CN111578044A - 一种功能绝热复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种功能绝热复合材料及其制备方法,属于热防护节能技术领域。包括反射隔热涂料层和/或相变涂料层、真空绝热板和发泡聚氨酯;所述真空绝热板的正面涂覆有相变涂料层和/或反射隔热涂料层,真空绝热板的其他表面均由发泡聚氨酯包覆;当反射隔热涂料层和相变涂料层同时存在时,反射隔热涂料层在外层,相变涂料层在内层,相变涂料层直接涂覆在真空绝热板的正面上。本发明制备的复合材料能大幅降低外界高温对真空绝热板使用性能和服役寿命的影响,实现其长期高效保温和节能,非常适用于建筑、冷链和航空航天等绝热领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能绝热复合材料及其制备方法,属于热防护节能技术领域。
背景技术
真空绝热板是近年来快速发展起来的一种新型绝热材料,是基于真空绝热原理通过最大限度地提高板内真空度,并采取多种措施以消除或弱化板内的热量传递使其传热量降至最低,成为目前导热系数最低的材料。相比于其他绝热材料,真空绝热板不仅具有5~10倍更加优异的绝热性能,还能保持较高的强度和低密度。在满足相同绝热效果的情况下,真空绝热板的厚度仅为其他绝热材料的1/5~1/10,赋予了保温腔室更轻的重量、更薄的保温层厚度以及更小的外体积,非常适用于节能要求高、结构要求紧凑的场合。在我国最新编制的《建材工业鼓励推广应用的技术和产品目录(2018-2019年本)》中,真空绝热板已成为唯一上榜的建筑保温材料。在国家政策大力扶植的背景下,真空绝热板已广泛应用在航空航天、白色家电、建筑(或建材)、医疗设施、交通运输、食品工程、冶金、化工、电力、石油、机械、轻工、纺织、军工、仓储等行业,是各种建筑物、工业窑炉、锅炉、热交换器、蒸馏塔、储罐、冷库、烟道、管道、阀门、风机、空调、车船等保温、保冷、隔热、吸声、消声的多功能材料,成为了我国国民经济中重要的组成部分。
但是,作为一种新型绝热材料,真空绝热板在应用过程中还存在力学性能差、结构易破损的难题。一旦真空绝热板漏气,其使用性能和服役寿命势必大幅降低。因此,目前常用的解决方案是将真空绝热板与其他材料组合,形成保温装饰一体板,可实现:(1)真空绝热板的标准化与模数化设计,在工厂加工为成品,现场实施装配化,快速安装施工;(2)灵活多变的真空绝热板构造,不仅能够满足室内不同的布局,而且能够根据不同气候区、不同建筑的保温隔热及隔声要求,对应进行优化组合。
中国专利CN107100336B公开了一种由石墨改性的聚苯乙烯泡沫板与硅酸钙板复合而成的保温装饰一体板及其制备方法。该硅酸钙板的一个表面上喷涂面板漆,待其干燥后,在面板漆层上喷涂罩面漆,然后在50~60℃下烘干2~3h;用发泡型胶黏剂将石墨改性的聚苯乙烯泡沫板与硅酸钙板的另一个表面粘结在一起,然后在15~35℃下,将粘结的一体板在压力机上压制4~6h,得到保温装饰一体板。该专利的保温装饰一体板既能达到防火等级,又能满足保温要求并且装饰效果好。
中国专利CN104295035B公开了一种由装饰板、BOPP膜、聚氨酯板和水泥玻纤毡组成的硬泡聚氨酯保温装饰一体板及其制备方法。装饰板的上表面与聚氨酯板浇注粘结,下表面覆盖BOPP膜,聚氨酯板的上表面粘结水泥玻纤毡。该专利的硬泡聚氨酯保温装饰一体板兼具安全防火与节能保温功能,可防止内部保温材料脱落、掉皮现象的发生,可生产线连续生产,提高生产效率。
目前,保温装饰一体板的结构形式较多,生产工艺繁多,大多采用传统的隔热材料,如发泡聚氨酯、聚苯乙烯泡沫和岩棉为芯层,虽然能够体现出较好的装配效果,但是普遍存在一体板厚度大、密度大、保温隔热性能不高等缺点。作为一种新型绝热材料,真空绝热板虽然因其极低的导热系数在建筑、冷链和航空航天等领域展露出巨大的绝热性能优势,但是与传统的保温隔热材料不同,其需特定的材料加以保护。但是截止目前,我国尚没有成熟的真空绝热板一体板应用案例及客观性能评价。其主要原因是:(1)真空绝热板结构较为脆弱,需要一些材料加以保护;(2)真空绝热板、保温隔热涂料和保护性材料的组合形式较多,如何合理优化其复合结构及制备方法还未得到统一的共识。以真空绝热板为核心的保温隔热材料一体板虽然在工程上有一定的应用,但是其应用效果不佳,存在性能劣化较快的现象。
本发明基于上述问题,公开了一种功能绝热复合材料及其制备方法,使其兼具低热导、低密度和优异的防火和阻燃性能,大大提高其服役性能和服役寿命,具有重要的实际应用价值和意义。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处,提供一种功能绝热复合材料及其制备方法,其综合利用真空绝热板优异的热阻隔性、反射隔热涂料优异的热反射性及相变涂料优异的储热性,实现高效的吸热、辐射散热和主动降温,使其具有更优异的热管理能力,能大幅降低外界30~300℃高温对真空绝热板使用性能和服役寿命的影响,实现其长期高效保温和节能。
本发明的技术方案,一种功能绝热复合材料,其包括反射隔热涂料层和/或相变涂料层、真空绝热板和发泡聚氨酯;所述真空绝热板的正面涂覆有相变涂料层和/或反射隔热涂料层,真空绝热板的其他表面均由发泡聚氨酯包覆;
当反射隔热涂料层和相变涂料层同时存在时,反射隔热涂料层在外层,相变涂料层在内层,相变涂料层直接涂覆在真空绝热板的正面上。
所述功能绝热复合材料,密度为100~200kg/m3,厚度为15~150mm,热导率为1.5~8.0mW/(m·K),满足国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》划定的B1级难燃材料或A级不燃材料的要求,所述真空绝热板的底面和四个侧面被发泡聚氨酯包裹,正面涂覆着1~4层反射隔热涂料和/或1~4层相变涂料。
其中,真空绝热板的厚度为5~60mm,密度为180~280kg/m3,热导率为1.0~5.0mW/(m·K),真空绝热板的正面为光滑表面,背面为规则或不规则的非光滑表面。
进一步地,所述规则或不规则的非光滑表面具体可以为平板状或弧状,其上有局部凸起;所述凸起的宽度为0.5~2.0cm,高度为5~20mm,凸起间的间距为1~10cm;还可以为局部凹槽状,凹槽的宽度为0.5~2.0cm,深度为5~20mm,凹槽间的间距为1~10cm;还可以为局部圆孔状,圆孔密度为16~100个/m2,直径为0.5~2.0cm,深度为5~20mm。
所述真空绝热板配方比例按重量份计如下:离心玻璃棉65~100份和火焰玻璃棉0~35份;所述离心玻璃棉的平均纤维直径为1~6μm,火焰玻璃棉的平均纤维直径为0.5~5μm。
所述发泡聚氨酯的密度为30~100kg/m3,真空绝热板底面包覆的发泡聚氨酯厚度为1~60mm,侧面包覆的的发泡聚氨酯厚度为1~120mm。
所述反射隔热涂料层的干膜厚度为5~360μm,相变涂料层的干膜厚度为50~400μm;所述反射隔热涂料层和相变涂料层均为多层结构,层数为1~4层。
所述反射隔热涂料层和相变涂料层的成膜物质为丙烯酸树脂、有机硅树脂、聚酯树脂及上述树脂相互间化学改性物中的一种或几种。
所述反射隔热涂料层中含有反射隔热颜料,具体为金红石型钛白粉、CuO、空心微珠、上述材料化学改性物及相互间物理包覆物中的一种或几种,反射隔热颜料相对于成膜物质的质量分数为5%~40%,沿着厚度方向以均一的质量分数分散或以递增的质量分数梯度在涂料中成型。
所述相变涂料层中含有相变微胶囊,相对于成膜物质的质量分数为5%~25%,沿着厚度方向以均一的质量分数分散或以递减的质量分数梯度在涂料中成型。
所述相变微胶囊的平均粒径为40~150μm,核为石蜡和/或CaCl2·6H2O,核的直径为35~140μm,质量占微胶囊总质量的70%~82%,壳为SiO2、TiO2、聚甲基丙烯酸甲酯、聚硅氧烷和上述材料相互间化学改性物的一种或几种,壳厚为2~15μm。
当服役温度的上限温度为30~120℃时,真空绝热板表面单独涂覆相变涂料层;当服役温度的上限温度为50~150℃时,真空绝热板表面单独涂覆反射隔热涂料层;当服役温度的上限温度高于120℃时,真空绝热板表面依次涂覆相变涂料层和反射隔热涂料层。
所述功能绝热复合材料的制备方法,步骤如下:
(1)真空绝热板的制备:
a、将若干层玻璃棉芯材片进行堆叠,放入150~350℃的烘箱中加热1~180min,得到玻璃棉芯材,对玻璃棉芯材背面进行规则或不规则的非光滑表面处理;
上述处理可以利用开孔器在玻璃棉芯材内部开凿出局部凹槽或局部圆孔,或将宽度为0.5~2.0cm、深度为1~15mm、间隔为2.0~5.0cm的玻璃棉芯材条相互平行地放在上述层叠的玻璃棉芯材表面等;
b、将真空绝热板膜材放入30~55℃的烘箱中加热0~180min,待其充分干燥后,将玻璃棉芯材放入真空绝热板膜材中,选择性加入5~25g的干燥剂或吸气剂,通过抽真空设备将膜材内部的气压降至10Pa以内,热封真空绝热板膜材袋口,获得真空绝热板;所述真空绝热板膜材可以为树脂或玻纤网格布;
(2)相变涂料和/或反射隔热涂料的涂覆:
相变涂料的涂覆:将相变涂料喷涂在步骤(1)制备所得真空绝热板的正面,固化涂料,实干2h;或继续采取重复上述相变涂料涂覆操作,在真空绝热板的正面涂覆第2~4层相变涂料;
反射隔热涂料的涂覆:将反射隔热涂料喷涂在真空绝热板表面或相变涂料表面上,固化涂料,实干2h;或继续采取重复上述反射隔热涂料涂覆操作,在真空绝热板表面或相变涂料表面涂覆第2~4层反射隔热涂料;得到涂料增强的真空绝热板复合材料;
上述涂料固化的方式具体可以为辐射、化学反应或溶剂挥发等;
(3)包裹发泡聚氨酯:
c、将步骤(2)制备所得涂料增强真空绝热板复合材料垂直放入金属型腔中,用发泡聚氨酯预制的小块设置于真空绝热板的底部和四周侧壁上,以固定涂料增强真空绝热板复合材料,并使其底部和四个侧面与金属型腔间具有缝隙;
d、向金属型腔中灌入聚氨酯黑料与白料,封闭金属型腔,等待聚氨酯发泡、凝固成型,使生成的发泡聚氨酯完全包覆所述涂料增强真空绝热板的底面和侧面即得功能绝热复合材料。
与目前市场上现有的保温装饰一体板不同,本发明的有益效果如下:
(1)具有更薄的厚度(15~150mm)、更低的密度(100~200kg/m3)和更低的热导率(1.5~8.0mW/(m·K)),在工程实践中能体现强大的应用效果;
(2)真空绝热板的底部为局部凹槽状或局部凸起状或局部圆孔状,使其与发泡聚氨酯的接触面积大幅增加,提高了两者间的粘合效果,从而使功能绝热复合材料具有更强的抗剪切力和更好的柔性设计效果;
(3)综合利用真空绝热板优异的热阻隔性、反射隔热涂料优异的热反射性及相变涂料优异的储热性,实现高效的吸热、辐射散热和主动降温,具有更优异的热管理能力,能大幅降低外界30~300℃高温对真空绝热板使用性能和服役寿命的影响,实现其长期高效保温和节能;
(4)制备过程简单、快捷,能批量化生产与应用。
附图说明
图1是实施例1制备的局部凹槽状真空绝热板示意图。
图2是实施例1制备的局部凹槽状功能绝热复合材料截面示意图。
图3是实施例2制备的局部圆孔状真空绝热板示意图。
图4是实施例3制备的局部凸起状真空绝热板示意图。
图5是实施例3制备的局部凸起状功能绝热复合材料截面示意图。
附图标记说明:10、反射隔热涂料;20、相变涂料;30、真空绝热板;31、真空绝热板的底面;40、发泡聚氨酯;50、局部凸起;60、局部凹槽或局部圆孔;61、局部凹槽;62、局部圆孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1
(1)真空绝热板制备:
a、制备玻璃棉芯材:配方是95wt.%离心玻璃棉和5wt.%的火焰玻璃棉,离心玻璃棉的平均纤维直径为3.5μm,火焰玻璃棉的平均纤维直径为2.8μm;
b、将35片300*300*1mm的玻璃棉芯材片层叠在一起,利用开孔器在玻璃棉芯材内部开凿局部凹槽,凹槽的宽度为1.0cm,深度为15mm,凹槽间的间距为3cm,放入150℃的烘箱中加热180min,与此同时,将真空绝热板膜材放入45℃的烘箱中加热180min,待其充分干燥后,将玻璃棉芯材放入真空绝热板膜材中,加入5g的CaO干燥剂,通过抽真空设备将膜材内部的气压降至1Pa,热封膜材袋口,获得真空绝热板;
具体结构如图1所示,制备所得的真空绝热板30的厚度为20mm,密度为245kg/m3,热导率为2.0mW/(m·K),真空绝热板30外形结构为弧状,底面31上开有局部凹槽61,凹槽的宽度为1.0cm,深度为15mm,凹槽间的间距为3cm。
(2)相变涂料和反射隔热涂料的涂覆:
c、相变涂料的涂覆:将相变涂料喷涂在真空绝热板的正面,采用溶剂挥发的方式将涂料固化并实干2h;
所述的相变涂料的干膜厚度为150μm,其中的相变微胶囊相对于成膜物质的质量分数为15%,沿着厚度方向以均一的质量分数分散,相变微胶囊的平均粒径为60μm,核为直径为50μm的石蜡,核的质量占微胶囊总质量的78%,壳为SiO2,壳厚为5μm;
d、反射隔热涂料的涂覆:将反射隔热涂料喷涂在相变涂料的表面,采用溶剂挥发的方式将涂料固化,待其实干2h后,得到涂料增强真空绝热板复合材料;
所述的反射隔热涂料的干膜厚度为60μm,选用40wt.%的金红石型钛白粉和60wt.%的CuO@金红石型钛白粉作为反射隔热颜料,相对于成膜物质的质量分数为12%,沿着厚度方向以均一的质量分数分散。其中,CuO@金红石型钛白粉表示CuO包覆在金红石型钛白粉的表面;
所述的相变涂料和反射隔热涂料均采用丙烯酸树脂作为成膜物质。
(3)包裹发泡聚氨酯:
e、将步骤(2)制备所得涂料增强真空绝热板复合材料垂直放入金属型腔中,用发泡聚氨酯预制的小块设置于真空绝热板的底部和四周侧壁上,以固定涂料增强真空绝热板复合材料,并使其底部和四个侧面与金属型腔间具有缝隙;
f、向金属型腔中灌入聚氨酯黑料与白料,封闭金属型腔,等待聚氨酯发泡、凝固成型,使生成的发泡聚氨酯完全包覆所述涂料增强真空绝热板的底面和侧面即得功能绝热复合材料。
制备的功能绝热复合材料具体结构截面图如图2所示。其包括反射隔热涂料层10和相变涂料层20、真空绝热板30和发泡聚氨酯40;所述真空绝热板30的正面涂覆有相变涂料层20和反射隔热涂料层10,真空绝热板30的其他表面均由发泡聚氨酯40包覆;所述反射隔热涂料层10在外层,相变涂料层20在内层,相变涂料层20直接涂覆在真空绝热板30的正面上。
所述真空绝热板30的底面31和四个侧面被厚度分别为50mm和30mm的发泡聚氨酯40包裹,正面涂覆着1层反射隔热涂料和1层相变涂料。制备的功能绝热复合材料的密度为180kg/m3,厚度为51mm,热导率为4.5mW/(m·K),满足国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》划定的B1级难燃材料的要求。
实施例2
(1)真空绝热板制备:
a、制备玻璃棉芯材:配方是93wt.%离心玻璃棉和7wt.%的火焰玻璃棉,离心玻璃棉的平均纤维直径为3.9μm,火焰玻璃棉的平均纤维直径为2.9μm;
b、将60片300*300*0.5mm的玻璃棉芯材片层叠在一起,利用开孔器在玻璃棉芯材内部开凿4个圆孔,圆孔密度为44.4个/m2,直径为1.0cm,深度为10mm,放入170℃的烘箱中加热120min,与此同时,将真空绝热板膜材放入40℃的烘箱中加热120min,待其充分干燥后,将玻璃棉芯材放入真空绝热板膜材中,加入10g的CaO干燥剂,通过抽真空设备将膜材内部的气压降至0.1Pa,热封膜材袋口,获得真空绝热板;
具体结构如图3所示,制备所得的真空绝热板30的厚度为22mm,密度为240kg/m3,热导率为1.8mW/(m·K),外形结构为平板状,底面31上开有局部圆孔62,圆孔密度为44.4个/m2,直径为1.0cm,深度为10mm。
(2)反射隔热涂料的涂覆:将反射隔热涂料喷涂在真空绝热板的表面,采用紫外光固化的方式将涂料固化,待其实干2h后,采取同样的方式涂覆第2~4层反射隔热涂料,得到涂料增强真空绝热板复合材料;
所述的反射隔热涂料采用有机硅改性丙烯酸树脂作为成膜物质,其干膜厚度为180μm,选用30wt.%的CuO、20wt.%的空心玻璃微珠和50wt.%的金红石型钛白粉作为反射隔热颜料,相对于成膜物质的质量分数分别为5%、15%、25%和35%,沿着厚度方向以递增的质量分数梯度在涂料中成型。
(3)包裹发泡聚氨酯:
c、将步骤(2)制备所得涂料增强真空绝热板复合材料垂直放入金属型腔中,用发泡聚氨酯预制的小块设置于真空绝热板的底部和四周侧壁上,以固定涂料增强真空绝热板复合材料,并使其底部和四个侧面与金属型腔间具有缝隙;
d、向金属型腔中灌入聚氨酯黑料与白料,封闭金属型腔,等待聚氨酯发泡、凝固成型,使生成的发泡聚氨酯完全包覆所述涂料增强真空绝热板的底面和侧面即得功能绝热复合材料。
制备的功能绝热复合材料中真空绝热板30的底面和四个侧面被厚度分别为10mm和10mm的发泡聚氨酯40包裹,正面涂覆着4层反射隔热涂料10。所述功能绝热复合材料的密度为210kg/m3,厚度为33mm,热导率为4.5mW/(m·K),满足国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》划定的B1级难燃材料的要求。
实施例3
(1)真空绝热板制备:
a、制备玻璃棉芯材:配方是100wt.%离心玻璃棉,离心玻璃棉的平均纤维直径为3.2μm;
b、将20片300*300*1.2mm的玻璃棉芯材片层叠在一起,将宽度为0.5~2.0cm、厚度为1~15mm的玻璃棉芯材条相互平行地放在上述层叠的玻璃棉芯材表面,放入170℃的烘箱中加热120min,待其充分干燥后,放入真空绝热板膜材中,通过抽真空设备将膜材内部的气压降至0.1Pa,热封膜材袋口,获得真空绝热板;
具体结构如图4所示,制备所得的真空绝热板30的厚度为18mm,密度为252kg/m3,热导率为2.4mW/(m·K),真空绝热板30外形结构为平板状,底面31上粘附有玻璃棉芯材条形成的条状局部凸起50。
(2)相变涂料和反射隔热涂料的涂覆:
c、相变涂料的涂覆:将相变涂料喷涂在真空绝热板的正面,采用溶剂挥发的方式将涂料固化,待其实干2h后,采取同样的方式涂覆第2~3层反射隔热涂料;
所述的相变涂料的干膜厚度为330μm,其中的相变微胶囊相对于成膜物质的质量分数分别为18%、12%和6%,沿着厚度方向以递减的质量分数梯度在涂料中成型,相变微胶囊的平均粒径为80μm,核为直径为60μm的CaCl2·6H2O,核的质量占微胶囊总质量的75%,壳为聚甲基丙烯酸甲酯,壳厚为10μm。
d、反射隔热涂料的涂覆:将反射隔热涂料喷涂在相变涂料的表面,采用溶剂挥发的方式将涂料固化,待其实干2h后,采取同样的方式涂覆第2层反射隔热涂料,得到涂料增强真空绝热板复合材料;
所述的反射隔热涂料的干膜厚度为100μm,选用50wt.%的金红石型钛白粉和50wt.%的空心陶瓷微珠作为反射隔热颜料,相对于成膜物质的质量分数均为10%,沿着厚度方向以均一的质量分数分散在涂料中成型。
所述的相变涂料和反射隔热涂料均采用丙烯酸树脂作为成膜物质。
(3)包裹发泡聚氨酯:
e、将步骤(2)制备所得涂料增强真空绝热板复合材料垂直放入金属型腔中,用发泡聚氨酯预制的小块设于真空绝热板的底部和四周侧壁上,以固定涂料增强真空绝热板复合材料,并使其底部和四个侧面与金属型腔间具有缝隙;
f、向金属型腔中灌入聚氨酯黑料与白料,封闭金属型腔,等待聚氨酯发泡、凝固成型,使生成的发泡聚氨酯完全包覆所述涂料增强真空绝热板的底面和侧面即得功能绝热复合材料。
制备的功能绝热复合材料具体结构截面图如图5所示。底面31和四个侧面被厚度分别为5mm和5mm的发泡聚氨酯40包裹,正面涂覆着3层相变涂料层20和2层反射隔热涂料层10。所述功能绝热复合材料的密度为238kg/m3,厚度为24mm,热导率为3.8mW/(m·K),满足国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》划定的A级难燃材料的要求。
Claims (10)
1.一种功能绝热复合材料,其特征在于:其包括反射隔热涂料层(10)和/或相变涂料层(20)、真空绝热板(30)和发泡聚氨酯(40);所述真空绝热板(30)的正面涂覆有相变涂料层(20)和/或反射隔热涂料层(10),真空绝热板(30)的其他表面均由发泡聚氨酯(40)包覆;
当反射隔热涂料层(10)和相变涂料层(20)同时存在时,反射隔热涂料层(10)在外层,相变涂料层(20)在内层,相变涂料层(20)直接涂覆在真空绝热板(30)的正面上。
2.根据权利要求1所述功能绝热复合材料,其特征在于:其厚度为15~150mm;其中,真空绝热板(30)的厚度为5~60mm,发泡聚氨酯(40)的厚度为1~120mm;反射隔热涂料层(10)的干膜厚度为5~360μm,相变涂料层(20)的干膜厚度为50~400μm;所述反射隔热涂料层(10)和相变涂料层(20)均为多层结构,层数为1~4层。
3.根据权利要求1所述功能绝热复合材料,其特征在于:所述真空绝热板(30)的正面为光滑表面,背面为规则或不规则的非光滑表面。
4.根据权利要求1所述功能绝热复合材料,其特征在于所述真空绝热板(30)配方比例按重量份计如下:离心玻璃棉65~100份和火焰玻璃棉0~35份;所述离心玻璃棉的平均纤维直径为1~6μm,火焰玻璃棉的平均纤维直径为0.5~5μm。
5.根据权利要求1所述功能绝热复合材料,其特征在于:所述反射隔热涂料层(10)和相变涂料层(20)的成膜物质为丙烯酸树脂、有机硅树脂、聚酯树脂及上述树脂相互间化学改性物中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述功能绝热复合材料,其特征在于:所述反射隔热涂料层(10)中含有反射隔热颜料,具体为金红石型钛白粉、CuO、空心微珠、上述材料化学改性物及相互间物理包覆物中的一种或几种,反射隔热颜料相对于成膜物质的质量分数为5%~40%,沿着厚度方向以均一的质量分数分散或以递增的质量分数梯度在涂料中成型。
7.根据权利要求5所述功能绝热复合材料,其特征在于:所述相变涂料层(20)中含有相变微胶囊,相对于成膜物质的质量分数为5%~25%,沿着厚度方向以均一的质量分数分散或以递减的质量分数梯度在涂料中成型。
8.根据权利要求7所述功能绝热复合材料,其特征在于:所述相变微胶囊的平均粒径为40~150μm,核为石蜡和/或CaCl2·6H2O,核的直径为35~140μm,质量占微胶囊总质量的70%~82%,壳为SiO2、TiO2、聚甲基丙烯酸甲酯、聚硅氧烷和上述材料相互间化学改性物的一种或几种,壳厚为2~15μm。
9.根据权利要求1所述功能绝热复合材料,其特征在于:当服役温度的上限温度为30~120℃时,真空绝热板(30)表面单独涂覆相变涂料层(20);当服役温度的上限温度为50~150℃时,真空绝热板(30)表面单独涂覆反射隔热涂料层(10);当服役温度的上限温度高于120℃时,真空绝热板(30)表面依次涂覆相变涂料层(20)和反射隔热涂料层(10)。
10.功能绝热复合材料的制备方法,其特征在于步骤如下:
(1)真空绝热板的制备:
a、将若干层玻璃棉芯材片进行堆叠,放入150~350℃的烘箱中加热1~180min,得到玻璃棉芯材,对玻璃棉芯材背面进行规则或不规则的非光滑表面处理;
b、将真空绝热板膜材放入30~55℃的烘箱中加热0~180min,待其充分干燥后,将玻璃棉芯材放入真空绝热板膜材中,通过抽真空设备将膜材内部的气压降至10Pa以内,热封真空绝热板膜材袋口,获得真空绝热板;
(2)相变涂料和/或反射隔热涂料的涂覆:
相变涂料的涂覆:将相变涂料喷涂在步骤(1)制备所得真空绝热板的正面,固化涂料,实干2h;或继续采取重复上述相变涂料涂覆操作,在真空绝热板的正面涂覆第2~4层相变涂料;
反射隔热涂料的涂覆:将反射隔热涂料喷涂在真空绝热板表面或相变涂料表面上,固化涂料,实干2h;或继续采取重复上述反射隔热涂料涂覆操作,在真空绝热板表面或相变涂料表面涂覆第2~4层反射隔热涂料;得到涂料增强真空绝热板复合材料;
(3)包裹发泡聚氨酯:
c、将步骤(2)制备所得涂料增强真空绝热板复合材料垂直放入金属型腔中,用发泡聚氨酯预制的小块设置于真空绝热板的底部和四周侧壁上,以固定涂料增强真空绝热板复合材料,并使其底部和四个侧面与金属型腔间具有缝隙;
d、向金属型腔中灌入聚氨酯黑料与白料,封闭金属型腔,发泡凝固成型,即得功能绝热复合材料。
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