试，方法为国家标准GB/T25497-2010《吸气剂气体吸放性能测试方法》。测试结果表明，所述真空绝热板用吸气剂具有优异的吸氢、吸收一氧化碳和氧气等吸气能力。

本申请还提供了一种真空绝热板，其包括上文所述的吸气剂。

本申请提供的真空绝热板包括所述真空绝热板用吸气剂，不但具有优异的真空绝热作用，而且使用、操作安全方便，成本低。

所述真空绝热板还包括芯材和阻气层，采用本领域常用的即可，本申请没有特殊限制。

按照本领域常用的方法，本申请将芯材、阻气层和所述吸气剂进行组装，制成真空绝热板。其中，本申请对真空绝热板的尺寸和质量等没有特殊限制。

本申请对所述真空绝热板进行老化试验，老化条件为：将样品在恒温恒湿箱中进行老化，温度为80℃，湿度为70RH。结果表明，所述真空绝热板能维持较低的导热系数，真空绝热性能优异。同时，所述真空绝热板具有使用、操作安全方便，成本低等优点。

为了进一步说明本申请，下面结合实施例对本申请提供的一种真空绝热板用吸气剂及真空绝热板进行具体地描述，但不能将它们理解为对本申请保护范围的限定。

实施例1

在惰性气体保护下，按照0.9：0.1的质量比，将氧化钙和第一粉末混合4h，然后用杜邦纸在惰性气体保护下封装成袋，得到真空绝热板用吸气剂；其中，所述第一粉末为钯炭(购自天津市迈斯科化工有限公司)，且钯含量为2％。

按照上文所述的方法，对所述真空绝热板用吸气剂进行吸气性能测试。结果显示，其吸氢能力达到5.4Pa·L/mg(每毫克粉末可以吸收的气体的量)，吸收一氧化碳和氧气能力分别为4.1Pa·L/mg、3.3Pa·L/mg。

将所述吸气剂与芯材、阻气层进行组装，得到真空绝热板；其中，所述芯材为玻璃纤维，所述阻气层为复合铝箔袋。

本申请实施例吸气剂产品能很好地维持真空绝热板中的气压值，维持它较低的导热系数，性能较优。

实施例2

在惰性气体保护下，按照0.85：0.15的质量比，将氧化钙和第一粉末混合4h，然后用杜邦纸在惰性气体保护下封装成袋，得到真空绝热板用吸气剂；其中，所述第一粉末为负载钯的活性炭粉末(购自天津市迈斯科化工有限公司)，且钯含量为1.5％。

按照上文所述的方法，对所述真空绝热板用吸气剂进行吸气性能测试。结果显示，其吸氢能力达到5.2Pa·L/mg，吸收一氧化碳和氧气能力分别为4.1Pa·L/mg、3.4Pa·L/mg。

将所述吸气剂按照实施例1的方法进行组装，得到真空绝热板。

本申请实施例吸气剂产品能很好地维持真空绝热板中的气压值，维持它较低的导热系数，性能较优。

实施例3

在惰性气体保护下，按照0.8：0.2的质量比，将干燥剂和第一粉末混合4h，然后用杜邦纸在惰性气体保护下封装成袋，得到真空绝热板用吸气剂；其中，所述第一粉末为钯负载的三氧化二铝粉末(购自天津市迈斯科化工有限公司)，且钯含量为1.5％；所述干燥剂为氧化钙和氧化镁的混合物，且两者的质量比为0.9：0.1。

按照上文所述的方法，对所述真空绝热板用吸气剂进行吸气性能测试。结果显示，其吸氢能力达到5.8Pa·L/mg，吸收一氧化碳和氧气能力分别为4.3Pa·L/mg、3.7Pa·L/mg。

实施例4

在惰性气体保护下，按照0.8：0.1：0.1的质量比，将干燥剂、第一粉末和非蒸散型吸气剂粉末Zr-V-Fe合金混合4h，然后用杜邦纸在惰性气体保护下封装成袋，得到真空绝热板用吸气剂；其中，所述第一粉末为钯炭(购自天津市迈斯科化工有限公司)，且钯含量为3％；所述干燥剂为氧化钙和氧化镁的混合物，且两者的质量比为0.9：0.1。

按照上文所述的方法，对所述真空绝热板用吸气剂进行吸气性能测试。结果显示，其吸氢能力达到6.2Pa·L/mg，吸收一氧化碳和氧气能力分别为5.5Pa·L/mg、4.9Pa·L/mg。

其中，所述非蒸散型吸气剂粉末Zr-V-Fe合金通过将70％Zr、V和Fe总共30％进行真空电弧炉熔炼，然后在惰性气体保护下破碎而制得。

由以上实施例可知，本申请提供的真空绝热板用吸气剂主要由干燥剂和第一粉末组成，所述第一粉末为负载型贵金属化合物；所述干燥剂包括碱土金属氧化物、碱石灰、五氧化二磷、氯化物和溴化物中的一种或几种。本申请所述吸气剂具有较好的吸气作用，同时其中不含极其活泼的金属元素，操作和使用危险性低；并且，本申请提供的吸气剂可以在室温环境下进行吸气，无需任何激活过程，使用简便、成本较低。本申请提供的真空绝热板包括所述真空绝热板用吸气剂，不但具有优异的真空绝热作用，而且使用、操作安全方便，成本低。

Claims (9)

1.一种真空绝热板用吸气剂，包括外部包装袋和所述外部包装袋内的粉末；所述粉末包括：

第一粉末，所述第一粉末为负载型贵金属化合物；和

干燥剂，所述干燥剂包括碱土金属氧化物、碱石灰、五氧化二磷、氯化物和溴化物中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的吸气剂，其特征在于，所述干燥剂和第一粉末的质量比为0.99:0.01～0.5:0.5。

3.根据权利要求1所述的吸气剂，其特征在于，所述负载型贵金属化合物为金和氧化钴及二氧化硅的复合物、钯和二氧化钛的复合物、钯和二氧化硅的复合物、钯和三氧化二铝的复合物、钯和碳的复合物或铂和碳化硅的复合物。

4.根据权利要求1所述的吸气剂，其特征在于，所述干燥剂包括碱土金属氧化物。

5.根据权利要求1至4任一项所述的吸气剂，其特征在于，所述粉末还包括：

非蒸散型吸气剂粉末，所述非蒸散型吸气剂粉末为Zr基合金、Y基合金或Ti基合金。

6.根据权利要求5所述的吸气剂，其特征在于，所述非蒸散型吸气剂粉末的质量占所述粉末总质量的2％～40％。

7.根据权利要求1所述的吸气剂，其特征在于，所述粉末的粒度为300目～6000目。

8.根据权利要求1所述的吸气剂，其特征在于，所述外部包装袋的材质为密度大于0.94g/cm³的高密度聚乙烯。

9.一种真空绝热板，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的吸气剂。