CN105627678A - 一种保温结构、其制备方法及冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种保温结构、其制备方法及冰箱，该保温结构包括保温壁和密封中空腔体，密封中空腔体由所述保温壁围绕形成，保温壁包括外壁、内壁和保温层，保温层放置于所述外壁和内壁之间，保温层包括发泡体和由至少一块真空绝热板组成的真空绝热板层，真空绝热板层覆盖所述外壁内表面和/或内壁的外表面，发泡体填充于外壁和内壁之间的剩余空间。所述保温结构的保温效果好，其保温层厚度仅为18-30mm，在需要达到相同保温效果的要求时，可大幅降低制品厚度，节省空间，并且其不易发生电化学腐蚀，符合食品安全国家标准要求，美观大方，可应用于保温装置领域。

Description

一种保温结构、其制备方法及冰箱

技术领域

本发明属于保温材料技术领域，涉及一种保温结构、其制备方法及冰箱。

背景技术

目前冰箱采用聚氨酯发泡(导热系数约为20mW/m·K)来实现保温隔热。聚氨酯发泡这种保温方式，利用发泡层细密的微孔锁住空气，减少了空气对流引起的热量传递，从而起到保温作用。这种保温方式的保温隔热层厚度一般在50-100mm之间才能保证隔热效果。存在隔热层厚度太厚，冰箱体积大，太过笨重，使用空间有效利用率低的缺点。

VIP板(导热系数仅为2mW/m·K)的保温隔热主要是利用高真空度的保持，与PU发泡的保温隔热机制不同，因此能够在很薄的厚度下达到聚氨酯发泡不能达到的优异性能。但是，单独使用VIP板(真空绝热板)拼接或者是使用包裹了发泡聚氨酯的VIP板拼接来进行冰箱保温，接缝处仍旧存在缝隙，边界热桥大，且板材与内、外壁之间是单独的个体，无法处处填充，容易造成局部强度不够，且敲击出现空腔声音。

CN104448222A公开了一种超薄冰箱冷柜用低导型聚氨酯保温材料及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将聚醚多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、化学发泡剂、物理发泡剂按比例混合，常温下搅拌1.0-1.5小时，得到A组分；(2)将A组分与B组分按照质量比1:1.05-1.25混合均匀，制备出超薄冰箱冷柜用低导型聚氨酯保温材料，其中B组分为异氰酸酯。但发明中未给出评价所制得保温材料保温性能如何的具体数据，也未交代超薄保温材料具体低至多少。

CN203443243U公开了一种双层保温隔热结构的冰箱，所述冰箱采用了双层保温层隔热层结构，(1)聚氨酯保温隔热层作为内层保温隔热层，其外周壁与硬质塑胶内衬的内周壁接触；聚氨酯保温隔热层的厚度为5-10cm；(2)膨胀珍珠岩层作为外层保温隔热层，膨胀珍珠岩层夹在硬质塑胶内衬与金属箱壳之间；膨胀珍珠岩层厚度为3-5cm。进而有效保证了保温隔热效果；珍珠岩的加入提高了静音效果及防火性能。但该发明中双层隔热层厚度总和为8-15cm，太厚，且发明中未给出评价保温性能如何的具体数据。

CN104880003A公开了一种冰箱保温隔板，所述保温隔板包括保温件、隔板本体和与所述隔板本体可拆卸式连接的隔板盖，所述隔板本体设置有用于容纳所述保温件的容置槽，所述隔板盖的形状与所述容置槽的开口的形状相适配以封闭所述容置槽，所述保温件为发泡聚苯乙烯件或者真空绝热板。简化了保温隔板的发泡工序，提高了保温隔板的制造性。隔板靠结构连接到冰箱内腔，存在缝隙，影响隔热性能。

CN105058822A公开了一种带有真空绝热板的保温隔热板的生产方法，包括以下步骤：步骤一：把原料注入料罐，让原料温度保持在设定的温度范围内；步骤二：混合：按设定的配方比例把原料输送到发泡机混合室混合；步骤三：浇注：在层压机上放置真空绝热板，把混合好的原料浇注到真空绝热板上；步骤四：熟化：经过温度范围恒定的恒温烤道或者恒温烤房固化成型；步骤五：裁切：经过自动裁切系统的定位、裁切，最后得到所需的保温隔热板。但是实际应用时，保温隔热板之间仍然存在间隙，保温效果不好。

传统制冷设备，其外壳主要为铁质材料，外层再涂覆防护层以达到保护目的。然而，当外层防护层因剐蹭、磕碰等原因发生破坏时，在空气中水分的作用下，在伤口处形成“原电池”，造成电化学腐蚀。久而久之对铁质外壳形成破坏，影响外观，甚至会引起漏电。

碳纤维是指含碳量>90％的无机纤维，其特性与其他碳素材料大致相同，具有耐热、耐磨、抗腐蚀以及较高的热导率和导电率。此外，碳纤维较柔软，可加工性高，能够用来生产各种织物，并且具有很高的比强度。碳纤维可通过与金属、塑料等材料的复合加工制成具有不同特性和用途的复合材料。在现有的碳纤维复合材料中，碳纤维/环氧树脂复合材料有最高的比强度在航空航天以及化工设备生产方面应用广泛。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种保温结构、其制备方法及冰箱，所述保温结构的厚度低，体积小，保温效果好，用于保温技术领域能够大大提高空间利用率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种保温结构，包括保温壁和密封中空腔体，密封中空腔体由所述保温壁围绕形成，所述预保温物放置于所述腔体中，所述保温壁包括外壁、内壁和保温层，所述保温层放置于所述外壁和内壁之间，所述保温层包括发泡体和由至少一块真空绝热板组成的真空绝热板层，所述真空绝热板层覆盖所述外壁内表面和/或内壁的外表面，所述发泡体填充于外壁和内壁之间的剩余空间，所述外壁和内壁的材质为碳纤维/环氧树脂复合物、石英纤维/环氧树脂复合物或玻璃纤维/环氧树脂复合物中的任意一种或至少两种的组合。

所述真空绝热板的形状根据保温壁形成的密封腔体的形状不同而改变，其可为异形真空绝热板，也可为常用的规则形状的真空绝热板。

所述内壁的外表面与外壁的内表面是指内壁与外壁组成的中空结构的表面。所述剩余空间是指从内壁和外壁包围的空间中去除真空绝热板层所占的空间。

所述真空绝热板层可为2层、3层、4层、5层或8层等，实际使用中考虑到经济性问题，一般选择使用一层真空绝热板层。

所述真空绝热板层可包括1块或至少两块真空绝热板，如2块、3块、4块、5块、7块或10块真空绝热板，所述一层真空绝热板层具体包括几块真空绝热板由实际的壳体尺寸决定，所述真空绝热板形状大小可以相同也可以不同。所述真空绝热板的个数至少为两块时，真空绝热板优选的连接方式为首尾相接。

所述内壁和外壁的材质为碳纤维/环氧树脂复合物、石英纤维/环氧树脂复合物或玻璃纤维/环氧树脂复合物中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合为碳纤维/环氧树脂复合物与石英纤维/环氧树脂复合物，碳纤维/环氧树脂复合物与玻璃纤维/环氧树脂复合物，碳纤维/环氧树脂复合物、石英纤维/环氧树脂复合物与玻璃纤维/环氧树脂复合物。具有如上所述材质的保温壁，其导热系数较低，与保温层相互配合，使得保温效果更好。

所述保温层的厚度为18-30mm，如20mm、22mm、24mm、26mm、28mm、29mm或29.5mm等。可见，本发明提供的保温结构中保温层的厚度可明显低于现有保温层的厚度。

优选地，所述内壁和外壁的厚度独立地为0.7-3mm，如1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.3mm、2.5mm或2.8mm等。

所述外壁和/或内壁可拆卸，所述外壁和/或内壁上设置孔，所述孔通过密封塞密封。所述设计有利于将真空绝热板和发泡体顺利地放入腔体中。

优选地，所述外壁的外表面还覆盖有涂层，以使所述保温结构具有不同的色彩，外观效果更佳。

所述真空绝热板的芯材为玻纤短切丝、二氧化硅气凝胶或二氧化硅气凝胶与纤维的复合物中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合为玻纤短切丝和二氧化硅气凝胶，二氧化硅气凝胶和二氧化硅气凝胶与纤维的复合物，玻纤短切丝、二氧化硅气凝胶和二氧化硅气凝胶与纤维的复合物。本发明如无特殊说明，所述“玻纤短切丝”均指“玻璃纤维短切丝”。

优选地，所述真空绝热板外壁和或内壁上存在走线孔、注料孔或异形凸起时可制作为斜角板，以避让走线孔、注料孔或异形凸起。

优选地，所述真空绝热板层覆盖所述外壁和内壁的所有内表面，以达到更好的保温效果。

优选地，所述真空绝热板层贴覆于外壁的内表面和/或内壁的外表面。

所述发泡体的材质为聚氨酯、聚氯乙烯或聚苯乙烯中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合为聚氨酯与聚氯乙烯，聚氨酯与聚苯乙烯，聚氨酯、聚氯乙烯与聚苯乙烯。

所述聚氨酯发泡体由如下原料制备得到：

黑料成分为异氰酸酯，采用烟台万华PM200MDI，-NCO含量为30.2-32wt.％，25℃时粘度为150-250mPa.s；黑料定为A组分；

将聚醚多元醇、发泡剂、催化剂及稳定剂按比例混合，搅拌1.0-1.5h得到白料，定为B组分；其中，发泡剂为HCFC-141b，占白料组分的10-30wt.％；

制备聚氨酯发泡体的黑料和白料的质量比为1:(0.7-1.5)，如1:0.8、1:1.0、1:1.2、1:1.3或1:1.4等。

所述保温结构优选为冰箱的保温箱体。所述保温结构可为任意形状，本领域技术人员可根据实际需要选择保温结构的形状，如所述保温结构可为规则的立方体或保温柜的箱体等。

本发明的目的之二在于提供一种如上所述保温结构的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)制备中空保温壁，所述保温壁的内壁和/或外壁可拆卸，所述内壁和/或外壁上设置有孔；

(2)拆开可拆卸的内壁或外壁，将内壁的外表面和/或外壁的内表面覆盖至少一层真空绝热板层，所述真空绝热板层包括至少一块真空绝热板，之后，将拆开的内壁或外壁密封安装到原位置，通过所述孔向腔体中灌注发泡料，灌注完毕后，用密封塞密封所述孔，所述发泡料反应发泡充满整个腔体，将真空绝热板层整体包覆，并与所述外壁和内壁连为一体，得到所述保温结构。

步骤(1)所述外壁和内壁的材质为碳纤维/环氧树脂复合物、石英纤维/环氧树脂复合物或玻璃纤维/环氧树脂复合物中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合为碳纤维/环氧树脂复合物与石英纤维/环氧树脂复合物，碳纤维/环氧树脂复合物与玻璃纤维/环氧树脂复合物，碳纤维/环氧树脂复合物、石英纤维/环氧树脂复合物与玻璃纤维/环氧树脂复合物。具有如上所述材质的壳体，其导热系数较低，与保温层相互配合，使得保温效果更好。

优选地，步骤(1)所述外壁和内壁的厚度独立地为0.7-3mm，如1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.3mm、2.5mm或2.8mm等。

优选地，步骤(1)所述中空保温壁采用真空导入工艺或真空袋压工艺制备得到。本领域技术人员可根据中空保温壁的材质采用真空导入工艺或真空袋压工艺轻易制得所述壳体。

优选地，步骤(1)之后和步骤(2)之前还进行步骤(1’)：对外壁的外表面喷涂涂层。

步骤(2)所述真空绝热板的芯材为玻纤短切丝、二氧化硅气凝胶或二氧化硅气凝胶与纤维的复合物中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合为玻纤短切丝和二氧化硅气凝胶，二氧化硅气凝胶和二氧化硅气凝胶与纤维的复合物，玻纤短切丝、二氧化硅气凝胶和二氧化硅气凝胶与纤维的复合物。

优选地，步骤(2)所述至少一块真空绝热板贴覆于外壁的内表面和/或内壁的外表面。

优选地，步骤(2)所述发泡材料为聚氨酯、聚氯乙烯或聚苯乙烯中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合为聚氨酯与聚氯乙烯，聚氨酯与聚苯乙烯，聚氨酯、聚氯乙烯与聚苯乙烯。

所述聚氨酯发泡体由如下原料制备得到：

黑料成分为异氰酸酯，采用烟台万华PM200MDI，-NCO含量为30.2-32wt.％，25℃时粘度为150-250mPa.s；黑料定为A组分；

将聚醚多元醇、发泡剂、催化剂及稳定剂按比例混合，搅拌1.0-1.5h得到白料，定为B组分；其中，发泡剂为HCFC-141b，占白料组分的10-30wt.％；

黑料与白料的质量比为1:(0.7-1.5)，如1:0.8、1:1.0、1:1.2、1:1.3或1:1.4等。

优选地，步骤(2)所述保温层的厚度为18-30mm，如20mm、22mm、24mm、26mm、28mm、29mm或29.5mm等。

优选地，步骤(2)所述灌注的压力为10-15MPa，如10.0MPa、10.5MPa、11.0MPa、11.5MPa、12.0MPa、12.5MPa、13.0MPa、13.5MPa、14.0MPa、14.5MPa或15.0MPa等。

本发明的目的之三在于提供包含所述保温结构的冰箱。另外，所述保温结构制得的保温器如冷柜、冷库、墙体、保温箱和保温橱柜等均在本发明的保护范围内。即，所述保温结构可应用于各种保温技术领域。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的保温结构，其内部的保温层厚度仅为18-30mm，但其整体保温性能比传统保温结构显著提高(比较图6和图7所示的保温曲线可知)，在需要达到形同保温效果的要求时，可大幅降低制品厚度，节省空间；

(3)本发明提供的保温结构其壳体材质可为碳纤维、玻璃纤维或石英纤维中的任意一种或至少两种的组合与环氧树脂的复合材料，因此，所述保温结构的壳体仅需稍加处理，即可呈现美观的视觉效果，在很大程度上降低了外观成型难度；当壳体外观发生损坏时，很容易进行修补(可使用清漆进行修补)，无需拆装维修，在用户家中便可完成；另外，所述壳体具有极强的耐腐蚀性，在表面遭到剐蹭后，不易发生电化学腐蚀，其强度也不会因此随时间减弱；

(2)本发明提供的保温结构采用真空绝热板和发泡体保温，真空绝热板的保温效果好，而包覆其上的发泡体无孔不入，能够填隙真空绝热板拼接的缝隙，将壳体与真空绝热板连成一体；另外，由于发泡体的粘结性强，具有一定强度，能够起到极佳的支撑壳体的作用；

(4)本发明提供的保温结构符合食品安全国家标准要求，应用于保温技术领域及食品保温领域，能够大幅提高空间利用率，显著提高保温隔热性能。

附图说明

图1是实施例1提供的保温箱体的部分结构示意图。

图2是实施例1提供的利用真空导入工艺制备保温箱体的工艺流程图。

图3是实施例1提供的真空导入装置的结构示意图。

图4实施例2提供的制备冰箱保温壳体的过程中真空绝热板避让孔位的方式。

图5是实施例2提供的制备冰箱保温壳体的夹具示意图。

图6是实施例2提供的新型冰箱的保温隔热性能测试曲线。

图7是实施例2提供的传统纯聚氨酯发泡冰箱的保温隔热性能测试曲线。

图8是实施例5提供的利用真空袋压工艺制备保温箱体的工艺流程图。

图9是实施例5提供的真空袋压装置的结构示意图。

其中，1，第一夹具；2，第二夹具；3，冰箱内壁；4，冰箱外壁；5，第一真空绝热板；6，第一发泡层；7，纤维布铺层；8，第一脱模布；9，第一吸胶毡；10，第一真空袋膜；11，第一排气管；12，第一密封胶；13，第一涂覆脱模剂的模具；14，纤维布预浸料铺层；15，第二脱模布；16，第二吸胶毡；17，第二真空袋膜；18，第二排气管；19，第二密封胶；20，第二涂覆脱模剂的模具，21，第一碳纤维/环氧树脂基复合材料层；22，第二碳纤维/环氧树脂基复合材料层；23，第二真空绝热板；24，第二发泡层；25，第一斜角真空绝热板；26，第二斜角真空绝热板；27，走线孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种保温箱体的保温壁的部分结构示意图如图1所示，所述保温箱体包括保温壁和密封中空腔体，密封中空腔体由所述保温壁围绕形成，所述预保温物放置于所述腔体中，所述保温壁包括外壁、内壁和保温层，所述保温层放置于所述外壁和内壁之间，所述保温层包括发泡体和由8块真空绝热板相互连接组成的真空绝热板层，所述真空绝热板层覆盖所述外壁的内表面，所述发泡体填充于外壁和内壁之间的剩余空间，所述外壁和内壁的材质为碳纤维/环氧树脂复合物。

所述真空绝热板的芯材为二氧化硅气凝胶。当外壁或内壁上有走线孔时，可改进真空绝热板的形状，如设置斜角真空绝热板，以避让走线孔，避免了破坏真空隔热板或在真空隔热板上开孔的情况，保证了保温结构的隔热性能。

所述保温层的厚度为18mm，所述真空绝热板的厚度为8mm；所述外壁和内壁的厚度均为2mm；所述外壁的外表面还覆盖有涂层。

所述发泡体的材质为聚氨酯。

所述聚氨酯发泡体由如下原料制备得到：

黑料成分为异氰酸酯，采用烟台万华PM200MDI，-NCO含量为30.2-32wt.％，25℃时粘度为150-250mPa.s；黑料定为A组分；

将聚醚多元醇、发泡剂、催化剂及稳定剂按比例混合，搅拌1.0-1.5h得到白料，定为B组分；其中，发泡剂为HCFC-141b，占白料组分的10-30wt.％；

A组分与B组分的质量比为1:1.2。

所述保温结构的制备方法包括如下步骤(如图2所示)：

(1)制备保温壁，所述保温壁为中空保温壁，所述保温壁的外壁可拆卸，所述外壁上设置有孔，外壁和内壁的厚度独立地为2mm，保温壁连同保温层的总厚度为20mm；

(2)在保温壁的外壁表面喷涂清漆，清漆色号为PANTONE4715U；

(3)将外壁拆开，将8块真空绝热板相互连接地贴覆于外壁的内表面，之后，固定好外壁的可拆卸面，在10-15MPa的压力下通过外壁上的孔向外壁和内壁之间注射发泡聚氨酯，直至将外壁和内壁之间的空间填充完全；将孔密封；室温静置24h，得到所述保温箱体。

其中，步骤(1)所述保温壁采用真空导入工艺制备得到，所述真空导入工艺包括如下步骤：

a)用1000目水砂纸打磨模具表面，直至表面没有大片杂质附着，之后用绒布蘸取丙酮擦拭模具表面三次，保证无漏涂，无明显杂质存留；

b)用绒布在模具表面涂覆脱模剂三遍，每遍间隔不小于15min，保证涂覆均匀，无漏涂；

c)按照产品铺层设计裁切碳纤布，注意0°、45°和90°铺层的裁切方向，尤其需注意外观布纹理拼接位置的裁切质量；

d)外观布采用平纹碳纤布，12k-T700原丝，重量10g/m²，纹理大小1cm×1cm，内部铺层为单向碳纤布；

e)依照模具构造及尺寸准备缠绕管、塑料管、脱模布、导流网及真空袋膜等辅料；

f)按照设计铺层：将外观布紧贴模具铺覆，保证外观布平整、纹理无变形，接缝处纹理拼合自然，无错位；之后按照0°、45°、90°、-45°和0°的顺序进行内部铺层，直至达到设计厚度；

g)紧贴碳布铺层包覆一层脱模布，注意脱模布不得有架桥存在，并且铺覆平整，无脱线，必要处用密封胶固定；

h)在脱模布上铺覆导流网，用小粒的密封胶固定；

i)在合适位置固定安装有缠绕管(10cm-20cm)的塑料三通，作为进胶管；

j)在模具四周环绕铺设缠绕管，接头处用三通连接，作为排气及出胶口；

k)在体系表面包覆真空袋膜，在进胶管及排气管处开口，安装塑料管。开口处用密封胶封堵，保证无漏气；

l)包覆完成，连接真空泵。开启真空泵，检查体系气密性；如有漏气，进行封堵，直至在卡断排气口后能保证20min内真空度不发生变化(铺层示意图如图3中所示)；

m)包覆完成，按照配方比例配制树脂；

n)开动真空泵，利用真空将树脂注入体系，直至全部碳布浸润充分；

o)待碳布浸润完全，卡断出胶口，观察体系，如果没有气泡出现，则卡断进胶口，完成导入；

p)将体系移入固化炉，80℃下固化2h；

q)将完成固化的产品进行脱模，并除去相关辅料和多余边角，检查产品缺陷；

r)按照图纸在产品中粘接相应配件，如螺套等；

s)对产品进行打磨，将粘接残胶、制品边缘等部位仔细打磨，不得保留任何尖角、鼓包，同时检查制品其他缺陷，如有包括表面不平、凸起毛刺等缺陷，可打磨平整。

本领域技术人员可根据实际需要选择保温壁的形状及厚度，并根据需要选择真空绝热板的厚度。所述保温壁的形状可为规则形状也可为不规则形状。所述保温壁可为保温柜的壳体、冰箱的壳体以及其它保温器材的壳体。所述保温壁优选为一体成型的保温壁。

所述真空绝热板还可覆盖内壁的外表面和外壁的内表面。

实施例2

一种冰箱的保温箱体，包括保温壁和密封中空腔体，密封中空腔体由所述保温壁围绕形成，所述预保温物放置于所述腔体中，所述保温壁包括外壁、内壁和保温层，所述保温层放置于所述外壁和内壁之间，所述保温层包括发泡体和真空绝热板相互连接组成的真空绝热板层，所述真空绝热板层覆盖所述外壁的内表面，所述发泡体填充于外壁和内壁之间的剩余空间，所述外壁和内壁的材质为碳纤维/环氧树脂复合物。

所述真空绝热板的芯材为二氧化硅气凝胶。

所述保温层的厚度为18-30mm，如20mm或25mm；所述外壁和内壁的厚度独立地为2mm；所述外壁的外表面还覆盖有涂层。

所述发泡体的材质为聚氨酯。

所述冰箱保温箱体的中空腔体的制备工艺同实施例1中保温箱体的保温壁结构的制备工艺。

所述保温箱体的制备方法包括如下步骤：

(1)根据制备的冰箱箱体结构，设计合适形状及尺寸的真空绝热板，对于走线孔及注料孔处，可定制斜角板让开孔位(如图4所示)；并在真空绝热板上背胶，真空绝热板厚8-12mm，安装公差单边预留2mm，导热系数要求≤2mw/(m.k)；

(2)根据冰箱内腔及箱体造型设计并制作发泡夹具(如图5所示)，防止发泡变形；

(3)将一面背胶的真空绝热板(VIP板)粘贴在冰箱箱体外壁的内侧，首尾相接，依次粘贴，覆盖外壁内侧所有面积；

(4)VIP板安装完毕后，静置半小时以上，检查板是否存在破损，漏气现象；一旦破损，更换新板；

(5)VIP板安装完毕并确定无破坏后，将安装完VIP板的冰箱箱体倒扣在夹具底板上，安装箱体四周夹具，并将夹具四周用螺栓固定；

(6)夹具固定好之后注料发泡：将注射枪头插入注料孔，以10-15MPa压力打出，注料发泡，注料量按照10wt.％～15wt.％过充量填充；

采用双组份聚氨酯发泡，发泡厚度预留10mm-18mm；

所述聚氨酯发泡体由如下原料制备得到：

黑料成分为异氰酸酯，采用烟台万华PM200MDI，-NCO含量为30.2-32wt.％，25℃时粘度为150-250mPa.s；黑料定为A组分；

将聚醚多元醇、发泡剂、催化剂及稳定剂按比例混合，搅拌1.0-1.5h得到白料，定为B组分；其中，发泡剂为HCFC-141b，占白料组分的10-30wt.％；

A组分与B组分的质量比为1:0.7；

(7)注料完毕后，静置箱体熟化10-25min脱模；

(8)脱模后的冰箱保温箱体送入中转仓静置12h以上，状态调整后出库。

对制得的冰箱保温箱体进行保温隔热性能测试—箱体内温度随时间变化曲线，测试结果如图6所示。其中，所述保温隔热性能测试通过冰块融化时间来评价。由于所述冰箱保温箱体的保温时间持续时间特别长，在保温测试3250min时强制性终止试验，保温持续时间为48h15min。

图7是传统纯聚氨酯发泡冰箱保温箱体的保温隔热性能测试—箱体内温度随时间变化曲线图，所述保温隔热性能通过冰块融化时间来评价。从图中可以看出，传统纯聚氨酯发泡冰箱的保温持续时间仅为33h。

对比图6和图7可以看出，本发明提供的冰箱保温箱体具有优异的保温隔热性能，其用于制备冰箱，能够大大节省保温结构的占用空间。

对所述碳纤维/环氧树脂混合物进行食品接触材料及制品迁移试验，所述检测依据GB31604.1-2005进行，检测数据如表1所示。

表1

可见，所述碳纤维/环氧树脂复合物符合食品安全国家标准，可应用于食品保温领域。

对碳纤维/环氧树脂复合物的导热系数采用HotDisk热常数分析仪进行测试，测试后取五点平均值为0.1583w/m·k，接近传统冰箱的ABS导热系数0.2256w/m·k。可见，碳纤维/环氧树脂复合物的引入不会对冰箱整体隔热造成不良影响。

实施例3

除聚氨酯发泡体的制备原料中黑料与白料的质量比为1:0.9外，其余与实施例1相同。

制得的保温结构的保温隔热性能测试曲线与图6相似。

实施例4

除聚氨酯发泡体的制备原料中黑料与白料的质量比为1:1.1外，其余与实施例1相同。

制得的保温结构的保温隔热性能测试曲线与图6相似。

实施例5

一种保温球体，所述保温球体包括球形保温壁和密封中空腔体，密封中空腔体由所述保温壁围绕形成，所述预保温物放置于所述腔体中，所述保温壁包括外壁、内壁和保温层，所述保温层放置于所述外壁和内壁之间，所述保温层包括发泡体和由20块真空绝热板相互连接组成的真空绝热板层，所述真空绝热板层覆盖所述内壁的内表面，所述发泡体填充于外壁和内壁之间的剩余空间，所述外壁和内壁的材质为石英纤维/环氧树脂复合物。

所述真空绝热板的芯材为玻纤短切丝。

所述保温层的厚度为25mm，所述真空绝热板的厚度为15mm；所述外壁和内壁的厚度独立地为1mm；所述外壁的外表面还覆盖有涂层。

所述发泡体的材质为聚氨酯。

所述保温球体的制备方法包括如下步骤(如图8所示)：

(1)制备球形保温壁，所述保温壁的外壁可拆卸，所述外壁上设置有孔，外壁的厚度为1mm；

(2)在外壁外表面喷涂清漆，清漆色号为PANTONE4715U；

(3)将外壁拆开，将真空绝热板相互连接地贴覆于内壁的内表面，之后，固定好外壁的拆卸面，在10-15MPa的压力下通过所述外壁上的孔向保温壁中注射发泡聚氨酯，直至填充完全；将孔密封；室温静置24h，得到所述保温球体。

其中，步骤(1)所述球形保温壁采用真空袋压工艺制备得到，所述真空袋压工艺包括如下步骤：

a)用1000目水砂纸打磨模具表面，直至表面没有大片杂质附着；之后用绒布蘸取丙酮擦拭模具表面三次，保证无漏涂，无明显杂质存留；

b)用绒布在模具表面涂覆脱模剂三遍，每遍间隔不小于15min，保证涂覆均匀，无漏涂；

c)按照产品铺层设计裁切碳纤布，注意0°、45°和90°铺层的裁切方向。尤其需注意外观布纹理拼接位置的裁切质量；

d)外观布采用平纹碳纤布，内部铺层为单向碳纤布；

e)依照模具构造及尺寸准备缠绕管、塑料管、脱模布、吸胶毡及真空袋膜等辅料；

f)按照设计铺层，将外观布紧贴模具铺覆，保证外观布平整、纹理无变形，接缝处纹理拼合自然，无错位。之后按照0°、45°、90°、-45°和0°的顺序进行内部铺层，直至达到设计厚度；

g)紧贴碳布铺层包覆一层脱模布，注意脱模布不得有架桥存在，并且铺覆平整，无脱线，必要处用密封胶固定；

h)在脱模布上铺覆吸胶毡，用小粒的密封胶固定；

i)在模具四周环绕铺设缠绕管，接头处用三通连接，作为排气口；

j)在体系表面包覆真空袋膜，在排气管处开口，安装塑料管，开口处用密封胶封堵，保证无漏气；

k)包覆完成，连接真空泵，开启真空泵，检查体系气密性，如有漏气，进行封堵，直至在卡断排气口后能保证20min内真空度不发生变化(铺层示意图如图9中所示)；

l)气密性检查合格后，将体系移入固化炉，80℃下加热固化2h，开动真空泵对体系持续抽真空，直至固化完成；

m)将完成固化的产品进行脱模，并除去相关辅料和多余边角，检查产品缺陷；

n)按照图纸在产品中粘接相应配件，如螺套等；

o)对产品进行打磨，将粘接残胶、制品边缘等部位仔细打磨，不得保留任何尖角、鼓包，同时检查制品其他缺陷，如有包括表面不平、凸起毛刺等缺陷，可打磨平整。

制得的保温球体的保温隔热性能测试曲线与图6相似。

实施例6

一种保温箱体，所述保温箱体除真空绝热板的芯材为二氧化硅气凝胶与纤维的复合物，保温层的厚度为30mm，真空绝热板的厚度为5mm；外壁与内壁的厚度均为3mm；外壁和内壁的材质为碳纤维/环氧树脂复合物与石英纤维/环氧树脂复合物的组合；发泡体的材质为聚苯乙烯外，其余与实施例1相同。

制得的保温结构的保温隔热性能测试曲线与图6相似。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种保温结构，包括保温壁和密封中空腔体，所述密封中空腔体由所述保温壁围绕形成，所述预保温物放置于所述腔体中，所述保温壁包括外壁、内壁和保温层，所述保温层放置于所述外壁和内壁之间，其特征在于，所述保温层包括发泡体和由至少一块真空绝热板组成的真空绝热板层，所述真空绝热板层覆盖所述外壁的内表面和/或内壁的外表面，所述发泡体填充于外壁和内壁之间的剩余空间，所述外壁和内壁的材质为碳纤维/环氧树脂复合物、石英纤维/环氧树脂复合物或玻璃纤维/环氧树脂复合物中的任意一种或至少两种的组合。

2.根据权利要求1所述的保温结构，其特征在于，所述保温层的厚度为18-30mm；

优选地，所述内壁和外壁的厚度独立地为0.7-3mm。

3.根据权利要求1或2所述的保温结构，其特征在于，所述外壁和/或内壁可拆卸，所述外壁和/或内壁上设置孔，所述孔通过密封塞密封；

优选地，所述外壁的外表面还覆盖有涂层。

4.根据权利要求1-3之一所述的保温结构，其特征在于，所述真空绝热板的芯材为玻纤短切丝、二氧化硅气凝胶或二氧化硅气凝胶与纤维的复合物中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述真空绝热板为斜角板；

优选地，所述真空绝热板层贴覆于外壁的内表面和/或内壁的外表面。

5.根据权利要求1-4之一所述的保温结构，其特征在于，所述发泡体的材质为聚氨酯、聚氯乙烯或聚苯乙烯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，制备所述聚氨酯发泡体的黑料和白料的质量比为1:(0.7-1.5)。

6.根据权利要求1-5之一所述的保温结构，其特征在于，所述保温结构为冰箱的保温箱体。

7.根据权利要求1-6之一所述保温结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)制备中空保温壁，所述保温壁的内壁和/或外壁可拆卸，所述内壁和/或外壁上设置有孔；

(2)拆开可拆卸的内壁或外壁，将内壁的外表面和/或外壁的内表面覆盖至少一层真空绝热板层，所述真空绝热板层包括至少一块真空绝热板，之后，将拆开的内壁或外壁密封安装到原位置，通过所述孔向腔体中灌注发泡料，灌注完毕后，用密封塞密封所述孔，所述发泡料反应发泡充满整个腔体，将真空绝热板层整体包覆，并与所述外壁和内壁连为一体，得到所述保温结构。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述外壁和内壁的材质为碳纤维/环氧树脂复合物、石英纤维/环氧树脂复合物或玻璃纤维/环氧树脂复合物中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述外壁和内壁的厚度独立地为0.7-3mm；

优选地，步骤(1)所述中空保温壁采用真空导入工艺或真空袋压工艺制备得到；

优选地，步骤(1)之后和步骤(2)之前还进行步骤(1’)：对外壁的外表面喷涂涂层。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述真空绝热板的芯材为玻纤短切丝、二氧化硅气凝胶或二氧化硅气凝胶与纤维的复合物中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(2)所述发泡材料为聚氨酯、聚氯乙烯或聚苯乙烯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，制备所述聚氨酯的黑料和白料的质量比为1:(0.7-1.5)；

优选地，步骤(2)所述保温层的厚度为18-30mm；

优选地，步骤(2)所述灌注的压力为10-15MPa。

10.一种包含权利要求1-6之一所述保温结构的冰箱。