CN112050029A - 一种复合芯材及其制备方法和应用 - Google Patents
一种复合芯材及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112050029A CN112050029A CN202010926514.5A CN202010926514A CN112050029A CN 112050029 A CN112050029 A CN 112050029A CN 202010926514 A CN202010926514 A CN 202010926514A CN 112050029 A CN112050029 A CN 112050029A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite core
- fiber
- core material
- film material
- vacuum insulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
- F16L59/028—Composition or method of fixing a thermally insulating material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D23/00—Producing tubular articles
- B29D23/001—Pipes; Pipe joints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B30/00—Compositions for artificial stone, not containing binders
- C04B30/02—Compositions for artificial stone, not containing binders containing fibrous materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
- F16L59/065—Arrangements using an air layer or vacuum using vacuum
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
一种复合芯材及其制备方法和应用,属于绝热材料技术领域。本发明制备的复合芯材具体包括短切丝、低熔点纤维、气相二氧化硅、硅质填料和遮光剂,通过混合、热压和脱模等工艺得到。通过使用该复合芯材能够制备双袋真空绝热板,包括复合芯材、吸气剂、内膜材、防护层和外膜材,所述内膜材的内部真空背封着所述纤维/粉末复合芯材和吸气剂,内膜材外部贴附防护层,呈真空态,构成外膜材的芯部结构。应用本发明复合芯材制备所得双袋真空绝热板不仅绝热性和耐久性好,还耐穿刺、防水和回弹率低,适用于建筑、冷库、集装箱和管道等节能保温隔热领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合芯材及其制备方法和应用,具体涉及一种纤维/粉末复合芯材及其制备方法和使用该芯材制备所得的双袋真空绝热板,属于绝热材料技术领域。
背景技术
作为一种新型的高效绝热材料,真空绝热板具有导热系数低、质量轻、超薄、防火和环保无污染等优点。相比于传统绝热材料,真空绝热板的导热系数只有聚氨酯的1/5、岩棉的1/10。达到同样的绝热效果。真空绝热板的厚度也仅为传统绝热材料的1/5~1/10,且其在生产过程中不使用消耗臭氧层物质,不产生温室气体物质,可以回收利用,兼具绿色环保和安全节能的双重优势,能达到节省空间的目的。目前,真空绝热板已广泛应用于冰箱冰柜、冷链物流等领域,并逐步向被动式超低能耗建筑等市场延伸。
芯材是真空绝热板的核心结构,起骨架支撑、减少传热及有利于脱气等作用,是影响真空绝热板绝热性能的关键部件。在建筑外墙外保温领域,真空绝热板芯材主要有两种:气相二氧化硅芯材和无机纤维芯材。气相二氧化硅芯材的生产成本较高,不利于其大批量地在我国建筑领域应用。无机纤维芯材是以无机纤维,如玻璃棉和矿(岩)棉等为原料,通过湿法或干法制造而成,具有导热系数低、成本低、耐温性好、防火等级高等优点。但是,由无机纤维芯材构成的真空绝热板的回弹率高、耐久性差,在长期服役中会出现不同程度的墙面鼓包,甚至造成外墙饰面层脱落,存在一定的安全隐患。
为了更好地将真空绝热板应用于我国建筑节能领域,中国专利CN105970742B和CN104291772B公开了一种利用湿法成型工艺获得纤维/粉末复合保温材料的制备方法,但其需经过长时间的晾晒与烘干来减少保温材料中的水分,不仅消耗了大量能源,还不利于节能与环保。中国专利CN102873959B和CN102717579B公开了一种干法制备纤维粉末混杂芯材的生产方法,但其需被无纺布包裹才能防止芯材溃散,不仅增加了人工成本,还放慢了流水化作业流程,同样不适合大面积建筑保温材料的生产。
我国北方地区,尤其是北京、河北、天津和东北三省,冬天气候十分寒冷,建筑采暖需要消耗大量的能源。为了维持室内舒适的恒温环境,我国北方地区的建筑外墙通常较厚,在一定程度上造成了窗户采光的损失。采用真空绝热板作为建筑外墙外保温材料可以大幅减少建筑外墙保温层的厚度,但其厚度也通常高于30mm。采用传统的封装方法,将单个芯材装入单个膜材中,抽真空并热封,虽然可以获得相应厚度的真空绝热板,但其一旦受到外力破坏或在服役中受到湿热、微生物等环境影响,势必造成使用寿命的缩短,不仅影响了建筑的节能效果,还易引起其他安全性问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处,提供一种复合芯材及其制备方法和应用,使纤维/粉末复合芯材综合利用纤维的力学增强、隔热粉末的高热阻和低回弹、遮光剂的反射隔热效果,并让隔热粉末和遮光剂分割纤维交织的大孔,获得小孔径、低热导、高强韧和低回弹等优异特性;使双袋真空绝热板在利用纤维/粉末复合芯材优异综合性能的同时,通过使用两种膜材,以袋内套袋的形式获得更长的耐久性、更坚韧的板面强度和更小的回弹率,因而更适用于我国,尤其是我国寒冷地区的建筑隔热保温领域。
本发明的技术方案,一种复合芯材,配方比例按重量份计如下:1~10份短切丝、0.1~10份低熔点纤维、20~60份气相二氧化硅、5~40份硅质填料和0~20份遮光剂。
作为本发明的一种实施方式,所述短切丝可以是玻纤短切丝、粘胶短切丝、短切陶瓷纤维丝和碳纤维短切丝中的一种或几种按任意比例混合而成。
所述玻纤短切丝的平均直径为8~14μm,平均长度为3~12mm。
所述粘胶短切丝的平均直径为2~14μm,平均长度为2~10mm。
所述短切陶瓷纤维丝的平均直径为1~8μm,平均长度为2~8mm。
所述碳纤维短切丝的平均直径为4~8μm,平均长度为1~8mm。
所述低熔点纤维为全熔型或皮芯型;具体由低熔点尼龙纤维和低熔点聚酯纤维中的一种或两种按任意比例混合组成。
所述低熔点尼龙纤维的始熔温度为80~180℃,平均长度为1~12mm。
所述低熔点聚酯纤维的始熔温度为110~200℃,平均长度为1~10mm。
作为本发明的一种实施方式,所述气相二氧化硅为亲水型,比表面积为120~350m2/g。
作为本发明的一种实施方式,所述硅质填料的堆密度低于300kg/m3;具体为膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和膨胀玻化微珠中的一种或几种按任意比例混合。
作为本发明的一种实施方式,所述遮光剂为炭黑和SiC粉末中的一种或两种按任意比例混合;所述炭黑粉末的CTAB吸附比表面积≤200m2/g,着色强度≥90%;所述SiC粉末的纯度≥90%,平均粒径为0.1~50μm。
复合芯材的制备方法,步骤如下:
(1)纤维与粉末的混合:将短切丝、低熔点纤维、气相二氧化硅、硅质填料和遮光剂按质量比(1~10):(0.1~10):(20~60):(5~40):(0~20)的比例倒入容器内,对其机械预搅拌0.1~10min,搅拌转速为5~1800r/min,获得纤维和粉末混合料;
(2)混合料的热压成型:将纤维和粉末混合料放模具中,利用压机对其进行多次分级加压;在压制过程中或压制结束后在纤维/粉末混合料的表面开孔或不开孔,获得相应形状的压制胚料;
优选的,所述分级加压具体为1~4次分级加压,加压时的压板温度为80~350℃,每级加压的保压时间为0.1~20min,加压后的下一级加压压力递增,每级加压压力为0.1~5.0MPa;
(3)压制胚料的脱模:将压制胚料脱模、顶出与推出机外,得到复合芯材。
复合芯材的应用,使用复合芯材制备双袋真空绝热板;具体包括复合芯材、吸气剂、内膜材、防护层和外膜材;
所述复合芯材位于双袋真空绝热板的中心,复合芯材的四周包裹内膜材;复合芯材和内膜材之间放置吸气剂;所述内膜材的上下表面或四周贴附防护层,防护层外部热封外膜材,即形成双袋真空绝热板。
作为本发明的一种实施方式,所述内膜材采用复合铝的塑料膜结构;所述外膜材包括复合铝的塑料膜结构,其外层还可设置玻纤网格布;所述防护层采用石膏板、硅酸钙板、硅钙板、发泡保温板、纤维毡及纤维板中的一种或几种按任意比例叠加而成。
所述内膜材的内部气压低于1000Pa,在服役期内高于外膜材的内部气压。
首先将所述复合芯材装入内膜材中,并放入吸气剂,抽真空热封封口,得到背封结构的单袋真空绝热板;将单袋真空绝热板放入烘箱中加热后取出;在内膜材的上下表面或四周贴附防护层,通过装入外膜材中,抽真空热封封口;烘箱加热后得到双袋真空绝热板;
所述内膜材采用背封封口;外膜材采用一般封装或背封封口;
所述使用该芯材的双袋真空绝热板是通过芯材装袋、抽真空和热封工艺得到。所述内膜材在真空背封后在150~210℃下加热0~10min,所述外膜材在真空封装后在150~210℃下加热0~10min。
通过150~210℃加热0~10min可促进内膜材与纤维/粉末复合芯材及外膜材与防护层的紧密贴合,进而提高真空绝热板的尺寸稳定性,减小真空绝热板在真空泄露后的回弹率。
本发明的有益效果:本发明所述的纤维/粉末复合芯材与湿法芯材相比,生产流程短、不用加水制成湿浆、不用烘干,提高了生产效率、大大节约了能源,降低了芯材的生产价格,有利于市场的大力推广和使用;
与传统的干法压制成型工艺相比,本发明能实现多次分级加压,压制速度及压缩比可调,可更好地达到柔性施压的目的,压出的胚体表面平整、周边断面规整、密度均匀,具有更好的胚体压制质量,无需通过无纺布包裹,便能防止芯材溃散;
本发明所述的生产工艺操作简单,能完成布料、压制、顶出胚体、推出机外等整个循环工作,能自动化连续压制成型,可实现大规模连续化生产,适用于生产流水线作业。
本发明所述的双袋真空绝热板具有坚韧的板面强度,不仅可降低其内部单袋真空绝热板真空泄露的可能,从而降低回弹率,还可减少外力、湿热和微生物等环境因素对板材使用性能的影响,因而具有低热导(2~12mW/(m·K))、低回弹(0.1%~10%)和长寿命(≥50年)等优点,更适用于我国,尤其是我国寒冷地区的建筑隔热保温领域。
附图说明
图1是本发明所述纤维/粉末复合芯材的示意图。
图2是本发明所述双袋真空绝热板(两面贴面)的示意图。
图3是本发明所述双袋真空绝热板(四周包裹)的示意图。
图4是本发明实施例1制备的纤维/粉末复合芯材的照片。
图5是本发明实施例1制备的单袋真空绝热板的照片。
图6是本发明实施例1制备的双袋真空绝热板照片。
图7是本发明实施例1制备的双袋真空绝热板导热系数随外膜材内部气压的变化图。
图8是本发明实施例1制备的真空绝热板的回弹率比较。
附图标记说明:10、短切丝;20、低熔点纤维;30、气相二氧化硅;40、硅质填料;50、遮光剂;60、纤维/粉末复合芯材;70、吸气剂;80、内膜材;90、防护层;100、外膜材。
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
纤维/粉末复合芯材的制备方法,包括如下步骤:
(1)纤维与粉末的混合:将玻纤短切丝10(平均直径为11μm,平均长度为6mm)、低熔点尼龙纤维20(全熔型,始熔温度为85℃,平均长度为9mm)、气相二氧化硅30(亲水型,比表面积为200m2/g)、硅质填料40膨胀珍珠岩(堆密度为60kg/m3)和遮光剂50炭黑(CTAB吸附比表面积为111.2m2/g,着色强度为120.8%)按质量比10:5:45:25:15的比例倒入圆桶状容器内,利用搅拌叶片对其机械预搅拌10min,搅拌转速为800r/min,获得纤维/粉末混合料;
(2)混合料的热压成型:将纤维/粉末混合料放入平板状的金属模具中,利用压机对其进行1次加压,加压时的压板温度为95℃,加压的保压时间为5min,加压压力为2.0MPa,获得400mm*400mm*20mm的平板状压制胚料;
(3)压制胚料的脱模:将压制胚料脱模、顶出与推出机外,得到纤维/粉末复合芯材60。制备得到的纤维/粉末复合芯材60示意图如图1所示。
使用该芯材的双袋真空绝热板的制备方法,包括如下步骤:
(1)将纤维/粉末复合芯材60装入内膜材80(尼龙膜/镀铝聚酯膜/聚乙烯膜)中,放入10g吸气剂70,抽真空至0.1Pa,热封封口,使其形成背封结构的单袋真空绝热板;所述吸气剂采用氧化钙;
(2)将单袋真空绝热板放入170℃的烘箱,加热5min,然后取出;
(3)将400mm*400mm*5mm的陶瓷纤维板作为防护层90,使其贴附单袋真空绝热板,共同装入外膜材100中(玻纤网格布/镀铝聚酯膜/聚乙烯膜)中,抽真空至0.1Pa,热封封口,使其形成双袋真空绝热板;
(4)将双袋真空绝热板放入185℃的烘箱,加热5min,然后取出。
本实施例制备的双袋真空绝热板(两面贴面)的示意图如图2所示。
本实施例制备的纤维/粉末复合芯材(见图4)表面平整、断面规整,尺寸为400mm*400mm*20mm,密度为154kg/m3。
本实施例制备的单袋真空绝热板(见图5)在烘箱中烘干前后的导热系数不变,均为4.1mW/(m·K);
本实施例制备的双袋真空绝热板(见图6)在烘箱中烘干前后的导热系数不变,均为4.8mW/(m·K)。
由图7所示,相比于单袋真空绝热板,双袋真空绝热板的导热系数随着内部气压的升高幅度更小,在100Pa~100000Pa的内部气压内具有更好的绝热性能。
所述单袋真空绝热板采用背封结构,有利于内膜材折边,便于获得更平整的真空绝热板。所述单袋真空绝热板若不经过烘箱烘干处理,戳破内膜材,静置24h,待其完全漏气后,测得的回弹率(即垂直于板面方向的膨胀率,见图8)为12.5%;若经过烘箱烘干处理,采用同样的测试方法,测得的回弹率为8.7%。所述双袋真空绝热板若不经过烘箱烘干处理,戳破内膜材,静置24h,待其完全漏气后,测得的回弹率为4.5%;若经过烘箱烘干处理,采用同样的测试方法,测得的回弹率为1.3%。
因此,无论是将单袋真空绝热板还是将双袋真空绝热板放入烘箱中烘烤,均可降低真空绝热板的回弹率。
实施例2
纤维/粉末复合芯材的制备方法,包括如下步骤:
(1)纤维与粉末的混合:将粘胶短切丝10(平均直径为9μm,平均长度为6mm)、低熔点聚酯纤维20(皮芯型,始熔温度为110℃,平均长度为5mm)、气相二氧化硅30(亲水型,比表面积为200m2/g)、硅质填料40膨胀珍珠岩(堆密度为60kg/m3)、膨胀蛭石(堆密度为180kg/m3)和遮光剂50SiC粉末(纯度为90%,平均粒径为7.5μm)按质量比5:5:40:30:10:10的比例倒入圆桶状容器内,利用搅拌叶片对其机械预搅拌5min,搅拌转速为1800r/min,获得纤维/粉末混合料;
(2)混合料的热压成型:将纤维/粉末混合料放入平板状的金属模具中,利用压机对其进行2次分级加压,加压时的压板温度为125℃,第一次加压的压力为2.0MPa,保压时间为5min,第二次加压的压力为3.0MPa,保压时间为2min,获得300mm*300mm*30mm的平板状压制胚料;
(3)压制胚料的脱模:将压制胚料脱模、顶出与推出机外,得到纤维/粉末复合芯材60。
使用该芯材的双袋真空绝热板的制备方法,包括如下步骤:
(1)将纤维/粉末复合芯材60装入内膜材80(尼龙膜/镀铝聚酯膜/聚乙烯膜)中,放入5g吸气剂70,抽真空至0.1Pa,热封封口,使其形成背封结构的单袋真空绝热板;所述吸气剂是氧化钙与钡锂合金的混合粉末;
(2)将单袋真空绝热板放入180℃的烘箱,加热2min,然后取出;
(3)将300mm*300mm*9.5mm的纸面石膏板作为防护层90,使其贴附单袋真空绝热板,共同装入外膜材100中(玻纤网格布/镀铝聚酯膜/聚乙烯膜)中,抽真空至0.1Pa,热封封口,使其形成双袋真空绝热板;
(4)将双袋真空绝热板放入180℃的烘箱,加热2min,然后取出。
本实施例制备的双袋真空绝热板(两面贴面)的示意图如图2所示。
本实施例制备的纤维/粉末复合芯材表面平整、断面规整,尺寸为300mm*300mm*30mm,密度为185kg/m3;
本实施例制备的单袋真空绝热板在烘箱中烘干前后的导热系数不变,均为4.7mW/(m·K);
本实施例制备的双袋真空绝热板在烘箱中烘干前后的导热系数不变,均为5.2mW/(m·K)。
相比于单袋真空绝热板,双袋真空绝热板的导热系数随着内部气压的升高幅度更小,在100Pa~100000Pa的内部气压内具有更好的绝热性能。
所述单袋真空绝热板采用背封结构,有利于内膜材折边,便于获得更平整的真空绝热板。所述单袋真空绝热板若不经过烘箱烘干处理,戳破内膜材,静置24h,待其完全漏气后,测得的回弹率为14.2%;若经过烘箱烘干处理,采用同样的测试方法,测得的回弹率为9.5%。所述双袋真空绝热板若不经过烘箱烘干处理,戳破内膜材,静置24h,待其完全漏气后,测得的回弹率为6.2%;若经过烘箱烘干处理,采用同样的测试方法,测得的回弹率为1.8%。
因此,无论是将单袋真空绝热板还是将双袋真空绝热板放入烘箱中烘烤,均可降低真空绝热板的回弹率。
实施例3
纤维/粉末复合芯材的制备方法,包括如下步骤:
(1)纤维与粉末的混合:将短切陶瓷纤维丝10(平均直径为6μm,平均长度为6mm)、低熔点聚酯纤维20(全熔型,始熔温度为150℃,平均长度为5mm)、气相二氧化硅30(亲水型,比表面积为200m2/g)、硅质填料40膨胀玻化微珠(堆密度为180kg/m3)和遮光剂50SiC粉末(纯度为90%,平均粒径为15μm)按质量比8:8:34:30:20的比例倒入圆桶状容器内,利用搅拌叶片对其机械预搅拌5min,搅拌转速为600r/min,获得纤维/粉末混合料;
(2)混合料的热压成型:将纤维/粉末混合料放入弧状的金属模具中,利用压机对其进行3次分级加压,加压时的压板温度为165℃,第一次加压的压力为2.0MPa,保压时间为5min,第二次加压的压力为3.0MPa,保压时间为2min,第三次加压的压力为4.5MPa,保压时间为1min,获得厚度为30mm的弧状压制胚料;
(3)压制胚料的脱模:将压制胚料脱模、顶出与推出机外,得到纤维/粉末复合芯材60。
使用该芯材的双袋真空绝热板的制备方法,包括如下步骤:
(1)将纤维/粉末复合芯材60装入内膜材80(尼龙膜/镀铝聚酯膜/聚乙烯膜)中,放入15g吸气剂70,抽真空至0.1Pa,热封封口,使其形成背封结构的单袋真空绝热板;所述吸气剂由活性炭、硝酸铜和可膨胀石墨制备而成;
(2)将单袋真空绝热板放入190℃的烘箱,加热1.5min,然后取出;
(3)将单袋真空绝热板放入聚氨酯发泡机中,通过发泡工艺在单袋真空绝热板的四周裹附厚度为4mm的发泡聚氨酯作为防护层90,再装入外膜材100中(玻纤网格布/镀铝聚酯膜/聚乙烯膜)中,抽真空至0.1Pa,热封封口,使其形成双袋真空绝热板;
(4)将双袋真空绝热板放入190℃的烘箱,加热1.5min,然后取出。
本实施例制备的所述双袋真空绝热板(四周包裹)的示意图如图3所示。
本实施例制备的纤维/粉末复合芯材的密度为198kg/m3;所述单袋真空绝热板在烘箱中烘干前后的导热系数不变,均为5.2mW/(m·K);所述双袋真空绝热板在烘箱中烘干前后的导热系数不变,均为5.8mW/(m·K)。相比于单袋真空绝热板,双袋真空绝热板的导热系数随着内部气压的升高幅度更小,在100Pa~100000Pa的内部气压内具有更好的绝热性能。
所述单袋真空绝热板采用背封结构,有利于内膜材折边,便于获得更平整的真空绝热板。所述单袋真空绝热板若不经过烘箱烘干处理,戳破内膜材,静置24h,待其完全漏气后,测得的回弹率为10.2%;若经过烘箱烘干处理,采用同样的测试方法,测得的回弹率为8.3%。所述双袋真空绝热板若不经过烘箱烘干处理,戳破内膜材,静置24h,待其完全漏气后,测得的回弹率为4.6%;若经过烘箱烘干处理,采用同样的测试方法,测得的回弹率为1.2%。因此,无论是将单袋真空绝热板还是将双袋真空绝热板放入烘箱中烘烤,均可降低真空绝热板的回弹率。
上述仅为本发明的几个具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。
本发明实施例1、实施例2和实施例3制备的单袋真空绝热板的压缩强度分别为142kPa、128kPa和165kPa。若在上述实施例中的复合芯材中不添加低熔点纤维,其他材料配方保持不变,采取相同的制备工艺制得的单袋真空绝热板的压缩强度分别为123kPa、116kPa和139kPa。由此可见,针对于实施例1、实施例2和实施例3,往复合芯材中分别添加5份、5份和8份低熔点纤维可使真空绝热板的压缩强度分别提高15%、10%和19%,增强效果十分显著。此外,针对本发明实施例1、实施例2和实施例3,若在复合芯材中不添加低熔点纤维,单袋真空绝热板的回弹率(经过烘箱烘干)较高,分别为11.5%、13.7%和10.2%,均无法满足行标JG/T 438-2014的要求(≤10%)。
针对于本发明实施例1、实施例2和实施例3,若在复合芯材中不添加低熔点纤维,其他材料配方保持不变,采取相同的制备工艺制得的单袋真空绝热板的导热系数分别为3.9mW/(m·K)、4.6mW/(m·K)和5.0mW/(m·K),仅比添加低熔点纤维的单袋真空绝热板的导热系数降低了5%、2%和4%,其绝热性能提高程度有限。
因此,在复合芯材中添加0.1~10份低熔点纤维可大幅提高真空绝热板的压缩强度,对真空绝热板导热系数的影响不明显,体现出较好的增强效果。此外,由于低熔点纤维的存在,真空绝热板的回弹率能得到有效降低,可保障其在建筑、冷库、集装箱和管道中的应用安全性和使用效果。
上述仅为本发明的几个具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。
Claims (10)
1.一种复合芯材,其特征在于配方比例按重量份计如下:1~10份短切丝、0.1~10份低熔点纤维、20~60份气相二氧化硅、5~40份硅质填料和0~20份遮光剂。
2.根据权利要求1所述复合芯材,其特征在于:所述短切丝是玻纤短切丝、粘胶短切丝、短切陶瓷纤维丝和碳纤维短切丝中的一种或几种按任意比例混合而成;
优选的,所述玻纤短切丝的平均直径为8~14μm,平均长度为3~12mm;
优选的,所述粘胶短切丝的平均直径为2~14μm,平均长度为2~10mm;
优选的,所述短切陶瓷纤维丝的平均直径为1~8μm,平均长度为2~8mm;
优选的,所述碳纤维短切丝的平均直径为4~8μm,平均长度为1~8mm。
3.根据权利要求1所述复合芯材,其特征在于:所述低熔点纤维为全熔型或皮芯型;具体由低熔点尼龙纤维和低熔点聚酯纤维中的一种或两种按任意比例混合组成;
优选的,所述低熔点尼龙纤维的始熔温度为80~180℃,平均长度为1~12mm;
优选的,所述低熔点聚酯纤维的始熔温度为110~200℃,平均长度为1~10mm。
4.根据权利要求1所述复合芯材,其特征在于:所述气相二氧化硅为亲水型,比表面积为120~350m2/g。
5.根据权利要求1所述复合芯材,其特征在于:所述硅质填料的堆密度低于300kg/m3;具体为膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和膨胀玻化微珠中的一种或几种按任意比例混合。
6.根据权利要求1所述复合芯材,其特征在于:所述遮光剂为炭黑和SiC粉末中的一种或两种按任意比例混合;所述炭黑粉末的CTAB吸附比表面积≤200m2/g,着色强度≥90%;所述SiC粉末的纯度≥90%,平均粒径为0.1~50μm。
7.复合芯材的制备方法,其特征在于步骤如下:
(1)纤维与粉末的混合:将短切丝、低熔点纤维、气相二氧化硅、硅质填料和遮光剂按质量比(1~10):(0.1~10):(20~60):(5~40):(0~20)的比例倒入容器内,对其机械预搅拌0.1~10min,搅拌转速为5~1800r/min,获得纤维和粉末混合料;
(2)混合料的热压成型:将纤维和粉末混合料放模具中,利用压机对其进行多次分级加压;在压制过程中或压制结束后在纤维/粉末混合料的表面开孔或不开孔,获得相应形状的压制胚料;
优选的,所述分级加压具体为1~4次分级加压,加压时的压板温度为80~350℃,每级加压的保压时间为0.1~20min,加压后的下一级加压压力递增,每级加压压力为0.1~5.0MPa;
(3)压制胚料的脱模:将压制胚料脱模、顶出与推出机外,得到复合芯材。
8.复合芯材的应用,其特征在于:使用复合芯材制备双袋真空绝热板;具体包括复合芯材(60)、吸气剂(70)、内膜材(80)、防护层(90)和外膜材(100);
所述复合芯材(60)位于双袋真空绝热板的中心,复合芯材(60)的四周包裹内膜材(80);复合芯材(60)和内膜材(80)之间放置吸气剂(70);所述内膜材(80)上下表面或四周贴附防护层(90),防护层(90)外部热封外膜材(100),即形成双袋真空绝热板。
9.根据权利要求8所述复合芯材的应用,其特征在于:所述内膜材(80)采用复合铝的塑料膜结构;所述外膜材(100)包括复合铝的塑料膜结构,其外层还可设置玻纤网格布;所述防护层(90)采用石膏板、硅酸钙板、硅钙板、发泡保温板、纤维毡及纤维板中的一种或几种按任意比例叠加而成;
优选的,所述内膜材(80)的内部气压低于1000Pa,在服役期内高于外膜材(100)的内部气压。
10.根据权利要求8所述复合芯材的应用,其特征在于:首先将所述复合芯材(60)装入内膜材(80)中,并放入吸气剂(70),抽真空热封封口,得到背封结构的单袋真空绝热板;将单袋真空绝热板放入烘箱中加热后取出;在内膜材(80)上下表面或四周贴附防护层(90),通过装入外膜材(100)中,抽真空热封封口;烘箱加热后得到双袋真空绝热板;
优选的,所述内膜材(80)采用背封封口;外膜材(100)采用一般封装或背封封口;
优选的,所述内膜材(80)在真空背封后在150~210℃下加热0~10min,所述外膜材(100)在真空封装后在150~210℃下加热0~10min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010926514.5A CN112050029B (zh) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | 一种复合芯材及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010926514.5A CN112050029B (zh) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | 一种复合芯材及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112050029A true CN112050029A (zh) | 2020-12-08 |
CN112050029B CN112050029B (zh) | 2022-02-08 |
Family
ID=73608423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010926514.5A Active CN112050029B (zh) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | 一种复合芯材及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112050029B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114750431A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-07-15 | 安徽蓝格利通新材应用股份有限公司 | 一种采用有机纤维芯材的真空绝热板及其制备方法 |
CN115231896A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-10-25 | 泰山玻璃纤维有限公司 | 一种真空绝热板生产方法 |
CN116084584A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-09 | 中亨新型材料科技有限公司 | 一种气凝胶材料复合保温板及其制备方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101086316A (zh) * | 2006-06-06 | 2007-12-12 | 泰州乐金电子冷机有限公司 | 电冰箱用真空隔热材料及其隔热结构 |
CN202644757U (zh) * | 2012-04-26 | 2013-01-02 | 昆山蓝胜建材有限公司 | 结构改进的真空绝热板 |
CN202731187U (zh) * | 2012-07-30 | 2013-02-13 | 青岛国创能源科技有限公司 | 一种保温装饰一体化板 |
CN103572644A (zh) * | 2012-07-24 | 2014-02-12 | 苏州维艾普新材料有限公司 | 一种多组分纤维混杂的复合材料毡及其制作方法 |
CN106869344A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-06-20 | 安徽百特新材料科技有限公司 | 一种高效无机真空绝热板 |
CN107339549A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-11-10 | 福建赛特新材股份有限公司 | 真空绝热板使用的芯材及其生产方法以及真空绝热板 |
CN110792879A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-02-14 | 安徽百特新材料科技有限公司 | 不惧表面破损的真空绝热板材及加工工艺 |
CN211118295U (zh) * | 2019-08-30 | 2020-07-28 | 苏州市君悦新材料科技股份有限公司 | 一种包裹真空绝热板芯材的膜材真空袋 |
CN211260028U (zh) * | 2019-09-12 | 2020-08-14 | 四川迈科隆真空新材料有限公司 | 绝热板的阻隔膜及其制备的降低热桥效应的真空绝热板 |
CN111559902A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-21 | 江南大学 | 一种多组分混杂vip芯材及其制备方法 |
-
2020
- 2020-09-07 CN CN202010926514.5A patent/CN112050029B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101086316A (zh) * | 2006-06-06 | 2007-12-12 | 泰州乐金电子冷机有限公司 | 电冰箱用真空隔热材料及其隔热结构 |
CN202644757U (zh) * | 2012-04-26 | 2013-01-02 | 昆山蓝胜建材有限公司 | 结构改进的真空绝热板 |
CN103572644A (zh) * | 2012-07-24 | 2014-02-12 | 苏州维艾普新材料有限公司 | 一种多组分纤维混杂的复合材料毡及其制作方法 |
CN202731187U (zh) * | 2012-07-30 | 2013-02-13 | 青岛国创能源科技有限公司 | 一种保温装饰一体化板 |
CN106869344A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-06-20 | 安徽百特新材料科技有限公司 | 一种高效无机真空绝热板 |
CN107339549A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-11-10 | 福建赛特新材股份有限公司 | 真空绝热板使用的芯材及其生产方法以及真空绝热板 |
CN211118295U (zh) * | 2019-08-30 | 2020-07-28 | 苏州市君悦新材料科技股份有限公司 | 一种包裹真空绝热板芯材的膜材真空袋 |
CN211260028U (zh) * | 2019-09-12 | 2020-08-14 | 四川迈科隆真空新材料有限公司 | 绝热板的阻隔膜及其制备的降低热桥效应的真空绝热板 |
CN110792879A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-02-14 | 安徽百特新材料科技有限公司 | 不惧表面破损的真空绝热板材及加工工艺 |
CN111559902A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-21 | 江南大学 | 一种多组分混杂vip芯材及其制备方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114750431A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-07-15 | 安徽蓝格利通新材应用股份有限公司 | 一种采用有机纤维芯材的真空绝热板及其制备方法 |
CN114750431B (zh) * | 2022-03-14 | 2024-02-20 | 安徽蓝格利通新材应用股份有限公司 | 一种采用有机纤维芯材的真空绝热板及其制备方法 |
CN115231896A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-10-25 | 泰山玻璃纤维有限公司 | 一种真空绝热板生产方法 |
CN116084584A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-09 | 中亨新型材料科技有限公司 | 一种气凝胶材料复合保温板及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112050029B (zh) | 2022-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112050029B (zh) | 一种复合芯材及其制备方法和应用 | |
CN110922095B (zh) | 一种复合二氧化硅气凝胶毡的制备方法 | |
CN104234252B (zh) | 改性水泥聚苯颗粒复合真空绝热板及其制备方法 | |
CN107339549B (zh) | 真空绝热板使用的芯材及其生产方法以及真空绝热板 | |
CN102873959B (zh) | 一种新型真空绝热板的生产方法 | |
CN101143776A (zh) | 纳米保温节能材料及其生产工艺 | |
CN106013482A (zh) | 无机复合保温板的制备方法 | |
CN111853430A (zh) | 一种自支撑高强真空绝热板及其制造方法 | |
CN102720922A (zh) | 真空绝热板的生产方法 | |
CN110285289A (zh) | 一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板 | |
CN108571109A (zh) | 一种保温墙板的制造方法 | |
CN102717579B (zh) | 利用膨胀珍珠岩生产真空绝热板的方法 | |
CN201487482U (zh) | 玻璃钢复合真空绝热板 | |
CN111559902B (zh) | 一种多组分混杂vip芯材及其制备方法 | |
CN102720921B (zh) | 膨胀珍珠岩生产真空绝热板的方法 | |
CN102873739B (zh) | 改进的真空绝热板的生产方法 | |
CN111943719B (zh) | 一种絮状纤维粉末混杂芯材及其制备方法 | |
CN103204665A (zh) | 一种纤维与颗粒混杂的无机复合材料毡及其制作方法 | |
CN103319149B (zh) | 建筑用真空绝热板内的低导热性保温芯板及其制备工艺 | |
CN104924724A (zh) | 一种真空绝热板防胀袋的制作方法 | |
CN104556966A (zh) | 一种气相二氧化硅、纳米级炭黑复合材料的制备方法 | |
CN108164243A (zh) | 硅酸铝纤维多用食品电磁加热保温套筒 | |
CN112679140A (zh) | 一种纳米改性玻纤复合芯材及其制备方法 | |
CN103162061A (zh) | 一种气相二氧化硅的真空绝热板及其制作方法 | |
CN110982028A (zh) | 一种冷库用保温材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |