CN111890754A - 复合云母片隔热层 - Google Patents

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Abstract

本发明复合云母片隔热层，包括顺次设置的云母层Ⅰ、陶瓷纤维纸和云母层Ⅱ，其中陶瓷纤维纸为硅酸铝陶瓷纤维纸，云母层Ⅰ与云母层Ⅱ中一层为多层结构，多层结构包括顺次设置的隔热云母层以及吸热层，吸热层位于远离陶瓷纤维纸侧。本发明方案多重云母层结构并配合有纤维纸层，具有良好的隔热效果，并且通过采用特定的导热‑隔热结构设计，从而通过利用高效散热而降低热源部分的热集聚，从而有效增强隔热效率。

Description

复合云母片隔热层
技术领域
本发明属于隔热材料技术领域，具体涉及一种复合云母片隔热层。
背景技术
隔热材料(thermal insulation material)，能阻滞热流传递的材料，又称热绝缘材料。隔热材料分为多孔材料,热反射材料和真空材料三类。前者利用材料本身所含的孔隙隔热，因为空隙内的空气或惰性气体的导热系数很低，如泡沫材料、纤维材料等；热反射材料具有很高的反射系数，能将热量反射出去，如金、银、镍、铝箔或镀金属的聚酯、聚酰亚胺薄膜等。真空绝热材料是利用材料的内部真空达到阻隔对流来隔热。航空航天工业对所用隔热材料的重量和体积要求较为苛刻，往往还要求它兼有隔音、减振、防腐蚀等性能。各种飞行器对隔热材料的需要不尽相同。飞机座舱和驾驶舱内常用泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉、真空隔热板来隔热。
云母具有非常高的绝缘、导热性能良好，化学稳定性好，具有抗强酸、强碱和抗压能力，所以是制造电气设备的重要原材料，因此也能做为吹风机内的绝缘材料。云母同时具有双折射能力，所以也是制造偏振光片的光学仪器材料。用于电气工业的云母开采，必须是有效面积大于4平方厘米的云母块，并且无裂缝、穿孔，边缘上非云母矿物不得超过3毫米。云母开采后根据有效面积将品质分为4类，最好的特类面积要大于65平方厘米。
以云母作为原材料生产的云母纸/云母板隔热材料，在包括手机等电子设备中有广泛的运用，但是由于云母所具有的片层状特性，在应用中极易产生剥离分层现象，而极大地影响产品的质量和使用寿命。
发明内容
本发明的复合云母片隔热层，具有多重云母层结构并配合有纤维纸层，具有良好的隔热效果，并且通过采用特定的导热-隔热结构设计，以两层不同结构组成的云母层，分别起到隔热、散热/隔热的作用，从而通过利用高效散热而降低热源部分的热集聚，有效减缓近热源(发热部件等)侧的热度升高，从而有效增强隔热效率，起到绝热隔热的目的。
本发明公开的复合云母片隔热层，包括顺次设置的云母层Ⅰ、陶瓷纤维纸和云母层Ⅱ，其中陶瓷纤维纸为硅酸铝陶瓷纤维纸(形成了基础隔热层以及纤维增强层)，云母层Ⅰ与云母层Ⅱ中一层为多层结构(该多层作为贴近高温面的；另一层则形成了基础隔热层)，多层结构包括顺次设置的隔热云母层以及吸热层，吸热层位于远离陶瓷纤维纸侧。这里的云母层Ⅰ与云母层Ⅱ其主体云母结构均可以为由云母粉、硅烷偶联剂、溶剂混合形成的浆料，经抄纸并热压成型得到，在作为前述多层结构时，当然还应当额外添加导热剂。
本发明公开的复合云母片隔热层的一种改进，吸热层为添加了导热剂(可以为厚度不大于0.1mm面积不大于10mm2的铝箔等)的云母薄层。
本发明公开的复合云母片隔热层的一种改进，云母薄层为以原料包括云母粉、硅烷偶联剂、导热剂、溶剂混合形成的浆料，经抄纸并热压成型得到。这里原料的组成含量不作特别的限定，在实施中云母片等薄片结构的制备原料均满足要求。
本发明公开的复合云母片隔热层的一种改进，云母粉为选择面积≤4cm2、厚度≤1cm的云母片作为原料，经高压水力破碎机破碎并在分散于悬浮液状态下超声二次分散破碎后得到。这里超声二次分散破碎是为了对破碎后的云母片进一步分散剥离，尽可能消除云母片中结合较差的部分，从而降低成型产品在长期使用中的剥离几率。
本发明公开的复合云母片隔热层的一种改进，超声二次分散破碎时的悬浮液为含3-5wt.％丙烯酸酯胶乳的弱碱液。这里在超声二次分散破碎时，在体系中添加适量的胶乳，利用云母片高吸附性的特点，吸附一定量的胶乳后(由于碱性环境下胶乳的可溶性，而不会固化)，再与其他原料混合为浆料，进而获得云母纸，这就使得胶乳在热压成型过程中发生固化，而使得云母片中云母颗粒之间的结合能力上升，从而改善剥离性能。
本发明公开的复合云母片隔热层的一种改进，悬浮液为含义3-5％丙烯酸酯胶乳的碱石灰水溶液。优选的，碱石灰其组成包括70-75wt.％氧化钙、氢氧化钠2-4wt.％、氢氧化钾1-3wt.％以及余量的水和杂质。
本发明公开的复合云母片隔热层的一种改进，碱石灰水溶液为碱石灰添加量1-3wt.％的水溶液。
本发明公开的复合云母片隔热层的一种改进，悬浮液中还包括0.1-0.5wt.％的分散剂。
本发明公开的复合云母片隔热层的一种改进，分散剂为直链烷基苯磺酸钠。优选的，分散剂为十二烷基苯磺酸钠。
本方案通过有效的散热/隔热过程，改善了云母隔热产品的隔热效能，同时，通过针对云母原材料易剥离的特性，而针对性地提出了在不损伤薄片性能的前提下进行二次分散，并吸附一定量的胶乳从而达到改善产品吸附性的目的。
具体实施方式
以下将结合各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
实施例101
本实施例中，复合云母片隔热层，包括顺次设置的云母层Ⅰ、陶瓷纤维纸和云母层Ⅱ，其中陶瓷纤维纸为硅酸铝陶瓷纤维纸，云母层Ⅰ为多层结构，多层结构包括顺次设置的隔热云母层以及吸热层，吸热层为添加了导热剂厚度0.1mm面积10mm2铝箔的云母薄层，吸热层位于远离陶瓷纤维纸侧。
在本实施例方案中云母粉为选择面积4cm2、厚度1cm的云母片作为原料，经高压水力破碎机破碎并在分散于悬浮液状态下超声二次分散破碎后得到。
云母层Ⅱ以及云母层Ⅰ中的隔热云母层和吸热层中除导热剂部分，其均可以为采用100重量份云母粉、1重量份硅烷偶联剂KH550、适量的水混合形成的浆料，这里的浆料中水的添加量以满足产品成型为限，由于不同厚度、致密度等产品因素会影响对浆料固含量的要求，需要随时调整，这里就不进行特别举例，浆料经抄纸并热压成型得到相应片材。
实施例102
本实施例中，复合云母片隔热层，包括顺次设置的云母层Ⅰ、陶瓷纤维纸和云母层Ⅱ，其中陶瓷纤维纸为硅酸铝陶瓷纤维纸，云母层Ⅰ为多层结构，多层结构包括顺次设置的隔热云母层以及吸热层，吸热层为添加了导热剂厚度0.1mm面积5mm2铝箔的云母薄层，吸热层位于远离陶瓷纤维纸侧。
在本实施例方案中云母粉为选择面积4cm2、厚度0.5cm的云母片作为原料，经高压水力破碎机破碎并在分散于悬浮液状态下超声二次分散破碎后得到。
云母层Ⅱ以及云母层Ⅰ中的隔热云母层和吸热层中除导热剂部分，其均可以为采用100重量份云母粉、0.5重量份硅烷偶联剂KH550、适量的水混合形成的浆料，这里的浆料中水的添加量以满足产品成型为限，由于不同厚度、致密度等产品因素会影响对浆料固含量的要求，需要随时调整，这里就不进行特别举例，浆料经抄纸并热压成型得到相应片材。
实施例103
本实施例中，复合云母片隔热层，包括顺次设置的云母层Ⅰ、陶瓷纤维纸和云母层Ⅱ，其中陶瓷纤维纸为硅酸铝陶瓷纤维纸，云母层Ⅰ为多层结构，多层结构包括顺次设置的隔热云母层以及吸热层，吸热层为添加了导热剂厚度0.05mm面积10mm2铝箔的云母薄层，吸热层位于远离陶瓷纤维纸侧。
在本实施例方案中云母粉为选择面积3cm2、厚度1cm的云母片作为原料，经高压水力破碎机破碎并在分散于悬浮液状态下超声二次分散破碎后得到。
云母层Ⅱ以及云母层Ⅰ中的隔热云母层和吸热层中除导热剂部分，其均可以为采用100重量份云母粉、0.7重量份硅烷偶联剂KH550、适量的水混合形成的浆料，这里的浆料中水的添加量以满足产品成型为限，由于不同厚度、致密度等产品因素会影响对浆料固含量的要求，需要随时调整，这里就不进行特别举例，浆料经抄纸并热压成型得到相应片材。
实施例104
本实施例中，复合云母片隔热层，包括顺次设置的云母层Ⅰ、陶瓷纤维纸和云母层Ⅱ，其中陶瓷纤维纸为硅酸铝陶瓷纤维纸，云母层Ⅰ为多层结构，多层结构包括顺次设置的隔热云母层以及吸热层，吸热层为添加了导热剂厚度0.03mm面积2mm2铝箔的云母薄层，吸热层位于远离陶瓷纤维纸侧。
在本实施例方案中云母粉为选择面积3cm2、厚度0.8cm的云母片作为原料，经高压水力破碎机破碎并在分散于悬浮液状态下超声二次分散破碎后得到。
云母层Ⅱ以及云母层Ⅰ中的隔热云母层和吸热层中除导热剂部分，其均可以为采用100重量份云母粉、1.5重量份硅烷偶联剂KH550、适量的水混合形成的浆料，这里的浆料中水的添加量以满足产品成型为限，由于不同厚度、致密度等产品因素会影响对浆料固含量的要求，需要随时调整，这里就不进行特别举例，浆料经抄纸并热压成型得到相应片材。
实施例105
本实施例中，复合云母片隔热层，包括顺次设置的云母层Ⅰ、陶瓷纤维纸和云母层Ⅱ，其中陶瓷纤维纸为硅酸铝陶瓷纤维纸，云母层Ⅰ为多层结构，多层结构包括顺次设置的隔热云母层以及吸热层，吸热层为添加了导热剂厚度0.08mm面积4mm2铝箔的云母薄层，吸热层位于远离陶瓷纤维纸侧。
在本实施例方案中云母粉为选择面积2cm2、厚度0.3cm的云母片作为原料，经高压水力破碎机破碎并在分散于悬浮液状态下超声二次分散破碎后得到。
云母层Ⅱ以及云母层Ⅰ中的隔热云母层和吸热层中除导热剂部分，其均可以为采用100重量份云母粉、0.8重量份硅烷偶联剂KH550、适量的水混合形成的浆料，这里的浆料中水的添加量以满足产品成型为限，由于不同厚度、致密度等产品因素会影响对浆料固含量的要求，需要随时调整，这里就不进行特别举例，浆料经抄纸并热压成型得到相应片材。
上述实施例产品，经抽样10件，进行老化测试和保温性能测试，其中老化测试为在1000W高压钠灯模拟强光照、45摄氏度、80％空气湿度环境下进行24天(老化测试1)、45天(老化测试2)模拟测试。保温性能测试是在吸热层侧分别设置45摄氏度(保温性能1)和60摄氏度(保温性能2)稳定热源，在测试45min后，测量另一侧的温升情况。
Figure BDA0002619906050000061
Figure BDA0002619906050000071
实施例201
本实施例与101的区别仅在于，超声二次分散破碎时的悬浮液为含3wt.％丙烯酸酯胶乳的弱碱液。悬浮液为含义3％丙烯酸酯胶乳的碱石灰水溶液。碱石灰其组成包括73wt.％氧化钙、氢氧化钠3.5wt.％、氢氧化钾2.3wt.％以及余量的水和杂质。碱石灰水溶液为碱石灰添加量1.3wt.％的水溶液。
实施例202
本实施例与102的区别仅在于，超声二次分散破碎时的悬浮液为含3.5wt.％丙烯酸酯胶乳的弱碱液。悬浮液为含义3.5％丙烯酸酯胶乳的碱石灰水溶液。碱石灰其组成包括74wt.％氧化钙、氢氧化钠2.5wt.％、氢氧化钾1.3wt.％以及余量的水和杂质。碱石灰水溶液为碱石灰添加量1wt.％的水溶液。
实施例203
本实施例与103的区别仅在于，超声二次分散破碎时的悬浮液为含4wt.％丙烯酸酯胶乳的弱碱液。悬浮液为含义4％丙烯酸酯胶乳的碱石灰水溶液。碱石灰其组成包括73wt.％氧化钙、氢氧化钠3wt.％、氢氧化钾3wt.％以及余量的水和杂质。碱石灰水溶液为碱石灰添加量3wt.％的水溶液。悬浮液中还包括0.3wt.％的十二烷基苯磺酸钠。
实施例204
本实施例与104的区别仅在于，超声二次分散破碎时的悬浮液为含4.5wt.％丙烯酸酯胶乳的弱碱液。悬浮液为含义4.5％丙烯酸酯胶乳的碱石灰水溶液。碱石灰其组成包括75wt.％氧化钙、氢氧化钠2wt.％、氢氧化钾2wt.％以及余量的水和杂质。碱石灰水溶液为碱石灰添加量2wt.％的水溶液。悬浮液中还包括0.5wt.％的十二烷基苯磺酸钠。
实施例205
本实施例与105的区别仅在于，超声二次分散破碎时的悬浮液为含5wt.％丙烯酸酯胶乳的弱碱液。悬浮液为含义5％丙烯酸酯胶乳的碱石灰水溶液。碱石灰其组成包括70wt.％氧化钙、氢氧化钠4wt.％、氢氧化钾1wt.％以及余量的水和杂质。碱石灰水溶液为碱石灰添加量1wt.％的水溶液。悬浮液中还包括0.1wt.％的十二烷基苯磺酸钠。
测试方法如前述：
Figure BDA0002619906050000081
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.复合云母片隔热层，其特征在于，包括顺次设置的云母层Ⅰ、陶瓷纤维纸和云母层Ⅱ，其中陶瓷纤维纸为硅酸铝陶瓷纤维纸，所述云母层Ⅰ与云母层Ⅱ中一层为多层结构，所述多层结构包括顺次设置的隔热云母层以及吸热层，所述吸热层位于远离陶瓷纤维纸侧。
2.根据权利要求1所述的复合云母片隔热层，其特征在于，所述吸热层为添加了导热剂的云母薄层。
3.根据权利要求1-2任一所述的复合云母片隔热层，其特征在于，所述云母薄层为以原料包括云母粉、硅烷偶联剂、导热剂、溶剂混合形成的浆料，经抄纸并热压成型得到。
4.根据权利要求3所述的复合云母片隔热层，其特征在于，所述云母粉为选择面积≤4cm2、厚度≤1cm的云母片作为原料，经高压水力破碎机破碎并在分散于悬浮液状态下超声二次分散破碎后得到。
5.根据权利要求4所述的复合云母片隔热层，其特征在于，所述超声二次分散破碎时的悬浮液为含3-5wt.％丙烯酸酯胶乳的弱碱液。
6.根据权利要求5所述的复合云母片隔热层，其特征在于，所述悬浮液为含义3-5％丙烯酸酯胶乳的碱石灰水溶液。
7.根据权利要求6所述的复合云母片隔热层，其特征在于，所述碱石灰水溶液为碱石灰添加量1-3wt.％的水溶液。
8.根据权利要求7所述的复合云母片隔热层，其特征在于，所述悬浮液中还包括0.1-0.5wt.％的分散剂。
9.根据权利要求8所述的复合云母片隔热层，其特征在于，所述分散剂为直链烷基苯磺酸钠。
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