CN112693196A - 一种耐高温的真空绝热板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所要解决的技术问题是提供一种应用范围更广、有效提升耐热温度的耐高温的真空绝热板及其制备方法。该一种耐高温的真空绝热板，包括芯材、吸附剂、真空阻隔膜材，真空阻隔膜材包括耐高温层、金属层、阻气阻氧层、热封层。该一种耐高温的真空绝热板的真空阻隔复合膜的耐高温层采用聚酰亚胺薄膜，有突出的耐高温、耐辐射、耐化学腐蚀和电绝缘性能，可在250～280℃空气中长期使用，短时可达到400℃的高温，大大拓宽了其使用范围和应用领域；其次聚酰亚胺薄膜与铝箔复合，强化了整体膜材的耐辐射性和阻气性能，从而大大延长了该一种耐高温的真空绝热板使用寿命。适合在真空绝热领域推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及真空绝热领域，具体涉及一种耐高温的真空绝热板及其制备方法。
背景技术
真空绝热板(VIP板)是英文Vacuum Insulation Panel的简称，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，低至0.0015w/m.k，并且不含有任何ODS材料，具有环保和高效节能的特性，是目前世界上最先进的高效保温材料。
真空绝热板一般包括芯材、真空阻隔复合膜和吸附剂，吸附剂放置于芯材内，真空阻隔膜包裹芯材，经真空封装后成真空绝热板。目前用于真空绝热板芯材主要有：玻璃纤维湿法棉、玻璃纤维干法棉、二氧化硅粉体成型板，其中玻璃纤维有离心棉、火焰棉以及玻璃纤维短切丝等无机纤维，二氧化硅粉体有气硅、气凝胶、珍珠岩、粉煤灰等无机材料。吸附剂主要有氧化钙、钡锂合金、氧化钴、氧化钛、氧化铜、氧化锰等其中1种或多种制成的粉末混合材料。真空阻隔膜是由铝(AL)箔、镀铝聚对苯二甲酸乙二酯(MPET)膜、尼龙(NY)膜、镀铝乙烯-乙烯醇共聚物(MEVOH)膜、流延聚丙烯薄膜(CPP)、高阻隔性透明薄膜(GL)等其中的1或多种通过粘结剂与聚乙烯(PE)膜复合成3-5层的复合膜材，最常见结构为：1.从里到外(将阻隔膜制作成VIP阻隔袋时，PE作为热封层，在阻隔袋内侧)依次设置一层聚乙烯(PE)膜、一层铝(AL)箔，一层镀铝聚对苯二甲酸乙二酯(MPET)膜，一层尼龙(NY)膜，即PE/AL/MPET/NY。
目前市场上还有以下结构的膜材结构组成的真空复合膜存在以下问题：其制作成的真空绝热板使用温度均≤80℃,瞬间最大耐热温度只有180℃左右。对于真空绝热板来说，其优异的绝热性能适合应用于所有隔热保温领域，然而受其使用温度的限制，目前只能应用于冰箱、冷柜、热水器等家电领域和集装箱、冷藏箱等冷链物流，无法用于冶炼、航空航天、化工等保温隔热上，为了拓展真空绝热板的应用领域，需要从解决其使用环境限制，延长寿命方面入手。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种应用范围更广、有效提升耐热温度的耐高温的真空绝热板及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：该一种耐高温的真空绝热板，包括芯材、吸附剂、真空阻隔膜材，所述吸附剂掺杂在芯材中，所述真空阻隔膜材制成套袋后套设在芯材表面，所述真空阻隔膜材包括耐高温层、金属层、阻气阻氧层、热封层，所述阻气阻氧层设置在热封层的外侧，所述金属层设置在阻气阻氧层的外侧，所述耐高温层设置在金属层的外侧，所述耐高温层由聚酰亚胺薄膜层制成，所述金属层由铝箔制成，所述阻气阻氧层镀铝聚对苯二甲酸乙二酯膜、尼龙膜、镀铝乙烯-乙烯醇共聚物膜、流延聚丙烯薄膜、高阻隔性透明薄膜其中的一种或多种复合在一起制成，所述热封层由聚乙烯制成。
进一步的是，所述吸附剂由氧化钙、钡锂合金、氧化钴、氧化钛、氧化铜、氧化锰等其中的一种或多种制成混合制成。
进一步的是，所述芯材为玻璃纤维湿法棉或玻璃纤维干法棉或二氧化硅粉体成型板制成，所述玻璃纤维湿法棉或玻璃纤维干法棉或二氧化硅粉体成型板的纤维的直径为1-9微米，叩解度为5-19SR；所述二氧化硅粉体成型板中的二氧化硅粉体由气硅、气凝胶、珍珠岩、粉煤灰等无机粉体材料制成。
一种上述耐高温的真空绝热板的制造方法，包括如下步骤：
A.准备芯材、吸附剂、真空阻隔膜材；
B.将步骤A中准备的真空阻隔膜材两层重叠放置并将其上下对应的三边热封制成套袋；其中真空阻隔膜材的制备方法，包括如下步骤：
a.准备聚酰亚胺薄膜层并制备成耐高温层，准备铝箔层并制备成金属层，准备镀铝聚对苯二甲酸乙二酯膜层、尼龙膜层、镀铝乙烯-乙烯醇共聚物膜层、流延聚丙烯薄膜层、高阻隔性透明薄膜层其中的一种或多种并制备成阻气阻氧层，准备聚乙烯层并制备成热封层；
b.将步骤a中得到的耐高温层通过粘结剂热压复合在金属层的外侧，其中所述热压复合过程为：先给耐高温层与金属层之间添加粘接剂，然后加热复合辊至合适的温度，然后通过复合辊给耐高温层与金属层施加合适的压力，同时给予二者一定的运转限线速度通过复合辊，然后将其经过干燥得到第一复合膜层；
c.将步骤b中得到的第一复合膜层通过粘结剂热压复合在阻气阻氧层的外侧且金属层与阻气阻氧层相邻，其中所述热压复合过程为：先给第一复合膜层与阻气阻氧层之间添加粘接剂，然后加热复合辊至合适的温度，然后通过复合辊给第一复合膜层与阻气阻氧层施加合适的压力，同时给予二者一定的运转限线速度通过复合辊，然后将其经过干燥得到第二复合膜层；
d.将步骤c中得到的第二复合膜层通过粘结剂热压复合在热封层的外侧且阻气阻氧层与热封层相邻，其中所述热压复合过程为：先给第二复合膜层与热封层之间添加粘接剂，然后加热复合辊至合适的温度，然后通过复合辊给第二复合膜层与热封层施加合适的压力，同时给予二者一定的运转限线速度通过复合辊，然后将其经过干燥得到第三复合膜层；
e.将步骤d中得到的第三复合膜层放入保温室进行保温处理后得到耐高温的真空阻隔复合膜材；
C.将步骤A中准备的芯材放入干燥箱中进行烘干处理；
D.将步骤A中准备的吸附剂放在步骤C中处理得到的芯材的表面或掺杂在步骤C中处理得到的芯材中后装入步骤B中处理得到的套袋中得到套袋芯材；
E.将步骤D中处理得到的套袋芯材放入真空封口设备中进行抽真空并封口处理后得到耐高温的真空绝热板的半成品；
F.将步骤E中处理得到的耐高温的真空绝热板的半成品进行折边处理得到耐高温的真空绝热板成品。
进一步的是，所述步骤B中的热封温度为120-200℃,热封时间为1-10秒，热封压力为0.1-0.8MPA，封口的宽度为5-30mm。
进一步的是，所述步骤C中的烘干温度为150-300℃，烘干时间为5-300分钟。
进一步的是，所述步骤E中抽真空后套袋内的气压小于0.1Pa并在0.1Pa的环境中保压且保压时间大于一分钟。
进一步的是，所述步骤E中封口宽度为10-30mm，封口热封强度为45N/15mm。
进一步的是，所述步骤B中真空阻隔膜材的制备方法的步骤a中，所述聚酰亚胺薄膜的厚度为1-50μm；所述铝箔层的厚度为1-12μm，所述镀铝聚对苯二甲酸乙二酯层的厚度为1-30μm，所述尼龙层的厚度为1-50μm，所述镀铝乙烯-乙烯醇共聚物层的厚度为1-30μm，所述流延聚丙烯薄膜层的厚度为1-35μm，所述高阻隔性透明薄膜层的厚度为1-35μm，所述聚乙烯层的厚度为1-80μm。
进一步的是，所述步骤B中真空阻隔膜材的制备方法的步骤e中，所述保温处理的温度为30-80℃。
本发明的有益效果：该一种耐高温的真空绝热板的真空阻隔复合膜的耐高温层采用聚酰亚胺薄膜，有突出的耐高温、耐辐射、耐化学腐蚀和电绝缘性能，可在250～280℃空气中长期使用，短时可达到400℃的高温，大大拓宽了其使用范围和应用领域；其次聚酰亚胺薄膜与铝箔复合，强化了整体膜材的耐辐射性和阻气性能，从而大大延长了该一种耐高温的真空绝热板使用寿命。
附图说明
图1是本发明所述的该一种耐高温的真空绝热板的结构示意图；
图2是本发明所述的该真空阻隔膜材的结构示意图；
图中标记说明：真空阻隔膜材1、耐高温层101、金属层102、阻气阻氧层103、热封层104、芯材2、吸附剂3。
具体实施方式
下面结合附图，详细描述本发明的技术方案。
如图1、2所示，该一种耐高温的真空绝热板，包括芯材2、吸附剂3、真空阻隔膜材1，所述吸附剂3掺杂在芯材2中，所述真空阻隔膜材1制成套袋后套设在芯材2表面，所述真空阻隔膜材1包括耐高温层101、金属层102、阻气阻氧层103、热封层104，所述阻气阻氧层103设置在热封层104的外侧，所述金属层102设置在阻气阻氧层103的外侧，所述耐高温层101设置在金属层102的外侧，所述耐高温层101由聚酰亚胺薄膜层制成，所述金属层102由铝箔制成，所述阻气阻氧层103镀铝聚对苯二甲酸乙二酯膜、尼龙膜、镀铝乙烯-乙烯醇共聚物膜、流延聚丙烯薄膜、高阻隔性透明薄膜其中的一种或多种复合在一起制成，所述热封层104由聚乙烯制成。该一种耐高温的真空绝热板的真空阻隔复合膜材1的耐高温层101采用聚酰亚胺薄膜，有突出的耐高温、耐辐射、耐化学腐蚀和电绝缘性能，可在250～280℃空气中长期使用，短时可达到400℃的高温，大大拓宽了其使用范围和应用领域；其次聚酰亚胺薄膜与铝箔复合，强化了整体膜材的耐辐射性和阻气性能，从而大大延长了该一种耐高温的真空绝热板使用寿命。
在上述实施例中，作为优选的，所述吸附剂3由氧化钙、钡锂合金、氧化钴、氧化钛、氧化铜、氧化锰等其中的一种或多种制成混合制成。
作为优选的，所述芯材2为玻璃纤维湿法棉或玻璃纤维干法棉或二氧化硅粉体成型板制成，所述玻璃纤维湿法棉或玻璃纤维干法棉或二氧化硅粉体成型板的纤维的直径为1-9微米，叩解度为5-19SR；所述二氧化硅粉体成型板中的二氧化硅粉体由气硅、气凝胶、珍珠岩、粉煤灰等无机粉体材料制成。
进一步的是，一种耐高温的真空绝热板的制造方法，包括如下步骤：A.准备芯材2、吸附剂3、真空阻隔膜材1；
B.将步骤A中准备的真空阻隔膜材1两层重叠放置并将其上下对应的三边热封制成套袋；其中真空阻隔膜材1的制备方法，包括如下步骤：
a.准备聚酰亚胺薄膜层并制备成耐高温层101，准备铝箔层并制备成金属层102，准备镀铝聚对苯二甲酸乙二酯膜层、尼龙膜层、镀铝乙烯-乙烯醇共聚物膜层、流延聚丙烯薄膜层、高阻隔性透明薄膜层其中的一种或多种并制备成阻气阻氧层103，准备聚乙烯层并制备成热封层104；
b.将步骤a中得到的耐高温层101通过粘结剂热压复合在金属层102的外侧，其中所述热压复合过程为：先给耐高温层101与金属层102之间添加粘接剂，然后加热复合辊至合适的温度，然后通过复合辊给耐高温层101与金属层102施加合适的压力，同时给予二者一定的运转限线速度通过复合辊，然后将其经过干燥得到第一复合膜层；
c.将步骤b中得到的第一复合膜层通过粘结剂热压复合在阻气阻氧层103的外侧且金属层102与阻气阻氧层103相邻，其中所述热压复合过程为：先给第一复合膜层与阻气阻氧层103之间添加粘接剂，然后加热复合辊至合适的温度，然后通过复合辊给第一复合膜层与阻气阻氧层103施加合适的压力，同时给予二者一定的运转限线速度通过复合辊，然后将其经过干燥得到第二复合膜层；
d.将步骤c中得到的第二复合膜层通过粘结剂热压复合在热封层104的外侧且阻气阻氧层103与热封层104相邻，其中所述热压复合过程为：先给第二复合膜层与热封层104之间添加粘接剂，然后加热复合辊至合适的温度，然后通过复合辊给第二复合膜层与热封层104施加合适的压力，同时给予二者一定的运转限线速度通过复合辊，然后将其经过干燥得到第三复合膜层；
e.将步骤d中得到的第三复合膜层放入保温室进行保温处理后得到耐高温的真空阻隔复合膜材；
C.将步骤A中准备的芯材2放入干燥箱中进行烘干处理；
D.将步骤A中准备的吸附剂3放在步骤C中处理得到的芯材2的表面或掺杂在步骤C中处理得到的芯材2中后装入步骤B中处理得到的套袋中得到套袋芯材；
E.将步骤D中处理得到的套袋芯材放入真空封口设备中进行抽真空并封口处理后得到耐高温的真空绝热板的半成品；
F.将步骤E中处理得到的耐高温的真空绝热板的半成品进行折边处理得到耐高温的真空绝热板成品。
作为优选的，所述步骤B中的热封温度为120-200℃,热封时间为1-10秒，热封压力为0.1-0.8MPA，封口的宽度为5-30mm。
作为优选的，所述步骤C中的烘干温度为150-300℃，烘干时间为5-300分钟。
作为优选的，所述步骤E中抽真空后套袋内的气压小于0.1Pa并在0.1Pa的环境中保压且保压时间大于一分钟。
作为优选的，所述步骤E中封口宽度为10-30mm，封口热封强度为45N/15mm。
作为优选的，所述步骤B中真空阻隔膜材1的制备方法的步骤a中，所述聚酰亚胺薄膜的厚度为1-50μm；所述铝箔层的厚度为1-12μm，所述镀铝聚对苯二甲酸乙二酯层的厚度为1-30μm，所述尼龙层的厚度为1-50μm，所述镀铝乙烯-乙烯醇共聚物层的厚度为1-30μm，所述流延聚丙烯薄膜层的厚度为1-35μm，所述高阻隔性透明薄膜层的厚度为1-35μm，所述聚乙烯层的厚度为1-80μm。
作为优选的，所述步骤B中真空阻隔膜材1的制备方法的步骤e中，所述保温处理的温度为30-80℃。
作为优选的，所述步骤B中：步骤b中的粘结剂的工作浓度为30-65％，复合辊的温度为61-100℃，复合辊压力为0.1-0.98MPa，运转线速度为60-100m/min，干燥温度为50-100℃。
作为优选的，所述步骤B中：步骤c中的的工作浓度为50-65％，复合辊的温度为61-65℃，复合辊压力为0.1-0.98MPa，运转线速度为60-100m/min，干燥温度为50-100℃。
作为优选的，所述步骤B中：步骤d中的粘结剂的工作浓度为50-65％，复合辊的温度为30-65℃，复合辊压力为0.1-0.98MPa，运转线速度为60-100m/min，干燥温度为50-80℃。
作为优选的，所述步骤B中：步骤b、c、d中的粘结剂均为水溶性胶水。
Claims (10)
1.一种耐高温的真空绝热板，包括芯材(2)、吸附剂(3)、真空阻隔膜材(1)，所述吸附剂(3)掺杂在芯材(2)中，所述真空阻隔膜材(1)制成套袋后套设在芯材(2)表面，其特征在于：所述真空阻隔膜材(1)包括耐高温层(101)、金属层(102)、阻气阻氧层(103)、热封层(104)，所述阻气阻氧层(103)设置在热封层(104)的外侧，所述金属层(102)设置在阻气阻氧层(103)的外侧，所述耐高温层(101)设置在金属层(102)的外侧，所述耐高温层(101)由聚酰亚胺薄膜层制成，所述金属层(102)由铝箔制成，所述阻气阻氧层(103)镀铝聚对苯二甲酸乙二酯膜、尼龙膜、镀铝乙烯-乙烯醇共聚物膜、流延聚丙烯薄膜、高阻隔性透明薄膜其中的一种或多种复合在一起制成，所述热封层(104)由聚乙烯制成。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温的真空绝热板，其特征在于：所述吸附剂(3)由氧化钙、钡锂合金、氧化钴、氧化钛、氧化铜、氧化锰等其中的一种或多种制成混合制成。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温的真空绝热板，其特征在于：所述芯材(2)为玻璃纤维湿法棉或玻璃纤维干法棉或二氧化硅粉体成型板制成，所述玻璃纤维湿法棉或玻璃纤维干法棉或二氧化硅粉体成型板的纤维的直径为1-9微米，叩解度为5-19SR；所述二氧化硅粉体成型板中的二氧化硅粉体由气硅、气凝胶、珍珠岩、粉煤灰等无机粉体材料制成。
4.一种权利要求1所述的耐高温的真空绝热板的制造方法，包括如下步骤：
A.准备芯材(2)、吸附剂(3)、真空阻隔膜材(1)；
B.将步骤A中准备的真空阻隔膜材(1)两层重叠放置并将其上下对应的三边热封制成套袋；其中真空阻隔膜材(1)的制备方法，包括如下步骤：
a.准备聚酰亚胺薄膜层并制备成耐高温层(101)，准备铝箔层并制备成金属层(102)，准备镀铝聚对苯二甲酸乙二酯膜层、尼龙膜层、镀铝乙烯-乙烯醇共聚物膜层、流延聚丙烯薄膜层、高阻隔性透明薄膜层其中的一种或多种并制备成阻气阻氧层(103)，准备聚乙烯层并制备成热封层(104)；
b.将步骤a中得到的耐高温层(101)通过粘结剂热压复合在金属层(102)的外侧，其中所述热压复合过程为：先给耐高温层(101)与金属层(102)之间添加粘接剂，然后加热复合辊至合适的温度，然后通过复合辊给耐高温层(101)与金属层(102)施加合适的压力，同时给予二者一定的运转限线速度通过复合辊，然后将其经过干燥得到第一复合膜层；
c.将步骤b中得到的第一复合膜层通过粘结剂热压复合在阻气阻氧层(103)的外侧且金属层(102)与阻气阻氧层(103)相邻，其中所述热压复合过程为：先给第一复合膜层与阻气阻氧层(103)之间添加粘接剂，然后加热复合辊至合适的温度，然后通过复合辊给第一复合膜层与阻气阻氧层(103)施加合适的压力，同时给予二者一定的运转限线速度通过复合辊，然后将其经过干燥得到第二复合膜层；
d.将步骤c中得到的第二复合膜层通过粘结剂热压复合在热封层(104)的外侧且阻气阻氧层(103)与热封层(104)相邻，其中所述热压复合过程为：先给第二复合膜层与热封层(104)之间添加粘接剂，然后加热复合辊至合适的温度，然后通过复合辊给第二复合膜层与热封层(104)施加合适的压力，同时给予二者一定的运转限线速度通过复合辊，然后将其经过干燥得到第三复合膜层；
e.将步骤d中得到的第三复合膜层放入保温室进行保温处理后得到耐高温的真空阻隔复合膜材；
C.将步骤A中准备的芯材(2)放入干燥箱中进行烘干处理；
D.将步骤A中准备的吸附剂(3)放在步骤C中处理得到的芯材(2)的表面或掺杂在步骤C中处理得到的芯材(2)中后装入步骤B中处理得到的套袋中得到套袋芯材；
E.将步骤D中处理得到的套袋芯材放入真空封口设备中进行抽真空并封口处理后得到耐高温的真空绝热板的半成品；
F.将步骤E中处理得到的耐高温的真空绝热板的半成品进行折边处理得到耐高温的真空绝热板成品。
5.根据权利要求4所述的耐高温的真空绝热板的制造方法，其特征在于：所述步骤B中的热封温度为120-200℃,热封时间为1-10秒，热封压力为0.1-0.8MPA，封口的宽度为5-30mm。
6.根据权利要求2所述的耐高温的真空绝热板的制造方法，其特征在于：所述步骤C中的烘干温度为150-300℃，烘干时间为5-300分钟。
7.根据权利要求4所述的耐高温的真空绝热板的制造方法，其特征在于：所述步骤E中抽真空后套袋内的气压小于0.1Pa并在0.1Pa的环境中保压且保压时间大于一分钟。
8.根据权利要求4所述的耐高温的真空绝热板的制造方法，其特征在于：所述步骤E中封口宽度为10-30mm，封口热封强度为45N/15mm。
9.根据权利要求4所述的耐高温的真空绝热板的制造方法，其特征在于：所述步骤B中真空阻隔膜材(1)的制备方法的步骤a中，所述聚酰亚胺薄膜的厚度为1-50μm；所述铝箔层的厚度为1-12μm，所述镀铝聚对苯二甲酸乙二酯层的厚度为1-30μm，所述尼龙层的厚度为1-50μm，所述镀铝乙烯-乙烯醇共聚物层的厚度为1-30μm，所述流延聚丙烯薄膜层的厚度为1-35μm，所述高阻隔性透明薄膜层的厚度为1-35μm，所述聚乙烯层的厚度为1-80μm。
10.根据权利要求4所述的耐高温的真空绝热板的制造方法，其特征在于：所述步骤B中真空阻隔膜材(1)的制备方法的步骤e中，所述保温处理的温度为30-80℃。
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| CN113547815A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-26 | 安徽省恳思惠新型材料有限责任公司 | 一种真空绝热板用耐高温膜材及真空绝热复合板材 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102555369A (zh) * | 2010-12-09 | 2012-07-11 | 财团法人工业技术研究院 | 阻气热封复合膜及包含此复合膜的真空绝热板 |
| CN103958954A (zh) * | 2011-12-02 | 2014-07-30 | 乐金华奥斯有限公司 | 高温用真空绝热材料 |
| CN107415347A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-12-01 | 苏州维艾普新材料股份有限公司 | 一种真空绝热板的多层复合膜材 |
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2020
- 2020-12-23 CN CN202011536571.9A patent/CN112693196A/zh active Pending
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