CN110757903A - 一种航空用纳米阻燃隔音绝热板及膜材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种航空用纳米阻燃隔音绝热板及膜材，膜材包括铝复合膜，且为五层膜材通过粘结剂复合形成，选用了镜面铝箔进行多层复合而成，其中镜面铝箔为热反射材料，具有很多的反射系数，能将热量反射出去；另外，获得的绝热板在靠近多孔材料层这一面，将膜材的复合膜设置为聚乙烯气泡膜层，极大地减缓了外界外力对膜材内部多孔材料层的冲撞力，增大了对内部多孔材料层的保护，同时还掺杂了一定质量的阻燃颗粒，能够极好具有阻燃性能。

Description

一种航空用纳米阻燃隔音绝热板及膜材
技术领域
本发明属于保温材料领域，特别涉及一种航空用纳米阻燃隔音绝热板及膜材。
背景技术
绝热材料是指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体，一般导热系数小于0.28W/(m.k)，被广泛地应用于航空航天、能源动力、电气电子、建筑材料、管道运输、食品冷藏等众多领域。随着国民经济的发展和人民生活水平的逐步提高，人们对居住和工作场所的要求不断提高，催生出对多功能、高效的新型建材及制品的需求，另外，低碳经济、绿色环保日益成为社会发展的主旋律，节能已成为重点关注的问题之一。
目前保温绝热材料正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水外护一体化方向发展，在发展新型保温绝热材料及符合结构保温节能技术同时，更强调有针对性使用保温绝热材料，按标准规范设计及施工，努力提高保温效率及降低成本。
保温绝热材料在工业领域占有的应用空间已经逐渐地增加，在热电行业中有巨大的市场需要，同时在航空领域中对保温材料及封装材料也在逐渐的被关注，由于机舱内需要隔音降噪、绝热保温，隔音能够有助于飞机降低噪音，调高飞机内部乘客的舒适性；同时优良的绝热保温性能能使飞机降低能耗和油耗，提高飞机的经济性和国际市场竞争性，针对这些需求，在航空领域中对保温材料及封装材料存在着机遇与挑战。
但是，相对国内这一领域中保温材料的技术水平较为落后，依赖国外进口程度较大，如何在满足航空领域中保温材料的需求下，提高材料的绝热性能一直是航空领域的重点解决问题。
发明内容
为了解决上述航空领域中对保温材料及封装材料隔音及绝热保温性能的改善问题，本发明旨在开拓航空航天领域中材料的应用市场，进而增加新的市场增长点，提高经济效益，提升绝热保温材料的市场竞争力，并具体提供了一种航空用纳米阻燃隔音绝热板的膜材，包括铝复合膜，铝复合膜为五层膜材通过粘结剂复合形成，由上到下结构依次为：PE膜、聚氨酯膜、EVOH膜、镜面铝箔、聚乙烯气泡膜层；其中两层铝复合膜的类型及顺序结构相同，五层膜材至少一层膜材的厚度不同。
作为改进，所述PE膜厚度为1-100mm、聚氨酯膜厚度为50-250μm、EVOH膜厚度为10-50mm、镜面铝箔厚度为15-100mm、聚乙烯气泡膜层1-100mm。
作为改进，聚乙烯气泡膜层内掺杂有占整层聚乙烯气泡膜层质量分数0.1-1.5％的纳米阻燃颗粒，纳米阻燃颗粒直径为20-80nm，纳米阻燃颗粒为纳米氧化铝颗粒。
作为改进，聚乙烯气泡膜层中气泡为间隔设置，气泡的直径为8-14mm，相邻气泡之间距离为0.1-4.5mm。
同时，提供了一种采用上述任一膜材的航空用纳米阻燃隔音绝热板，包括两层铝复合膜，中间的多孔材料层，其中多孔材料层的导热系数小于0.17W/(m.k)，表层有占整个多孔材料层质量分数0.01-0.65％的塑性变形，
作为改进，所述多孔材料层为玻璃纤维、火焰棉纤维、二氧化硅纤维中任一种，任两种的组合。
作为改进，聚乙烯气泡膜层是将聚乙烯中掺杂有纳米阻燃颗粒后翻入注塑机中，混合熔融，采用三段式加热处理，第一段加热温度为135-145℃，时间为1-15min，第二段加热温度为175-185℃，时间为5-15min，第三阶段加热温度为230-300℃，加热时间为1-10min，注塑成型后，通过真空辊吸塑成气泡膜层。
作为改进，所述真空辊的温度设置为80-145℃，真空度在0.045-0.125MPa。
有益效果：本发明提供的航空用纳米阻燃隔音绝热板及膜材，膜材选用了镜面铝箔进行多层复合而成，其中镜面铝箔为热反射材料，具有很多的反射系数，能将热量反射出去；另外，获得的绝热板在靠近多孔材料层这一面，将膜材的复合膜设置为聚乙烯气泡膜层，极大地减缓了外界外力对膜材内部多孔材料层的冲撞力，增大了对内部多孔材料层的保护，同时还掺杂了一定质量的阻燃颗粒，能够极好具有阻燃性能。
具体实施方式
下面对本发明结合实施例作出进一步说明。
一种航空用纳米阻燃隔音绝热板的膜材，包括铝复合膜，复合膜为五层膜材通过粘结剂复合形成，由上到下结构依次为：PE膜、聚氨酯膜、EVOH膜、镜面铝箔、聚乙烯气泡膜层；其中两层铝复合膜的类型及顺序结构相同，五层膜材至少一层膜材的厚度不同。
根据实际情况不同，进行选择时，两层复合膜可以选择一样厚度一样结构，也可以设置相同结构不同。其中PE膜厚度为10-250μm、EVOH膜厚度为10-50mm、镜面铝箔厚度为15-100mm、聚乙烯气泡膜层1-100mm。聚乙烯气泡膜层内掺杂有占整层聚乙烯气泡膜层质量分数0.1-1.5％的纳米阻燃颗粒，纳米阻燃颗粒直径为20-80nm，纳米阻燃颗粒为纳米氧化铝颗粒，也可以设置为五氧化二锑的纳米阻燃颗粒。
聚乙烯气泡膜层中气泡为间隔设置，气泡的直径为8-14mm，相邻气泡之间距离为0.1-4.5mm。采用上述膜材的航空用纳米阻燃隔音绝热板，包括两层铝复合膜，中间的多孔材料层，其中多孔材料层的导热系数小于0.17W/(m.k)，这样才能满足对航空宇航环境中高保温的要求，另外，表层有占整个多孔材料层质量分数0.01-0.65％的塑性变形。多孔材料层为玻璃纤维、火焰棉纤维、二氧化硅纤维中任一种，任两种的组合。其中发生一部分塑性变形的多孔材料层，能够有利于后续包覆在膜材中，可操性强，同时发生塑性变形的纤维，发生粉化有利于减少纤维的静电作用。
聚乙烯气泡膜层是将聚乙烯中掺杂有纳米阻燃颗粒后翻入注塑机中，混合熔融，采用三段式加热处理，第一段加热温度为135-145℃，时间为1-15min，第二段加热温度为175-185℃，时间为5-15min，第三阶段加热温度为230-300℃，加热时间为1-10min，注塑成型后，通过真空辊吸塑成气泡膜层。所述真空辊的温度设置为80-145℃，真空度在0.045-0.125MPa。
实施例1
设置塑性变形质量分数不同情况下且选择不同类型的多孔材料层作为内部芯材制，制备多组绝热板后，测量绝热板的导热系数获得表1中实验数据：
表1不同类型的多孔材料层制备绝热板的性能参数
分组 芯材类型 塑性变形(％) 导热系数(W/(m.k))
1 玻璃纤维 0.1 0.15
2 玻璃纤维+2wt％火焰棉 0.15 0.24
3 玻璃纤维+25wt％火焰棉 0.25 0.28
4 二氧化硅纤维 0.1 0.12
5 二氧化硅纤维+15wt％火焰棉 0.15 0.20
6 二氧化硅纤维+25wt％火焰棉 0.25 0.25
从表1中可以看出：内部芯材金庸玻璃纤维或者二氧化硅纤维是，导热系数要低一些，当掺杂一部分火焰棉时，导热系数将会增加，但是涨幅后整个导热系数基本控制0.18-0.3
W/(m.k)范围内，当添加的火焰棉增多的情况下，适当的调整塑性变形比例，可以减少导热系数的涨幅。
另外，对聚乙烯气泡膜层中气泡为间隔设置，气泡的直径对制备后的绝热板也有一定的影响，气泡直径过小时，热导率高，但是对外整个气泡层的力学性能高，直径过高时，热导率下降很快，但是力学性能差一些，因此，综合力学性能和热导率时，选择气泡直径为8-14mm。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种航空用纳米阻燃隔音绝热板的膜材，其特征在于：包括铝复合膜，铝复合膜为五层膜材通过粘结剂复合形成，由上到下结构依次为：PE膜、聚氨酯膜、EVOH膜、镜面铝箔、聚乙烯气泡膜层；其中两层铝复合膜的类型及顺序结构相同，五层膜材至少一层膜材的厚度不同。
2.根据权利要求1所述的航空用纳米阻燃隔音绝热板的膜材，其特征在于：所述PE膜厚度为1-100mm、聚氨酯膜厚度为50-250μm、EVOH膜厚度为10-50mm、镜面铝箔厚度为15-100mm、聚乙烯气泡膜层1-100mm。
3.根据权利要求1所述的航空用纳米阻燃隔音绝热板的膜材，其特征在于：聚乙烯气泡膜层内掺杂有占整层聚乙烯气泡膜层质量分数0.1-1.5％的纳米阻燃颗粒，纳米阻燃颗粒直径为20-80nm，纳米阻燃颗粒为纳米氧化铝颗粒。
4.根据权利要求2所述的航空用纳米阻燃隔音绝热板的膜材，其特征在于：聚乙烯气泡膜层中气泡为间隔设置，气泡的直径为8-14mm，相邻气泡之间距离为0.1-4.5mm。
5.一种采用权利要求1-4中任一项膜材的航空用纳米阻燃隔音绝热板，其特征在于：，包括两层铝复合膜，中间的多孔材料层，其中多孔材料层的导热系数小于0.17W/(m.k)，表层有占整个多孔材料层质量分数0.01-0.65％的塑性变形。
6.根据权利要求5所述的航空用纳米阻燃隔音绝热板，其特征在于：所述多孔材料层为玻璃纤维、火焰棉纤维、二氧化硅纤维中任一种，任两种的组合。
7.根据权利要求5所述的航空用纳米阻燃隔音绝热板，其特征在于：聚乙烯气泡膜层是将聚乙烯中掺杂有纳米阻燃颗粒后翻入注塑机中，混合熔融，采用三段式加热处理，第一段加热温度为135-145℃，时间为1-15min，第二段加热温度为175-185℃，时间为5-15min，第三阶段加热温度为230-300℃，加热时间为1-10min，注塑成型后，通过真空辊吸塑成气泡膜层。
8.根据权利要求7所述的航空用纳米阻燃隔音绝热板，其特征在于：所述真空辊的温度设置为80-145℃，真空度在0.045-0.125MPa。
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