CN114311907A - 一种真空绝热板及其制备方法 - Google Patents

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CN114311907A CN202111681621.7A CN202111681621A CN114311907A CN 114311907 A CN114311907 A CN 114311907A CN 202111681621 A CN202111681621 A CN 202111681621A CN 114311907 A CN114311907 A CN 114311907A
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赵培培
张克含
陈健
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Abstract

本发明提供了一种真空绝热板及其制备方法，属于保温材料技术领域。本发明的复合膜以PE作为保护层，以铝箔和PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜中的至少一种作为阻隔层，提高板材的隔热效果；再将复合膜制备成矩形凹槽阵列结构，随后将芯板颗粒和袋装吸气剂加入，得到第二结构体，再将两个相同结构的第二结构体镜像放置，然后进行密封和抽真空，通过控制芯板颗粒的原料组成，能够在抽真空过程中形成纳米孔隙，利用纳米孔隙对真空气压不敏感使得板材内部存在独立的蜂窝真空单元，进一步提高板材的隔热效果；最后将一个或多个第三结构体进行多层组装进一步增加了蜂窝真空单元的数量，能够在省略遮光剂的同时降低导热系数。

Description

一种真空绝热板及其制备方法
技术领域
本发明属于保温材料技术领域，具体涉及一种真空绝热板及其制备方法。
背景技术
随着我国居民生活水平的提高，人们对生活起居的建筑热环境的要求也不断提高，伴随而来则是建筑能耗不断攀升，能源危机甚至成为影响我国经济持续健康发展的重要因素。而外墙传热面积占整个建筑物外围护结构总面积的66％以上，通过外墙体传热所造成的能耗损失约占建筑的外围护结构总能耗损失的65～75％。因此，墙体的节能是降低建筑物总能耗最直接最有效的手段。而墙体节能主要是采用真空绝热板(VIP板)，真空绝热板是基于真空绝热原理，通过抽出板内空气达到一定的真空度并填充多种绝热材料作为骨架，降低热传导、对流和辐射换热。
随着降低能耗的需求的不断增加，对真空绝热板的研究也越来越多，如发明专利CN102587517A记载了一种真空绝热板，采用纳米二氧化硅与多尺度的膨胀珍珠岩和短切纤维按比例混合后压制制备芯材，真空封装于铝塑复合袋中制得VIP板，虽然该类VIP板成本较低，但是导热系数高，超过了10mW/(m·K)；再如专利CN110285289A记载了一种真空绝热板，包括气体阻隔袋和芯材，其中芯材真空封装于气体阻隔袋内，芯材包括质量分数为60～95％的气相二氧化硅、3～35％的增强胶粘纤维和2～10％的辐射遮光剂，气体阻隔袋由气体阻隔膜热封边制得，而气体阻隔膜由外层的保护层、中间的阻隔层以及内侧的热封层复合而成，气体阻隔膜的保护层为PET或PA，阻隔层为镀铝PET与EVOH复合的一层或多层，热封层为LDPE，此类板材虽然导热系数低于10mW/(m·K)，但其必须添加遮光剂才能保证其导热系数，而遮光剂的添加势必会导致成本增加，限制了工业化的发展。
因此，有必要对真空绝热板进行改性，使其在省略遮光剂的前提下具有极低的导热系数。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空绝热板及其制备方法。本发明提供的制备方法制备得到的真空绝热板未添加遮光剂，但导热系数极低，保温效果好。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种真空绝热板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将复合膜制备成具有矩形凹槽阵列结构的第一结构体；所述复合膜包括依次排列的第一表层、内层和第二表层；所述第一表层和第二表层为PE膜；所述内层为喷溅有铝箔的树脂膜；所述树脂膜为PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜中的至少一种；所述矩形凹槽阵列结构中各矩形凹槽的尺寸相同；每行相邻两个矩形凹槽的间距不低于单个矩形凹槽的横向宽度；每列相邻两个矩形凹槽的间距不低于单个矩形凹槽的纵向宽度；相邻两行矩形凹槽交错分布；
(2)在所述步骤(1)得到的第一结构体的矩形凹槽中填充芯板颗粒和袋装吸气剂，得到第二结构体；所述芯板颗粒由以下质量份的原料制备得到：玻璃纤维/岩棉0～30份和憎水硅气凝胶70～100份；
(3)将两个所述步骤(2)得到的第二结构体镜像放置，使两个第二结构体中填充有芯板颗粒和袋装吸气剂的凹槽相对，然后进行密封和抽真空，得到具有上下对称凸起的第三结构体；
(4)将一个或多个所述步骤(3)得到的第三结构体进行多层组装，使所述每层的凸起之间的空隙被相邻层的凸起填充，得到第四结构体；所述组装的方式为将一个第三结构体按行或按列折叠或将多个第三结构体镶嵌堆叠；
(5)将所述步骤(4)得到的第四结构体进行压制成型，得到真空绝热板。
优选地，所述步骤(1)中复合膜的厚度为150～300μm。
优选地，所述步骤(1)中铝箔的厚度为8～18μm。
优选地，所述步骤(1)中PE膜、PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜的厚度独立地为20～120μm。
优选地，所述步骤(2)中玻璃纤维的直径为4～5μm。
优选地，所述步骤(2)中岩棉的导热系数为0.01～0.04W/(m·K)，岩棉的密度为150～200kg m-3。
优选地，所述步骤(2)中憎水硅气凝胶的粒径为0.1～5mm，憎水硅气凝胶的孔隙率＞90％，憎水硅气凝胶的孔径为20.0～40.0nm。
优选地，所述步骤(2)中芯板颗粒由以下质量份的原料制备得到：玻璃纤维或岩棉15～20份和憎水硅气凝胶80～85份。
优选地，所述步骤(5)中压制成型的压力为0.1～0.5MPa，压制成型的温度为100～150℃，压制成型的时间为5～15s。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的真空绝热板。
本发明提供了一种真空绝热板的制备方法，包括以下步骤：将复合膜制备成具有矩形凹槽阵列结构的第一结构体；所述复合膜包括依次排列的第一表层、内层和第二表层；所述第一表层和第二表层为PE膜；所述内层为喷溅有铝箔的树脂膜；所述树脂膜为PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜中的至少一种；所述矩形凹槽阵列结构中各矩形凹槽的尺寸相同；每行相邻两个矩形凹槽的间距不低于单个矩形凹槽的横向宽度；每列相邻两个矩形凹槽的间距不低于单个矩形凹槽的纵向宽度；相邻两行矩形凹槽交错分布；在所述第一结构体的矩形凹槽中填充芯板颗粒和袋装吸气剂，得到第二结构体；所述芯板颗粒由以下质量份的原料制备得到：玻璃纤维/岩棉0～30份和憎水硅气凝胶70～100份；将两个所述第二结构体镜像放置，使两个第二结构体中填充有芯板颗粒和袋装吸气剂的凹槽相对，然后进行密封和抽真空，得到具有上下对称凸起的第三结构体；将一个或多个所述第三结构体进行多层组装，使所述每层的凸起之间的空隙被相邻层的凸起填充，得到第四结构体；所述组装的方式为将一个第三结构体按行或按列折叠或将多个第三结构体镶嵌堆叠；将所述第四结构体进行压制成型，得到真空绝热板。本发明的复合膜以PE作为保护层，以铝箔和PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜中的至少一种作为阻隔层，提高板材的隔热效果；再将复合膜制备成矩形凹槽阵列结构，随后将芯板颗粒和袋装吸气剂加入，得到第二结构体，再将两个相同结构的第二结构体镜像放置，然后进行密封和抽真空，通过控制芯板颗粒的原料组成，能够在抽真空过程中形成纳米孔隙，利用纳米孔隙对真空气压不敏感使得板材内部存在独立的蜂窝真空单元，进一步提高板材的隔热效果；最后将一个或多个所述第三结构体进行多层组装能够进一步增加蜂窝真空单元的数量，并利用复合膜的阻隔作用进一步提高了板材的隔热效果，能够在省略遮光剂的前提下降低真空绝热板的导热系数。实施例的结果显示，本发明提供的制备方法制备得到的真空绝热板的导热系数均低于10mW/(m·K)。
附图说明
图1为本发明中第三结构体的结构示意图；
图2为本发明提供的真空绝热板的结构示意图；
图3为实施例1和4以及对比例1和2中复合膜的氧气和氮气的透过量柱状图；
图4为实施例1～3和实施例7中芯材颗粒的孔径分布曲线。
具体实施方式
本发明提供了一种真空绝热板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将复合膜制备成具有矩形凹槽阵列结构的第一结构体；所述复合膜包括依次排列的第一表层、内层和第二表层；所述第一表层和第二表层为PE膜；所述内层为喷溅有铝箔的树脂膜；所述树脂膜为PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜中的至少一种；所述矩形凹槽阵列结构中各矩形凹槽的尺寸相同；每行相邻两个矩形凹槽的间距不低于单个矩形凹槽的横向宽度；每列相邻两个矩形凹槽的间距不低于单个矩形凹槽的纵向宽度；相邻两行矩形凹槽交错分布；
(2)在所述步骤(1)得到的第一结构体的矩形凹槽中填充芯板颗粒和袋装吸气剂，得到第二结构体；所述芯板颗粒由以下质量份的原料制备得到：玻璃纤维/岩棉0～30份和憎水硅气凝胶70～100份；
(3)将两个所述步骤(2)得到的第二结构体镜像放置，使两个第二结构体中填充有芯板颗粒和袋装吸气剂的凹槽相对，然后进行密封和抽真空，得到具有上下对称凸起的第三结构体；
(4)将一个或多个所述步骤(3)得到的第三结构体进行多层组装，使所述每层的凸起之间的空隙被相邻层的凸起填充，得到第四结构体；所述组装的方式为将一个第三结构体按行或按列折叠或将多个第三结构体镶嵌堆叠；
(5)将所述步骤(4)得到的第四结构体进行压制成型，得到真空绝热板。
本发明将复合膜制备成具有矩形凹槽阵列结构的第一结构体。
在本发明中，所述复合膜包括依次排列的第一表层、内层和第二表层。
在本发明中，所述第一表层为PE膜；所述第一表层的厚度优选为20～100μm，更优选为50～80μm。本发明对所述PE膜的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或者熟知的制备方法制备即可。本发明以PE膜作为复合膜的第一表层，也是真空绝热板的保护层，能够防止铝箔的热传导，从而削减边缘效应和热桥效应，进而降低导热系数。
在本发明中，所述复合膜还包括与第一表层相邻的内层；所述内层为喷溅有铝箔的树脂膜；所述树脂膜为PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜中的至少一种，进一步优选为PA膜、EVOH膜/PVDC膜和TIE膜，更优选为依次排列的TIE膜、PA膜、EVOH膜/PVDC膜、PA膜和TIE膜；所述PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜的厚度独立地优选为20～120μm，更优选为50～80μm。本发明以PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜中的至少一种作为阻隔层，能够提高板材的隔热效果，从而降低导热系数，降低使用铝箔带来的热桥效应。
本发明对所述PE膜、PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或者熟知的制备方法制备即可。
在本发明中，当内层为多层树脂膜时，所述多层树脂膜之间优选用压敏胶粘接。在本发明中，所述压敏胶优选为丙烯酸酯压敏胶。本发明对所述丙烯酸酯压敏胶的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。本发明对所述压敏胶的用量没有特殊的限定，根据常识进行调整即可。
在本发明中，所述铝箔的厚度优选为8～18μm，更优选为10～15μm。本发明对所述铝箔具体的位置没有特殊的限定，只要保证树脂膜中含有一层铝箔即可。
本发明对所述在喷溅有铝箔的树脂膜的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备方法，并保证铝箔和树脂膜的厚度达到所需要求即可。本发明以铝箔作为阻隔层，利用铝箔优异的阻隔效果能够提高板材的隔热效果，从而降低导热系数。
在本发明中，所述复合膜还包括与内层相邻的第二表层；所述第二表层的材质、厚度以及制备方法优选与所述第一表层相同，在此不再赘述。本发明以PE膜作为复合膜的第二表层，也是真空绝热板的保护层，能够防止铝箔的热传导，从而削减边缘效应和热桥效应，进而降低导热系数。
在本发明中，所述复合膜的厚度优选为150～300μm，更优选为200～250μm。本发明通过控制复合膜的厚度能够进一步提高阻隔效果，从而进一步降低导热系数。
在本发明中，所述第一表层、内层和第二表层之间优选通过压敏胶粘结。在本发明中，所述压敏胶优选与上述技术方案所述多层树脂膜之间所用的压敏胶相同，在此不再赘述。
在本发明中，所述复合膜的制备方法优选为：先将第一表层和内层用压敏胶粘结，再与第二表层用压敏胶粘接，随后进行压延。
本发明对所述压延的操作没有特殊的限定，根据常识进行操作并能够保证复合膜的厚度满足要求即可。
在本发明中，所述复合膜制备成具有矩形凹槽阵列结构的第一结构体的操作优选为对复合膜进行吸塑。本发明对所述吸塑的操作没有特殊的限定，根据所需矩形凹槽陈列结构进行调整即可。
在本发明中，所述矩形凹槽阵列结构中各矩形凹槽的尺寸相同；所述矩形凹槽优选为长方形凹槽；所述矩形凹槽的深度优选为15～25mm，更优选为20mm；所述矩形凹槽的长度优选为45～55mm，更优选为50mm；所述矩形凹槽的宽度优选为25～35mm，更优选为30mm。本发明中矩形凹槽阵列结构中各矩形凹槽的尺寸相同能够有利于后续的镜像设置和镶嵌堆叠。
在本发明中，每行相邻两个矩形凹槽的间距不低于单个矩形凹槽的横向宽度，每列相邻两个矩形凹槽的间距不低于单个矩形凹槽的纵向宽度。本发明对所述每行相邻两个矩形凹槽的间距和每列相邻两个矩形凹槽的间距的尺寸没有具体的限定，根据后续第三结构体的组装方式进行调整即可。在本发明中，所述每行相邻两个矩形凹槽的间距和每列相邻两个矩形凹槽的间距的尺寸优选取决于第三结构体的组装方式，以保证每个凸起能够填充满相邻第三结构体的凸起之间的空隙。本发明通过使凸起正好嵌合在凸起之间的孔隙中使真空单元能以无缝隙堆叠方式，形成致密的真空板材。
在本发明的实施例中，当所述第三结构体以镶嵌堆叠方式组装时，所述每行相邻两个矩形凹槽的间距优选为单个矩形凹槽的横向宽度，每列相邻两个矩形凹槽的间距优选为单个矩形凹槽的纵向宽度；当所述第三结构体以按行折叠的方式组装时，所述每行相邻两个矩形凹槽的间距优选为单个矩形凹槽的横向宽度，每列相邻两个矩形凹槽的间距优选为单个矩形凹槽的纵向宽度和两个单个矩形凹槽的深度之和；所述第三结构体以按列折叠的方式组装时，所述每行相邻两个矩形凹槽的间距优选为单个矩形凹槽的横向宽度和两个单个矩形凹槽的深度之和，每列相邻两个矩形凹槽的间距优选为单个矩形凹槽的纵向宽度。在本发明中，所述相邻两行矩形凹槽交错分布。本发明通过设置凹槽是为了后续芯板颗粒和袋装吸气剂的加入以及后续的镜像设置和镶嵌堆叠。
得到第一结构体后，本发明在所述第一结构体的矩形凹槽中填充芯板颗粒和袋装吸气剂，得到第二结构体。
在本发明中，所述芯板颗粒由以下质量份的原料制备得到：玻璃纤维/岩棉0～30份和憎水硅气凝胶70～100份，更优选由以下质量份的原料制备得到：憎水硅气凝胶100份，或玻璃纤维/岩棉15～20份和憎水硅气凝胶80～85份。本发明通过控制芯板颗粒的原料组成和含量，能够在抽真空过程中形成纳米孔隙，利用纳米孔隙对真空气压不敏感使得板材内部存在独立的蜂窝真空单元，进一步提高板材的隔热效果。
在本发明中，所述玻璃纤维的直径优选为4～5μm；所述玻璃纤维的含水率优选＜0.5％；所述玻璃纤维的软化点优选为680℃；所述玻璃纤维优选为短切玻璃纤维和玻璃纤维粉；所述短切玻璃纤维的长度优选为2～5mm；所述玻璃纤维粉的长度优选为40～120μm。在本发明中，所述玻璃纤维起到结构支撑作用，防止在内部真空条件下VIP板收缩、塌瘪。
在本发明中，所述岩棉的导热系数优选为0.01～0.04W/(m·K)，更优选为0.039W/(m·K)；所述岩棉的密度优选为150～200kg m-3，更优选为160～180kg m-3；所述岩棉的憎水率优选≥99.9％；所述岩棉的渣球质量优选≤3.8％；所述岩棉的平均直径优选为4.3μm。在本发明中，所述岩棉与玻璃纤维相同，均起到结构支撑作用，防止在内部真空条件下VIP板收缩、塌瘪。
在本发明中，所述憎水硅气凝胶的粒径优选为0.1～5mm；所述憎水硅气凝胶的孔隙率优选＞90％；所述憎水硅气凝胶的孔径优选为20.0～40.0nm；所述憎水硅气凝胶的比表面积优选为800～2000m2g-1；所述憎水硅气凝胶的体积密度优选为40kgm-3。在本发明中，所述憎水硅气凝胶在抽真空过程中会形成纳米孔隙，利用纳米孔隙对真空气压不敏感使得板材内部存在独立的蜂窝真空单元，进一步提高板材的隔热效果。
本发明对所述芯板颗粒各原料的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或者熟知的制备方法制备即可。
在本发明中，所述芯板颗粒的制备方法优选为：将玻璃纤维/岩棉和憎水硅气凝胶混合后依次进行模压成型和干燥处理。
在本发明中，所述玻璃纤维/岩棉和憎水硅气凝胶的混合优选在摇摆式粉碎机中进行。本发明对所述混合的时间没有特殊的限定，只要保证原料混合均匀即可。
在本发明中，所述模压成型的压力优选为0.3MPa，所述模压成型的时间优选为10s。
在本发明中，所述干燥处理的温度优选为100～150℃；更优选为120℃。本发明对所述干燥处理的时间没有特殊的限定，烘干至恒重即可。
在本发明中，所述袋装吸气剂优选为钛-锆-钒吸气剂、锆-钒-铁吸气剂和锆-钴-稀土中的至少一种。本发明对所述袋装吸气剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或者熟知的制备方法制备即可。在本发明中，所述袋装吸气剂能够维持板材内部的压强，从而保证了VIP板的性能和使用寿命。
本发明对所述袋装吸气剂的用量没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的用量即可。本发明对所述芯板颗粒的用量没有特殊的限定，只要保证芯板颗粒和袋装吸气剂能够填满凹槽即可。
本发明对所述在第一结构体的矩形凹槽中填充芯板颗粒和袋装吸气剂的操作没有特殊的限定，只要保证填满矩形凹槽，并压实即可。
得到第二结构体后，本发明将两个所述第二结构体镜像放置，使两个第二结构体中填充有芯板颗粒和袋装吸气剂的凹槽相对，然后进行密封和抽真空，得到具有上下对称凸起的第三结构体。
本发明对将两个所述第二结构体镜像放置的操作没有特殊的限定，只要保证两个第二结构体中填充有芯板颗粒和袋装吸气剂的凹槽相对即可。
本发明对所述密封和抽真空的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的密封和抽真空操作即可。
本发明中第三结构体的结构示意图如图1所示。从图1可以看出，本发明的第三结构体具有上下对称的凸起凹槽，且相邻两行矩形凹槽交错分布。
得到第三结构体后，本发明将一个或多个所述第三结构体进行多层组装，使所述每层的凸起之间的空隙被相邻层的凸起填充，得到第四结构体。本发明将一个或多个所述第三结构体进行多层组装能够进一步增加蜂窝真空单元的数量，并利用复合膜的阻隔作用进一步提高了板材的隔热效果，从而降低真空绝热板的导热系数。
本发明优选在将多个所述第三结构体镶嵌堆叠前优选对第三结构体的表面喷涂压敏胶。在本发明中，所述压敏胶优选为丙烯酸酯压敏胶。本发明对所述丙烯酸酯压敏胶的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。本发明对所述压敏胶的用量没有特殊的限定，根据常识进行调整即可。本发明对所述喷涂的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的喷涂操作即可。本发明在镶嵌堆叠前喷涂压敏胶是为了提高板材中各层的粘接强度，避免开裂。
在本发明中，所述组装的方式为将一个第三结构体按行或按列折叠或将多个第三结构体镶嵌堆叠。
本发明对所述将一个第三结构体按行或按列折叠的操作没有特殊的限定，只要保证凸起之间的空隙被相邻层的凸起填充。
在采用多个第三结构体镶嵌堆叠时，本发明对所述第三结构体的具体数量没有特殊的限定，根据实际需要进行调整即可。本发明对所述镶嵌堆叠的操作没有特殊的限定，只要保证凸起之间的空隙被相邻的第三结构体的凸起填充即可。
得到第四结构体后，本发明将所述第四结构体进行压制成型，得到真空绝热板。
在本发明中，所述压制成型的压力优选为0.1～0.5MPa，更优选为0.2～0.4MPa；所述压制成型的温度优选为100～150℃，更优选为130～140℃；所述压制成型的时间优选为5～15s，更优选为10s。
本发明的复合膜以PE作为保护层，以铝箔和PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜中的至少一种作为阻隔层，提高板材的隔热效果；再将复合膜制备成矩形凹槽阵列结构，随后将芯板颗粒和袋装吸气剂加入，得到第二结构体，再将两个相同结构的第二结构体镜像放置，然后进行密封和抽真空，通过控制芯板颗粒的原料组成，能够在抽真空过程中形成纳米孔隙，利用纳米孔隙对真空气压不敏感使得板材内部存在独立的蜂窝真空单元，进一步提高板材的隔热效果；最后将一个或多个第三结构体进行多层组装能够进一步增加蜂窝真空单元的数量，并利用复合膜的阻隔作用进一步提高了板材的隔热效果，能够在省略遮光剂的前提下降低真空绝热板的导热系数。
本发明提供的制备方法制备得到的真空绝热板成本低，耐久性极大提升，漏气不膨胀，板材内蜂窝真空单元独立存在，现场施工可切钻，推动真空板材产业化发展。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的真空绝热板。本发明提供的真空绝热板具备极低的导热系数，且热桥效应低，现场施工操作灵活，可切可钻孔，且使用年限长。
本发明提供的真空绝热板的结构示意图如图2所示。从图2可以看出，本发明的真空绝热板内部的空隙已经被相邻的第三结构体的凸起填充。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明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做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
真空绝热板的制备方法为以下步骤：
(1)将复合膜吸塑成具有长方形凹槽阵列结构的第一结构体；所述复合膜为依次排列的第一表层、内层和第二表层；
其中，第一表层和第二表层均为单层PE膜；第一表层和第二表层的厚度均为80μm；内层为喷溅有铝箔的树脂膜，树脂膜为依次排列的单层TIE膜、PA膜、EVOH膜、PA膜和TIE膜，铝箔喷溅在EVOH膜上，铝箔的厚度为10μm，TIE膜、PA膜和EVOH膜的单层厚度为80μm；
复合膜的制备方法为：先用丙烯酸酯压敏胶将内层中的树脂膜相互粘接，再将第一表层和内层用丙烯酸酯压敏胶粘结，随后与第二表层用压敏胶粘接，最后进行压延得到厚度为200μm的复合膜；
所述长方形凹槽阵列结构中各凹槽的尺寸相同；长方形凹槽优选为长方形凹槽；所述矩形凹槽的深度为20mm，长度为50mm，宽度为30mm；以单个矩形凹槽的长边距离为所述横向宽度，每行相邻两个矩形凹槽的间距为50mm，每列相邻两个矩形凹槽的间距为70mm，所述相邻两行矩形凹槽交错分布；
(2)在所述步骤(1)得到的第一结构体的矩形凹槽中填满芯板颗粒和袋装钛-锆-钒吸气剂，得到第二结构体；
其中，芯板颗粒的原料为玻璃纤维粉10份和憎水硅气凝胶90份，将玻璃纤维和憎水硅气凝胶放入摇摆式粉碎机进行混拌均匀，然后在0.30MPa进行模压成型10s，随后放入120℃干燥箱中干燥处理至恒重，得到芯板颗粒；其中，玻璃纤维粉的直径为4～5μm，长度为100μm，含水率＜0.5％，软化点为680℃；憎水硅气凝胶的粒径为0.1～5mm，孔隙率＞90％，孔径为20.0～40.0nm，比表面积为800m2g-1，体积密度为40kg m-3；芯板颗粒和袋装钛-锆-钒吸气剂的质量比为180：1；
(3)将两个所述步骤(2)得到的第二结构体镜像放置，使两个第二结构体中填充有芯板颗粒和袋装吸气剂的凹槽相对，然后进行三边密封，再抽真空和热压封边，得到具有上下对称凸起的第三结构体；
(4)将1个所述步骤(3)得到的第三结构体喷涂丙烯酸酯压敏胶，再按行折叠，使所述凸起之间的空隙被相邻的凸起填充，得到第四结构体；
(5)将所述步骤(4)得到的第四结构体在0.4MPa和130℃条件下进行压制10s制备得到真空绝热板。
实施例2
真空绝热板的制备方法为以下步骤：
将实施例1步骤(2)中的芯板颗粒的原料玻璃纤维粉替换为短切玻璃纤维，其中，短切玻璃纤维的直径为4～5μm，长度为2～5mm，含水率＜0.5％，软化点为680℃真空绝热板的制备方法为以下步骤；其他步骤与实施例1相同，得到真空绝热板。
实施例3
真空绝热板的制备方法为以下步骤：
将实施例1步骤(2)中的芯板颗粒的原料玻璃纤维粉替换为岩棉，其中，岩棉的导热系数为0.039W/(m·K)，密度为180kg m-3，憎水率为99.9％，渣球质量为3.8％，平均直径为4.3μm；其他步骤与实施例1相同，得到真空绝热板。
实施例4
真空绝热板的制备方法为以下步骤：
(1)将复合膜吸塑成具有长方形凹槽阵列结构的第一结构体；所述复合膜为依次排列的第一表层、内层和第二表层；
其中，第一表层和第二表层均为单层PE膜；第一表层和第二表层的厚度均为80μm；内层为喷溅有铝箔的树脂膜，树脂膜为依次排列的单层TIE膜、PA膜、EVOH膜、PA膜和TIE膜，铝箔喷溅在EVOH膜上，铝箔的厚度为10μm，TIE膜、PA膜和EVOH膜的单层厚度为120μm；
复合膜的制备方法为：先用丙烯酸酯压敏胶将内层中的树脂膜相互粘接，再将第一表层和内层用丙烯酸酯压敏胶粘结，随后与第二表层用压敏胶粘接，最后进行压延得到厚度为300μm的复合膜；
所述长方形凹槽阵列结构中各凹槽的尺寸相同；长方形凹槽优选为长方形凹槽；所述矩形凹槽的深度为20mm，长度为50mm，宽度为30mm；以单个矩形凹槽的长边距离为所述横向宽度，每行相邻两个矩形凹槽的间距为50mm，每列相邻两个矩形凹槽的间距为70mm，所述相邻两行矩形凹槽交错分布；
其他步骤与实施例1相同，得到真空绝热板。
实施例5
真空绝热板的制备方法为以下步骤：
(1)将复合膜吸塑成具有长方形凹槽阵列结构的第一结构体；所述复合膜为依次排列的第一表层、内层和第二表层；
其中，第一表层和第二表层均为单层PE膜；第一表层和第二表层的厚度均为80μm；内层为喷溅有铝箔的树脂膜，树脂膜为依次排列的单层TIE膜、PA膜、EVOH膜、PA膜和TIE膜，铝箔喷溅在EVOH膜上，铝箔的厚度为10μm，TIE膜、PA膜和EVOH膜的单层厚度为120μm；
复合膜的制备方法为：先用丙烯酸酯压敏胶将内层中的树脂膜相互粘接，再将第一表层和内层用丙烯酸酯压敏胶粘结，随后与第二表层用压敏胶粘接，最后进行压延得到厚度为300μm的复合膜；
所述长方形凹槽阵列结构中各凹槽的尺寸相同；长方形凹槽优选为长方形凹槽；所述矩形凹槽的深度为20mm，长度为50mm，宽度为30mm；以单个矩形凹槽的长边距离为所述横向宽度，每行相邻两个矩形凹槽的间距为50mm，每列相邻两个矩形凹槽的间距为70mm，所述相邻两行矩形凹槽交错分布；
其他步骤与实施例2相同，得到真空绝热板。
实施例6
真空绝热板的制备方法为以下步骤：
(1)将复合膜吸塑成具有长方形凹槽阵列结构的第一结构体；所述复合膜为依次排列的第一表层、内层和第二表层；
其中，第一表层和第二表层均为单层PE膜；第一表层和第二表层的厚度均为80μm；内层为喷溅有铝箔的树脂膜，树脂膜为依次排列的单层TIE膜、PA膜、EVOH膜、PA膜和TIE膜，铝箔喷溅在EVOH膜上，铝箔的厚度为10μm，TIE膜、PA膜和EVOH膜的单层厚度为120μm；
复合膜的制备方法为：先用丙烯酸酯压敏胶将内层中的树脂膜相互粘接，再将第一表层和内层用丙烯酸酯压敏胶粘结，随后与第二表层用压敏胶粘接，最后进行压延得到厚度为300μm的复合膜；
所述长方形凹槽阵列结构中各凹槽的尺寸相同；长方形凹槽优选为长方形凹槽；所述矩形凹槽的深度为20mm，长度为50mm，宽度为30mm；以单个矩形凹槽的长边距离为所述横向宽度，每行相邻两个矩形凹槽的间距为50mm，每列相邻两个矩形凹槽的间距为70mm，所述相邻两行矩形凹槽交错分布；
其他步骤与实施例3相同，得到真空绝热板。
实施例7
真空绝热板的制备方法为以下步骤：
将实施例1步骤(2)中的芯板颗粒的原料全部替换为100份憎水硅气凝胶，其中，憎水硅气凝胶的粒径为0.1～5mm，孔隙率＞90％，孔径为20.0～40.0nm，比表面积为800m2g-1，体积密度为40kg m-3；其他步骤与实施例1相同，得到真空绝热板。
实施例8
真空绝热板的制备方法为以下步骤：
将实施例4步骤(2)中的芯板颗粒的原料全部替换为100份憎水硅气凝胶，其中，憎水硅气凝胶的粒径为0.1～5mm，孔隙率＞90％，孔径为20.0～40.0nm，比表面积为800m2g-1，体积密度为40kg m-3；其他步骤与实施例1相同，得到真空绝热板。
对比例1
将实施例1中的复合膜内层TIE膜、PA膜和EVOH膜的单层厚度修改为100μm；复合膜厚度修改为120μm；其他步骤与实施例1相同，得到真空绝热板。
对比例2
将实施例1中的复合膜内层TIE膜、PA膜和EVOH膜的单层厚度修改为100μm；复合膜厚度修改为80μm；其他步骤与实施例1相同，得到真空绝热板。
对实施例1～8制备的真空绝热板进行性能测试，结果如表1所示。
表1实施例1～8制备的真空绝热板的导热系数
种类 厚度(mm) 导热系数(Wm<sup>-1</sup>k<sup>-1</sup>)
实施例1 40 0.00871
实施例2 40 0.00946
实施例3 40 0.00914
实施例4 40 0.00902
实施例5 40 0.00961
实施例6 40 0.00938
实施例7 40 0.00771
实施例8 40 0.00795
对实施例1和4中复合膜的阻隔性能进行测试，结果如表2所示。
表2实施例1和4中复合膜的阻隔性能
Figure BDA0003442520370000151
从表2可以看出，实施例1和4中复合膜横向和纵向拉断力均大于标准值30和24；横向和纵向断裂伸长率均大于标准值300；落镖冲击标准组合落体质量已达到最大值(990g)，试件均未被冲破，说明本发明中提供的复合膜能够符合要求。
对实施例1和4以及对比例1和2中复合膜的氧气和氮气的透过量进行测试，结果如图3所示。从图3可以看出，氧气和氮气的透过量随着复合膜厚度的减小，氧气和氮气的透过量增加，同时增加速率也逐渐变大。
实施例1～3和实施例7中芯材颗粒的孔径分布曲线如图4所示。从图4可以看出，由于硅气凝胶孔径小，交联度低，通过模压成型工艺制备成芯材颗粒后，在压力的作用下硅气凝胶粉体中的纳米孔被压缩，介孔变多，孔径基本分布在10nm左右。
从以上实施例和对比例可以看出，本发明提供的制备方法制备得到的真空绝热板未添加遮光剂，但导热系数极低，保温效果好，成本低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种真空绝热板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将复合膜制备成具有矩形凹槽阵列结构的第一结构体；所述复合膜包括依次排列的第一表层、内层和第二表层；所述第一表层和第二表层为PE膜；所述内层为喷溅有铝箔的树脂膜；所述树脂膜为PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜中的至少一种；所述矩形凹槽阵列结构中各矩形凹槽的尺寸相同；每行相邻两个矩形凹槽的间距不低于单个矩形凹槽的横向宽度；每列相邻两个矩形凹槽的间距不低于单个矩形凹槽的纵向宽度；相邻两行矩形凹槽交错分布；
(2)在所述步骤(1)得到的第一结构体的矩形凹槽中填充芯板颗粒和袋装吸气剂，得到第二结构体；所述芯板颗粒由以下质量份的原料制备得到：玻璃纤维/岩棉0～30份和憎水硅气凝胶70～100份；
(3)将两个所述步骤(2)得到的第二结构体镜像放置，使两个第二结构体中填充有芯板颗粒和袋装吸气剂的凹槽相对，然后进行密封和抽真空，得到具有上下对称凸起的第三结构体；
(4)将一个或多个所述步骤(3)得到的第三结构体进行多层组装，使所述每层的凸起之间的空隙被相邻层的凸起填充，得到第四结构体；所述组装的方式为将一个第三结构体按行或按列折叠或将多个第三结构体镶嵌堆叠；
(5)将所述步骤(4)得到的第四结构体进行压制成型，得到真空绝热板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中复合膜的厚度为150～300μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中铝箔的厚度为8～18μm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中PE膜、PA膜、PVDC膜、EVOH膜、TIE膜和PET膜的厚度独立地为20～120μm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中玻璃纤维的直径为4～5μm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中岩棉的导热系数为0.01～0.04W/(m·K)，岩棉的密度为150～200kgm-3。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中憎水硅气凝胶的粒径为0.1～5mm，憎水硅气凝胶的孔隙率＞90％，憎水硅气凝胶的孔径为20.0～40.0nm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中芯板颗粒由以下质量份的原料制备得到：玻璃纤维或岩棉15～20份和憎水硅气凝胶80～85份。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中压制成型的压力为0.1～0.5MPa，压制成型的温度为100～150℃，压制成型的时间为5～15s。
10.权利要求1～9任意一项所述制备方法制备得到的真空绝热板。
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