CN114311867A - 一种新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，包括气凝胶复合隔热芯材和封装膜材，封装膜材将气凝胶复合隔热芯材封装；气凝胶复合隔热芯材呈叠层式结构。叠层式结构可以是缠绕方式、折叠方式和直接叠层方式的一种或多种，直接对厚度0.01‑3mm的气凝胶复合隔热材料进行加工。本发明结构具有以下优点：（1）本发明的叠层式结构，减少了层与层之间热传导的通道，进而可以提高隔热垫厚度方向隔热效果；（2）通过有效的叠层组合，可以使用标准厚度的气凝胶毡制备出不同厚度规格的气凝胶隔热垫产品，有利于气凝胶毡的标准化生产和降本推广；（3）本发明所用的叠层式方法具有更优的厚度均匀性。
Description
技术领域
本发明属于隔热技术领域，具体涉及一种新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫。
背景技术
气凝胶隔热垫传统方式是直接使用相应厚度的气凝胶毡，通过压力压至所需厚度生产制备，此方式限制了隔热垫气凝胶毡生产的标准化和一致性，不利于气凝胶生产的降本和大范围的推广应用。而且传统方式所使用的厚的气凝胶毡原材料为整体结构，在气凝胶毡纵向有贯穿纤维，增加了厚度方向的热传导通道，不利于气凝胶隔热垫的隔热。
发明内容
针对上述现有技术中描述的不足，本发明提供一种新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫。
本发明所采用的技术方案为：
一种新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，包括气凝胶复合隔热芯材和封装膜材，封装膜材将气凝胶复合隔热芯材封装；所述气凝胶复合隔热芯材呈叠层式结构。所述的叠层式结构可以是缠绕方式、折叠方式和直接叠层方式的一种或多种，直接对厚度0.01-3mm的气凝胶复合隔热材料进行加工，然后通过采用不同的叠层组合结构制备出不同厚度规格的产品。
作为本发明的一种优选方案，所述气凝胶复合隔热芯材包括至少一个气凝胶复合隔热子芯材，每个所述气凝胶复合隔热子芯材为由内向外或由外向内缠绕而成的叠层结构。同一个气凝胶复合隔热子芯材缠绕后是在厚度方向叠加，在长度和宽度方向都在一个限定的范围内，而且同一个气凝胶复合隔热子芯材在缠绕叠层时是直接接触，气凝胶复合隔热子芯材可以直接是一个也可以至少两个。
作为本发明的一种优选方案，所述气凝胶复合隔热芯材包括至少两个气凝胶复合隔热子芯材，相邻气凝胶复合隔热子芯材直接叠放在一起，对于相同叠层方式的气凝胶复合隔热子芯材采用直接叠放的方式，用来生产不同厚度的产品。
作为本发明的一种优选方案，所述气凝胶复合隔热芯材包括至少一个气凝胶复合隔热子芯材I和至少一个气凝胶复合隔热子芯材II；气凝胶复合隔热子芯材I和气凝胶复合隔热子芯材II之间和/或气凝胶复合隔热子芯材I与气凝胶复合隔热子芯材I之间和/或气凝胶复合隔热子芯材II和气凝胶复合隔热子芯材II之间直接叠放在一起。
作为本发明的一种优选方案，所述气凝胶复合隔热子芯材I为由内向外或由外向内缠绕而成的叠层结构；气凝胶复合隔热子芯材II为由下向上或由上向下折叠而成的叠层结构。采用两种不同叠层方式进行组合，来制备不同厚度规格的产品。
作为本发明的一种优选方案，所述气凝胶复合隔热子芯材I为由内向外或由外向内缠绕而成的叠层结构；气凝胶复合隔热子芯材II为直接叠层结构。采用两种不同叠层方式进行组合，来制备不同厚度规格的产品。
作为本发明的一种优选方案，所述气凝胶复合隔热芯材还包括至少一个气凝胶复合隔热子芯材III，气凝胶复合隔热子芯材III与气凝胶复合隔热子芯材I之间和/或气凝胶复合隔热子芯材III与气凝胶复合隔热子芯材II之间和/或气凝胶复合隔热子芯材III与气凝胶复合隔热子芯材III之间直接叠放在一起。采用三种叠层方式组合，来进一步完善不同规格厚度产品的制备。
作为本发明的一种优选方案，所述气凝胶复合隔热子芯材I为由内向外或由外向内缠绕而成的叠层结构；气凝胶复合隔热子芯材II为直接叠层结构；气凝胶复合隔热子芯材III为由下向上或由上向下折叠而成的叠层结构。
作为本发明的一种优选方案，所述气凝胶复合隔热芯材包括至少一个气凝胶复合隔热子芯材，所述气凝胶复合隔热子芯材为由下向上或由上向下折叠而成的叠层结构。同一个气凝胶复合隔热子芯材折叠后是在厚度方向叠加，在长度和宽度方向都在一个限定的范围内，而且同一个气凝胶复合隔热子芯材在折叠叠层时是直接接触，气凝胶复合隔热子芯材可以直接是一个也可以至少两个。
作为本发明的一种优选方案，所述气凝胶复合隔热芯材包括至少两个气凝胶复合隔热子芯材，相邻气凝胶复合隔热子芯材直接叠放在一起。
作为本发明的一种优选方案，所述气凝胶复合隔热芯材包括至少两个气凝胶复合隔热子芯材，相邻气凝胶复合隔热子芯材直接叠放在一起形成直接叠层结构。
作为本发明的一种优选方案，所述气凝胶复合隔热芯材包括气凝胶材料和支撑材料。所述气凝胶材料为单组分气凝胶或多组分气凝胶；单组分气凝胶包括SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、TiO2气凝胶、碳气凝胶、聚氨酯气凝胶、石墨烯气凝胶等有机和无机气凝胶材料中的一种或多种；多组分气凝胶包括但不限于SiO2/Al2O3复合气凝胶、SiO2/Al2O3/TiO2复合气凝胶。
所述支撑材料包括预氧丝毡，玻璃纤维毡，陶瓷纤维毡、氧化铝纤维毡、氧化锆纤维毡、芳纶纤维毡、莫来石纤维毡、玄武岩纤维毡、无纺布，纤维纸、泡棉等有机和无机纤维毡材料中的一种或多种。
所述封装膜材包括薄膜层和胶层。所述薄膜层包括PET膜、PI膜、PEN膜、PVC膜、PE膜、金属箔；因为是上下两层薄膜层，所以两个薄膜层可以采用相同的结构也可以采用不同的结构，并且薄膜层通过胶层与气凝胶复合隔热芯材连接。所述胶层采用丙烯酸胶和/或环氧胶。
本发明还提供一种应用在新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫中的气凝胶复合隔热芯材。
本发明创新性地采用缠绕方式或者折叠方式或直接叠层的方式将厚度为0.01~3mm气凝胶复合隔热材料进行加工，并通过膜材封装的方式制备出具备隔热性能优越的隔热材料。
本发明结构具有以下优点：（1）本发明的叠层式结构，减少了层与层之间热传导的通道，进而可以提高隔热垫厚度方向隔热效果；（2）通过有效的叠层组合，可以使用标准厚度的气凝胶毡制备出不同厚度规格的气凝胶隔热垫产品，有利于气凝胶毡的标准化生产和降本推广；（3）本发明所用的叠层式方法具有更优的厚度均匀性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为采用折叠叠层结构的气凝胶复合隔热芯材封膜前的结构示意图。
图2为折叠叠层结构的气凝胶复合隔热芯材封膜后的结构示意图。
图3为采用缠绕叠层结构的气凝胶复合隔热芯材封膜前的结构示意图。
图4为缠绕叠层结构的气凝胶复合隔热芯材封膜后的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，包括气凝胶复合隔热芯材1和封装膜材2，封装膜材将气凝胶复合隔热芯材封装；所述气凝胶复合隔热芯材呈叠层式结构。本实施例中所述的叠层式结构是折叠叠层式结构，直接对厚度0.01-3mm的气凝胶复合隔热材料进行加工。
所述气凝胶复合隔热芯材包括一个气凝胶复合隔热子芯材，如图1所示，所述气凝胶复合隔热子芯材为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由下向上或由上向下折叠而成的叠层结构。同一个气凝胶复合隔热子芯材折叠后是在厚度方向叠加，在长度和宽度方向都在一个限定的范围内，而且同一个气凝胶复合隔热子芯材在折叠叠层时是直接接触。
气凝胶复合隔热子芯材，折叠完成后用封装膜材进行封装，封装后结构如图2所示，图中所显示的叠层之间的空隙仅是为了释义，并非真实情况的显示。
为了制备不同厚度的隔热垫产品，气凝胶复合隔热子芯材可以直接是一个也可以至少两个。当包括至少两个气凝胶复合隔热子芯材时，每个气凝胶复合隔热子芯材各自折叠后，再将相邻气凝胶复合隔热子芯材直接叠放在一起，最后用封装膜材进行封装。
并且所述的气凝胶复合隔热芯材包括气凝胶材料和支撑材料。所述气凝胶材料为单组分气凝胶或多组分气凝胶；单组分气凝胶包括SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、TiO2气凝胶、碳气凝胶、聚氨酯气凝胶、石墨烯气凝胶等有机和无机气凝胶材料中的一种或多种；多组分气凝胶包括但不限于SiO2/Al2O3复合气凝胶、SiO2/Al2O3/TiO2复合气凝胶。
所述支撑材料包括预氧丝毡，玻璃纤维毡，陶瓷纤维毡、氧化铝纤维毡、氧化锆纤维毡、芳纶纤维毡、莫来石纤维毡、玄武岩纤维毡、无纺布，纤维纸、泡棉等有机和无机纤维毡材料中的一种或多种。
所述封装膜材包括薄膜层3和胶层4。所述薄膜层包括PET膜、PI膜、PEN膜、PVC膜、PE膜、金属箔等；因为是上下两层薄膜层，所以两个薄膜层可以采用相同的结构也可以采用不同的结构，并且薄膜层通过胶层与气凝胶复合隔热芯材连接。所述胶层采用丙烯酸胶和/或环氧胶。
实施例2：
一种新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，包括气凝胶复合隔热芯材1和封装膜材2，封装膜材将气凝胶复合隔热芯材封装；所述气凝胶复合隔热芯材呈叠层式结构。本实施例中所述的叠层式结构是缠绕叠层式结构，直接对厚度0.01-3mm的气凝胶复合隔热材料进行加工。
所述气凝胶复合隔热芯材包括至少一个气凝胶复合隔热子芯材，每个所述气凝胶复合隔热子芯材为由厚度0.01-3mm的气凝胶毡内向外或由外向内缠绕而成的叠层结构，所述的厚度可以采用0.01-3mm，优选为0.01mm、1mm、2mm、3mm，本实施例中采用一个气凝胶复合隔热子芯材，如图3所示。
同一个气凝胶复合隔热子芯材缠绕后是在厚度方向叠加，在长度和宽度方向都在一个限定的范围内，而且同一个气凝胶复合隔热子芯材在缠绕叠层时是直接接触，气凝胶复合隔热子芯材可以直接是一个也可以至少两个。
气凝胶复合隔热子芯材，缠绕完成后用封装膜材进行封装，封装后结构如图4所示。
为了制备不同厚度的隔热垫产品，气凝胶复合隔热子芯材可以直接是一个也可以至少两个。当包括至少两个气凝胶复合隔热子芯材时，每个气凝胶复合隔热子芯材各自缠绕后，再将相邻气凝胶复合隔热子芯材直接叠放在一起，最后用封装膜材进行封装，其余与实施例1相同。
实施例3：
一种新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，包括气凝胶复合隔热芯材和封装膜材，封装膜材将气凝胶复合隔热芯材封装；所述气凝胶复合隔热芯材呈叠层式结构。本实施例中所述的叠层式结构是直接叠层式结构，所述气凝胶复合隔热芯材包括至少两个气凝胶复合隔热子芯材，相邻气凝胶复合隔热子芯材直接叠放在一起形成直接叠层结构。直接对厚度0.01-3mm的气凝胶复合隔热材料进行加工，所述的厚度可以采用0.01-3mm，优选为0.01mm、1mm、2mm、3mm，。
气凝胶复合隔热子芯材叠放后用封装膜材进行封装，其余与实施例1相同。
实施例4：
一种新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，包括气凝胶复合隔热芯材和封装膜材，封装膜材将气凝胶复合隔热芯材封装；所述气凝胶复合隔热芯材包括至少一个气凝胶复合隔热子芯材I和至少一个气凝胶复合隔热子芯材II。本实施例就包括两种结构的气凝胶复合隔热子芯材。
气凝胶复合隔热子芯材I和气凝胶复合隔热子芯材II之间和/或气凝胶复合隔热子芯材I与气凝胶复合隔热子芯材I之间和/或气凝胶复合隔热子芯材II和气凝胶复合隔热子芯材II之间直接叠放在一起。根据实际使用的进行组合叠放，并且所述气凝胶复合隔热子芯材I为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由内向外或由外向内缠绕而成的叠层结构；气凝胶复合隔热子芯材II为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由下向上或由上向下折叠而成的叠层结构。采用两种不同叠层方式进行组合，来制备不同厚度规格的产品，所述的厚度可以采用0.01-3mm，优选为0.01mm、1mm、2mm、3mm。
实施例5：
一种新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，所述气凝胶复合隔热子芯材I为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由内向外或由外向内缠绕而成的叠层结构；气凝胶复合隔热子芯材II为厚度0.01-3mm的气凝胶毡直接叠层结构，所述的厚度可以采用0.01-3mm，优选为0.01mm、1mm、2mm、3mm。采用两种不同叠层方式行组合，来制备不同厚度规格的产品，其余与实施例4相同。
实施例6：
一种新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，所述气凝胶复合隔热芯材还包括至少一个气凝胶复合隔热子芯材III，即具有三种结构的气凝胶复合隔热子芯材；气凝胶复合隔热子芯材III与气凝胶复合隔热子芯材I之间和/或气凝胶复合隔热子芯材III与气凝胶复合隔热子芯材II之间和/或气凝胶复合隔热子芯材III与气凝胶复合隔热子芯材III之间直接叠放在一起。采用三种结构根据实际生产进行叠层方式组合，来进一步完善不同规格厚度产品的制备，并且所述气凝胶复合隔热子芯材I为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由内向外或由外向内缠绕而成的叠层结构；气凝胶复合隔热子芯材II为厚度0.01-3mm的气凝胶毡直接叠层结构；气凝胶复合隔热子芯材III为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由下向上或由上向下折叠而成的叠层结构，所述的厚度可以采用0.01-3mm，优选为0.01mm、1mm、2mm、3mm。
实施例7：
一种应用在新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫中的气凝胶复合隔热芯材。
本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，包括气凝胶复合隔热芯材（1）和封装膜材（2），封装膜材将气凝胶复合隔热芯材封装；其特征在于：所述气凝胶复合隔热芯材呈叠层式结构。
2.根据权利要求1所述的新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，其特征在于：所述气凝胶复合隔热芯材包括至少一个气凝胶复合隔热子芯材；每个所述气凝胶复合隔热子芯材为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由内向外或由外向内缠绕而成的叠层结构。
3.根据权利要求1所述的新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，其特征在于：所述气凝胶复合隔热芯材包括至少一个气凝胶复合隔热子芯材I和至少一个气凝胶复合隔热子芯材II；气凝胶复合隔热子芯材I和气凝胶复合隔热子芯材II之间和/或气凝胶复合隔热子芯材I与气凝胶复合隔热子芯材I之间和/或气凝胶复合隔热子芯材II和气凝胶复合隔热子芯材II之间直接叠放在一起。
4.根据权利要求3所述的新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，其特征在于：所述气凝胶复合隔热子芯材I为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由内向外或由外向内缠绕而成的叠层结构；气凝胶复合隔热子芯材II为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由下向上或由上向下折叠而成的叠层结构；或所述气凝胶复合隔热子芯材I为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由内向外或由外向内缠绕而成的叠层结构；气凝胶复合隔热子芯材II为厚度0.01-3mm的气凝胶毡直接叠层结构。
5.根据权利要求3所述的新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，其特征在于：所述气凝胶复合隔热芯材还包括至少一个气凝胶复合隔热子芯材III，气凝胶复合隔热子芯材III与气凝胶复合隔热子芯材I之间和/或气凝胶复合隔热子芯材III与气凝胶复合隔热子芯材II之间和/或气凝胶复合隔热子芯材III与气凝胶复合隔热子芯材III之间直接叠放在一起。
6.根据权利要求5所述的新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，其特征在于：所述气凝胶复合隔热子芯材I为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由内向外或由外向内缠绕而成的叠层结构；气凝胶复合隔热子芯材II为厚度0.01-3mm的气凝胶毡直接叠层结构；气凝胶复合隔热子芯材III为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由下向上或由上向下折叠而成的叠层结构。
7.根据权利要求1所述的新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，其特征在于：所述气凝胶复合隔热芯材包括至少一个气凝胶复合隔热子芯材，所述气凝胶复合隔热子芯材为厚度0.01-3mm的气凝胶毡由下向上或由上向下折叠而成的叠层结构。
8.根据权利要求1所述的新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，其特征在于：所述气凝胶复合隔热芯材包括至少两个气凝胶复合隔热子芯材，相邻气凝胶复合隔热子芯材直接叠放在一起形成直接叠层结构。
9.根据权利要求1-8中任一所述的新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫，其特征在于：所述气凝胶复合隔热芯材包括气凝胶材料和支撑材料。
10.一种应用在如权利要求1-8中任一所述的新型叠层结构的气凝胶复合隔热垫中的气凝胶复合隔热芯材。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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