CN110513569A - 一种纳米真空绝热板及其制作方法 - Google Patents

一种纳米真空绝热板及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米真空绝热板及其制作方法，所述纳米真空绝热板包括高阻隔薄膜以及被高阻隔薄膜包裹在内部的芯材，还包括保护层，所述保护层覆盖于所述高阻隔薄膜外表面；所述高阻隔薄膜由外而内依次由尼龙薄膜、镀铝PET膜、PE膜层叠复合而成；所述芯材包括复数个层叠设置的超细玻璃纤维层，相邻的超细玻璃纤维层之间设置有有填充层；所述填充层由以下原料制成：二氧化硅颗粒、气凝胶、纳米木质纤维、纳米玻璃微珠颗粒、改性木材锯末粉、短切玻璃纤维。本发明中的一种纳米真空绝热板，强度高且具有优异的隔热保温性能、隔音性能及防火性能，芯材原料环保，在工程应用中具有真空度维持时间长、使用寿命长的优点。

Description

一种纳米真空绝热板及其制作方法
技术领域
本发明涉及保温隔热技术领域，具体涉及一种纳米真空绝热板及其制作方法。
背景技术
真空绝热板是真空保温材料中的一种，是由填充芯材与真空保护表层复合而成，它有效地避免空气对流引起的热传递，因此导热系数可大幅度降低，并且不含有任何ODS材料，具有环保和高效节能的特性，是目前最先进的高效保温材料。真空绝热板是一种超绝热的保温材料，其绝热性能主要取决于芯材，芯材一般为多孔隙材料，主要有气相二氧化硅、微孔聚氨酯和玻璃纤维等。气相二氧化硅作为芯材，虽然隔热效果较好，但是生产成本较高；玻璃纤维作为芯材原料，容易让人产生刺痒不适感，生产环境要求较高且为不可再生原料；聚氨酯作为芯材原料防火性能较差。传统的绝热板在实际的使用过程中，强度不高，使用寿命较短，隔热保温的效果也不理想。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足，提供了一种纳米真空绝热板，强度高且具有优异的隔热保温性能、隔音性能及防火性能，芯材原料环保，在工程应用中具有真空度维持时间长、使用寿命长的优点；此外，本发明还提供了一种纳米真空绝热板的制作方法。
为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种纳米真空绝热板，包括高阻隔薄膜以及被高阻隔薄膜包裹在内部的芯材，还包括保护层，所述保护层覆盖于所述高阻隔薄膜外表面；
所述高阻隔薄膜由外而内依次由尼龙薄膜、镀铝PET膜、PE膜层叠复合而成；
所述芯材包括复数个层叠设置的超细玻璃纤维层，相邻的超细玻璃纤维层之间设置有填充层；所述填充层由以下重量份数的原料制成：二氧化硅颗粒5～23份、气凝胶2～14份、纳米木质纤维3～28份、纳米玻璃微珠颗粒1～10份、改性木材锯末粉3～34份、短切玻璃纤维5～18份。
进一步的，所述保护层为气凝胶毡，所述气凝胶毡覆盖于所述高阻隔薄膜外表面，所述气凝胶毡的厚度为0.5～5mm。
气凝胶毡具有优异的隔热性能、疏水性、耐高温性能、防火性能、隔音性能，用气凝胶毡做保护层，可以有效减少水分及高温热源与高阻隔薄膜的接触，增加纳米真空绝热板的使用寿命。
进一步的，所述填充层占所述芯材的重量百分比为12％～65％。
进一步的，所述气凝胶是硅气凝胶，碳气凝胶、铝气凝胶、镍气凝胶、聚氨酯气凝胶中的一种或者多种。
进一步的，所述二氧化硅颗粒为纳米级二氧化硅颗粒；所述短切丝玻璃纤维的丝径为1～5μm、长度为2～8mm。
进一步的，所述芯材内部均匀分布有若干孔洞，所述孔洞内放置有吸气剂。
进一步的，所述吸气剂为多孔烧结型吸气剂和非金属吸气剂中的任意一种。
本发明第二方面提供了上述一种纳米真空绝热板的制作方法，包括以下步骤：
S1、将PET基膜放置在镀铝室内进行真空镀铝，在PET基膜的表面形成镀铝层；在所述PET基膜的镀铝面黏接PE膜，在所述PET基膜的非镀铝面依次黏接尼龙薄膜、保护层，即得覆有保护层的高阻隔薄膜；
S2、向超细玻璃纤维层的一主侧表面均匀撒入填充层，通过抖动或在超细玻璃纤维层的另一对应侧施加真空负压，将填充层均匀的渗透到超细玻璃纤维层的纤维空隙中；将复数个填充后的超细玻璃纤维层放入热压设备中热压成型，即得芯材；
S3、将步骤S2所得芯材放入覆有保护层的高阻隔薄膜内，抽真空，并将高阻隔薄膜封口，即得纳米真空绝热板；
S4、通过放气将纳米真空绝热板从真空室中拿出。
进一步的，所述步骤S2中所述热压设备的热压温度为200～550℃、压力为5～15mpa、时间为5～20min。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明中的一种纳米真空绝热板，强度高且具有优异的隔热保温性能、隔音性能及防火性能，芯材原料环保，在工程应用中具有真空度维持时间长、使用寿命长的优点。
2、本发明中的一种纳米真空绝热板用气凝胶毡做保护层，可以有效减少水分及高温热源与高阻隔薄膜的接触，增加纳米真空绝热板的使用寿命，且进一步降低了导热系数，使产品具有高效隔热、高效节能的特点，大大节约了能源。
3、本发明中的一种纳米真空绝热板原材料成本低，制备方法简单，便于实现工业化应用。
4、本发明中的一种纳米真空绝热板利用木材加工过程中产生的大量锯木粉末作为原料，不仅实现了木材加工剩余物的高值化利用，而且减少了玻璃纤维的用量，从而降低了纳米真空绝热板的制作成本，符合环保要求。
附图说明
图1为本发明实施例1中一种纳米真空绝热板的剖面图。
图2为本发明实施例1中一种纳米真空绝热板中芯材的剖面图。
图3为本发明实施例1中一种纳米真空绝热板中高阻隔薄膜的剖面图。
图4为本发明实施例1中一种纳米真空绝热板制作方法的流程图。
图5为实施例5中熔铝炉隔热系统的结构示意图。
图6为实施例6中铝水转运包的隔热结构示意图。
图7为实施例7中钢水包的隔热系统结构示意图。
各标记与部件名称对应关系如下：
1、高阻隔薄膜；2、芯材；21、超细玻璃纤维层；22、填充层；3、保护层；31、尼龙薄膜；32、镀铝PET膜；33、PE膜；4、纳米真空绝热板A；5、纳米真空绝热板B；6、纳米真空绝热板C；7、气凝胶隔热毡；8、纳米微孔隔热板；9、熔铝炉；10、铝水转运包；11、钢水包。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1所示，一种纳米真空绝热板，包括高阻隔薄膜1以及被高阻隔薄膜1包裹在内部的芯材2，还包括保护层3，保护层3覆盖于高阻隔薄膜1外表面。
如图3所示，高阻隔薄膜3由外而内依次由尼龙薄膜31、镀铝PET膜32、PE膜33层叠复合而成。
如图2所示，芯材2包括4个层叠设置的超细玻璃纤维层21，相邻的超细玻璃纤维层21之间设置有填充层22；填充层22由以下重量配比的原料制成：二氧化硅颗粒5g、气凝胶14g、纳米木质纤维20g、纳米玻璃微珠颗粒5g、改性木材锯末粉30g、短切玻璃纤维10g。
如图1所示，保护层3为气凝胶毡，气凝胶毡覆盖于高阻隔薄膜1外表面，气凝胶毡的厚度为1mm。
其中，填充层22占芯材2的重量百分比为62％。
其中，气凝胶是二氧化硅气凝胶。
其中，二氧化硅颗粒为纳米级二氧化硅颗粒；短切丝玻璃纤维的丝径为3μm、长度为6mm。
进一步的，芯材2内部均匀分布有若干孔洞，孔洞内放置有吸气剂；其中，吸气剂为多孔烧结型吸气剂和非金属吸气剂中的任意一种。
结合图4所示，说明本实施例中的一种纳米真空绝热板的制作方法，包括以下步骤：
S1、PET基膜的镀铝面黏接PE膜33，在所述PET基膜的非镀铝面依次黏接尼龙薄膜31、保护层3，即得覆有保护层的高阻隔薄膜3；
S2、向超细玻璃纤维层21的一主侧表面均匀撒入填充层22，通过抖动或在超细玻璃纤维层21的另一对应侧施加真空负压，将填充层均匀的渗透到超细玻璃纤维层21的纤维空隙中；将复数个填充后的超细玻璃纤维层21放入热压设备中热压成型，即得芯材；其中，热压温度为550℃、压力为5mpa、时间为6min。
S3、将步骤S2所得芯材放入覆有保护层的高阻隔薄膜3内，抽真空，并将高阻隔薄膜3封口，即得纳米真空绝热板；
S4、通过放气将纳米真空绝热板从真空室中拿出。
实施例2
一种纳米真空绝热板，包括高阻隔薄膜以及被高阻隔薄膜包裹在内部的芯材，还包括保护层，保护层覆盖于高阻隔薄膜外表面。
高阻隔薄膜由外而内依次由尼龙薄膜、镀铝PET膜、PE膜层叠复合而成。
芯材包括4个层叠设置的超细玻璃纤维层，相邻的超细玻璃纤维层之间设置有有填充层；填充层由以下重量配比的原料制成：二氧化硅颗粒20g、气凝胶2g、纳米木质纤维16g、纳米玻璃微珠颗粒8g、改性木材锯末粉30g、短切玻璃纤维15g。
保护层为气凝胶毡，气凝胶毡覆盖于高阻隔薄膜外表面，气凝胶毡的厚度为2mm。
其中，填充层占芯材的重量百分比为62％。
其中，气凝胶是二氧化硅气凝胶。
其中，二氧化硅颗粒为纳米级二氧化硅颗粒；短切丝玻璃纤维的丝径为3μm、长度为6mm。
进一步的，芯材内部均匀分布有若干孔洞，孔洞内放置有吸气剂；其中，吸气剂为多孔烧结型吸气剂和非金属吸气剂中的任意一种。
结合图4所示，说明本实施例中的一种纳米真空绝热板的制作方法，包括以下步骤：
S1、基膜的镀铝面黏接PE膜，在所述PET基膜的非镀铝面依次黏接尼龙薄膜、保护层，即得覆有保护层的高阻隔薄膜；
S2、向超细玻璃纤维层的一主侧表面均匀撒入填充层，通过抖动或在超细玻璃纤维层的另一对应侧施加真空负压，将填充层均匀的渗透到超细玻璃纤维层的纤维空隙中；将复数个填充后的超细玻璃纤维层放入热压设备中热压成型，即得芯材；其中，热压温度为500℃、压力为6mpa、时间为7min。
S3、将步骤S2所得芯材放入覆有保护层的高阻隔薄膜内，抽真空，并将高阻隔薄膜封口，即得纳米真空绝热板；
S4、通过放气将纳米真空绝热板从真空室中拿出。
实施例3
一种纳米真空绝热板，包括高阻隔薄膜以及被高阻隔薄膜包裹在内部的芯材，还包括保护层，保护层覆盖于高阻隔薄膜外表面。
高阻隔薄膜由外而内依次由尼龙薄膜、镀铝PET膜、PE膜层叠复合而成。
芯材包括4个层叠设置的超细玻璃纤维层，相邻的超细玻璃纤维层之间设置有有填充层；填充层由以下重量配比的原料制成：二氧化硅颗粒23g、气凝胶10g、纳米木质纤维18g、纳米玻璃微珠颗粒4g、改性木材锯末粉30g、短切玻璃纤维10g。
保护层为气凝胶毡，气凝胶毡覆盖于高阻隔薄膜外表面，气凝胶毡的厚度为1mm。
其中，填充层占芯材的重量百分比为58％。
其中，气凝胶是二氧化硅气凝胶。
其中，二氧化硅颗粒为纳米级二氧化硅颗粒；短切丝玻璃纤维的丝径为4μm、长度为6mm。
进一步的，芯材内部均匀分布有若干孔洞，孔洞内放置有吸气剂；其中，吸气剂为多孔烧结型吸气剂和非金属吸气剂中的任意一种。
结合图4所示，说明本实施例中的一种纳米真空绝热板的制作方法，包括以下步骤：
S1、基膜的镀铝面黏接PE膜，在所述PET基膜的非镀铝面依次黏接尼龙薄膜、保护层，即得覆有保护层的高阻隔薄膜；
S2、向超细玻璃纤维层的一主侧表面均匀撒入填充层，通过抖动或在超细玻璃纤维层的另一对应侧施加真空负压，将填充层均匀的渗透到超细玻璃纤维层的纤维空隙中；将复数个填充后的超细玻璃纤维层放入热压设备中热压成型，即得芯材；其中，热压温度为550℃、压力为5mpa、时间为5min。
S3、将步骤S2所得芯材放入覆有保护层的高阻隔薄膜内，抽真空，并将高阻隔薄膜封口，即得纳米真空绝热板；
S4、通过放气将纳米真空绝热板从真空室中拿出。
实施例4
一种纳米真空绝热板，包括高阻隔薄膜以及被高阻隔薄膜包裹在内部的芯材，还包括保护层，保护层覆盖于高阻隔薄膜外表面。
高阻隔薄膜由外而内依次由尼龙薄膜、镀铝PET膜、PE膜层叠复合而成。
芯材包括4个层叠设置的超细玻璃纤维层，相邻的超细玻璃纤维层之间设置有有填充层；填充层由以下重量配比的原料制成：二氧化硅颗粒15g、气凝胶13g、纳米木质纤维22g、纳米玻璃微珠颗粒7g、改性木材锯末粉29g、短切玻璃纤维6g。
保护层为气凝胶毡，气凝胶毡覆盖于高阻隔薄膜外表面，气凝胶毡的厚度为1mm。
其中，填充层占芯材的重量百分比为59％。
其中，气凝胶是二氧化硅气凝胶。
其中，二氧化硅颗粒为纳米级二氧化硅颗粒；短切丝玻璃纤维的丝径为3μm、长度为6mm。
进一步的，芯材内部均匀分布有若干孔洞，孔洞内放置有吸气剂；其中，吸气剂为多孔烧结型吸气剂和非金属吸气剂中的任意一种。
结合图4所示，说明本实施例中的一种纳米真空绝热板的制作方法，包括以下步骤：
S1、基膜的镀铝面黏接PE膜，在所述PET基膜的非镀铝面依次黏接尼龙薄膜、保护层，即得覆有保护层的高阻隔薄膜；
S2、向超细玻璃纤维层的一主侧表面均匀撒入填充层，通过抖动或在超细玻璃纤维层的另一对应侧施加真空负压，将填充层均匀的渗透到超细玻璃纤维层的纤维空隙中；将复数个填充后的超细玻璃纤维层放入热压设备中热压成型，即得芯材；其中，热压温度为550℃、压力为5mpa、时间为5min。
S3、将步骤S2所得芯材放入覆有保护层的高阻隔薄膜内，抽真空，并将高阻隔薄膜封口，即得纳米真空绝热板；
S4、通过放气将纳米真空绝热板从真空室中拿出。
实施例5
如图5所示，熔铝炉9炉体外侧壁设置有设置通过本发明制作的纳米真空绝热板A4，炉体上端设置有纳米微孔隔热板8，传统熔铝炉炉体外侧壁和上端设置的保温板材料为石棉和铁板，改进后的熔铝炉9隔热效果有了很大的提高。
实施例6
如图6所示，铝水转运包10外部设置有通过本发明制作的纳米真空绝热板B5，底部设置有气凝胶隔热毡7，使铝水转运包10具有高效隔热保温的特点。
实施例7
如图7所示，钢水包11两侧包覆有通过本发明制作的纳米真空绝热板C6，隔热效果良好。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种纳米真空绝热板，包括高阻隔薄膜以及被高阻隔薄膜包裹在内部的芯材，其特征在于，还包括保护层，所述保护层覆盖于所述高阻隔薄膜外表面；
所述高阻隔薄膜由外而内依次由尼龙薄膜、镀铝PET膜、PE膜层叠复合而成；
所述芯材包括复数个层叠设置的超细玻璃纤维层，相邻的超细玻璃纤维层之间设置有填充层；所述填充层由以下重量份数的原料制成：二氧化硅颗粒5～23份、气凝胶2～14份、纳米木质纤维3～28份、纳米玻璃微珠颗粒1～10份、改性木材锯末粉3～34份、短切玻璃纤维5～18份。
2.如权利要求1所述的一种纳米真空绝热板，其特征在于，所述保护层为气凝胶毡，所述气凝胶毡覆盖于所述高阻隔薄膜外表面，所述气凝胶毡的厚度为0.5～5mm。
3.如权利要求1所述的一种纳米真空绝热板，其特征在于，所述填充层占所述芯材的重量百分比为12％～65％。
4.如权利要求1所述的一种纳米真空绝热板，其特征在于，所述气凝胶是硅气凝胶，碳气凝胶、铝气凝胶、镍气凝胶、聚氨酯气凝胶中的一种或者多种。
5.如权利要求1所述的一种纳米真空绝热板，其特征在于，所述二氧化硅颗粒为纳米级二氧化硅颗粒；所述短切丝玻璃纤维的丝径为1～5μm、长度为2～8mm。
6.如权利要求1所述的一种纳米真空绝热板，其特征在于，所述芯材内部均匀分布有若干孔洞，所述孔洞内放置有吸气剂。
7.如权利要求6所述的一种纳米真空绝热板，其特征在于，所述吸气剂为多孔烧结型吸气剂和非金属吸气剂中的任意一种。
8.一种纳米真空绝热板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将PET基膜放置在镀铝室内进行真空镀铝，在PET基膜的表面形成镀铝层；在所述PET基膜的镀铝面黏接PE膜，在所述PET基膜的非镀铝面依次黏接尼龙薄膜、保护层，即得覆有保护层的高阻隔薄膜；
S2、向超细玻璃纤维层的一主侧表面均匀撒入填充层，通过抖动或在超细玻璃纤维层的另一对应侧施加真空负压，将填充层均匀的渗透到超细玻璃纤维层的纤维空隙中；将复数个填充后的超细玻璃纤维层放入热压设备中热压成型，即得芯材；
S3、将步骤S2所得芯材放入覆有保护层的高阻隔薄膜内，抽真空，并将高阻隔薄膜封口，即得纳米真空绝热板；
S4、通过放气将纳米真空绝热板从真空室中拿出。
9.如权利要求8所述的一种纳米真空绝热板的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中所述热压设备的热压温度为200～550℃、压力为5～15Mpa、时间为5～20min。
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