CN114352848A - 真空绝热板用膜材、真空绝热板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及真空绝热领域，具体公开了一种真空绝热板用膜材、真空绝热板及其制备方法，包括：热封层、阻气层、阻热层以及于相邻的两层之间设置的胶层；其中，所述胶层的熔点大于所述热封层的熔点，且小于所述阻气层和阻热层的熔点，所述胶层的熔点大于180℃。本发明通过设置膜材中胶层的熔点大于180℃，且胶层的熔点大于热封层的熔点，且小于所述阻气层和阻热层的熔点，大大提升了膜材的耐热能力，使真空绝热板可以在更高的环境温度中使用，大大提升真空绝热板的使用领域。

Description

真空绝热板用膜材、真空绝热板及其制备方法
技术领域
本发明涉及真空绝热领域，具体公开了一种真空绝热板用膜材、真空绝热板及其制备方法。
背景技术
传统真空绝热板(VIP)主要包括：芯材、吸气剂以及膜材，其中，膜材一般为多层复合膜，至少包括靠近芯材的一面设置的热封膜、阻气膜、阻热膜以及复合胶水等材料，阻气膜一般采用金属薄膜，如铝膜等，耐温可达到500℃以上，但热封膜以及复合胶水往往采用耐温能力差的材料如聚乙烯薄膜和聚氨酯胶水，导致真空绝热板无法在高温环境下使用，否则热封膜和胶水会受热熔融分解，破坏了膜材结构，导致真空失效。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种真空绝热板用膜材、真空绝热板及其制备方法，旨在解决上述至少一个技术问题。
为实现上述目的，本发明提出了一种真空绝热板用膜材，包括：热封层、阻气层、阻热层以及于相邻的两层之间设置的胶层；其中，所述胶层的熔点大于所述热封层的熔点，且小于所述阻气层和阻热层的熔点，所述胶层的熔点大于180℃。
本发明还提出了一种真空绝热板，包括吸气剂、复合芯材以及如上所述的膜材，其中，所述膜材呈袋状，所述吸气剂以及所述复合芯材真空封装在所述膜材内。
本发明还提出了一种如上所述的真空绝热板的制备方法，包括以下步骤：
S100：将复合芯材、吸气剂装入袋状膜材中，其中所述热封层设置在靠近所述复合芯材的一侧，
S200：利用真空热封工艺处理所述膜材，以将复合芯材真空密封在所述膜材内，得到一次真空绝热板；
S300：对一次热封真空绝热板的部分膜材进行热处理，抽真空处理后得到二次真空绝热板，其中所述部分膜材与所述复合芯材贴合，所述热处理的温度大于热封层的熔点，且小于所述胶层的熔点；
S400：剪开二次真空绝热板的封口，利用真空热封工艺处理二次真空绝热板。
另外，本发明的上述真空绝热板用膜材还可以具有如下附加的技术特征。
根据本发明的一个实施例，所述胶层选自有机硅胶水、聚氨酯胶水、环氧胶水中的任一种或两种的组合，所述热封层选自聚乙烯或聚丙烯。
根据本发明的一个实施例，所述阻热层选自聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、液晶聚合物、聚酰胺、聚酰醚亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚亚苯基砜、聚醚砜、聚砜中的任一种或两种的组合，所述阻气层选自金属铝箔、铜箔、银箔中的任一种。
根据本发明的一个实施例，所述胶层选自有机硅胶水，所述阻热层选自聚酰亚胺，所述热封层选自聚乙烯。
根据本发明的一个实施例，所述真空绝热板具有相对设置的第一表面以及第二表面，所述膜材具有环绕所述芯材的封口折边以及将所述封口折边缠平在所述第一表面的连接件。
根据本发明的一个实施例，S200还包括:对所述一次真空绝热板封口处的膜材进行折边处理以形成封口折边，将所述封口折边翻折后固定在所述第一表面上。
根据本发明的一个实施例，S400还包括对真空热封工艺处理后的二次真空绝热板进行高温导热系数测试，确定测试不合格，则继续执行S300，直至测试合格。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过设置膜材中胶层的熔点大于180℃，且胶层的熔点大于热封层的熔点，且小于所述阻气层和阻热层的熔点，大大提升了膜材的耐热能力，使真空绝热板可以在更高的环境温度中使用，大大提升真空绝热板的使用领域。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例中复合芯材装入袋状膜材时的结构示意图；
图2为本发明一个实施例中膜材的截面图；
图3为本发明一个实施例中真空绝热板封口折边翻折缠平后的结构示意图；
图4为图3的立体图；
图5为本发明一个实施例中真空绝热板制备流程图。
附图标号说明：
真空绝热板100、膜材10、热封层10a、阻气层10b、阻热层10c、胶层10d、封口折边10e、连接件10f、复合芯材11、吸气剂12。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
下面参照图1-5描述本发明一些实施例的真空绝热板100。
如图1所示，该真空绝热板100包括：袋状膜材10以及真空封装在膜材10内的复合芯材11以及吸气剂12；吸气剂12与复合芯材11一起被封入膜材10的内部，吸气剂12用于吸收膜材10和复合芯材11在使用过程中释放的残留氧，保证真空绝热板100内的真空度。
在本实施例中，如图2所示，该膜材10可以包括：层叠设置的热封层10a、阻气层10b以及阻热层10c，其中，热封层10a靠近复合芯材11的表面而设，热封层10a、阻气层10b之间设有胶层10d，阻热层10c以及阻气层10b之间设有胶层10d，其中，胶层10d的熔点大于热封层10a的熔点，且小于阻气层10b以及阻热层10c的熔点，具体地，胶层10d的熔点大于180℃，优选地，胶层10d的熔点大于220℃。
需要说明的是，传统膜材中的胶层大多采用低温聚氨酯胶水，其熔点只有120℃左右，这就导致传统的膜材无法在120℃或者更高的温度环境下使用，否则会导致胶层受热熔融分解，导致膜材结构的破坏，真空绝热板100的失效。为了解决上述问题，本实施例使用熔点大于220℃的胶层10d，并保证胶层10d的熔点大于热封层10a的熔点，且小于阻气层10b以及阻热层10c的熔点，使真空绝热板100在更高的环境温度中可以使用，大大提升真空绝热板100的使用领域。
进一步地，在本发明的一些实施例中，热封层10a采用常规的材料比如聚乙烯(LDPE)、聚丙烯等，胶层10d的熔点大于180℃，具体地，胶层10d选自有机硅胶水、聚氨酯胶水、环氧胶水中的任一种或两种的组合，优选地，有机硅胶水的熔点可达280℃。阻气层10b的材质可以选自金属铝箔、铜箔、银箔中的任一种，阻热层10c可以采用特种耐200℃以上高温的工程塑料薄膜，比如阻热层10c的材质可以选自聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、液晶聚合物(LCP)、聚酰胺(PA)、聚酰醚亚胺(PEI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚亚苯基砜(PPSU)、聚醚砜(PES)、热塑性聚砜(PSU)等耐高温热塑性材料中的任一种或任意两种的组合。
进一步地，吸气剂12可以采用常规的金属及其合金，如ⅡA族金属(钡、锶、镁、钙)及其合金、ⅣB族金属(钛、锆、铪)、钍、稀土金属及其合金。
在本发明的一个实施例中，阻热层10c的材质可以选用聚酰亚胺(PI)，热封层10a可以选用聚乙烯(LDPE)，胶层10d选自有机硅胶水。具体地，聚酰亚胺(PI)熔点最高，与聚乙烯(LDPE)材质的热封层10a的熔点差最大，在真空绝热板100的热处理过程中，热处理温度可以接近有机硅胶水的熔点280℃，使得最终得到的真空绝热板100可以适用在更高温度的环境下，进一步提升了真空绝热板100的使用领域。
需要说明的是，在本实施例中，如图3所示，真空绝热板100具有相对设置的第一表面以及第二表面，需要说明的是，在真空绝热板100使用的过程中，通常将真空绝热板100的第二表面作为受热面临近发热器件而设，相应地，第一表面作为非受热面远离发热器件而设。
在本实施例中，继续参照图3-4，复合芯材11可以为正方体的块状结构，相应地膜材10可以呈正方形，复合芯材11位于膜材10的中部，吸气剂12位于复合芯材11的边角位置，该膜材10包括环绕复合芯材11外周形成的一圈封口折边10e以及将封口折边10e缠平在第一表面的连接件10f，其中，封口折边10e是对膜材10进行真空热压处理后而在膜材10上形成的密封部，连接件10f可以是胶带，连接件10f可以保证封口折边10e翻折后在第一表面上保持平整。
接下来，本实施例对真空绝热板100的制备方法进行说明，继续参照图5，该方法具体包括以下：
S100：制作袋状膜材，将复合芯材11、吸气剂12装入袋状膜材中，其中热封层10a设置在靠近复合芯材11的一侧；
S200：利用真空热封工艺处理膜材10，以将复合芯材11真空密封在袋状膜材10内，得到一次真空绝热板；
S300：对一次热封真空绝热板的部分膜材进行热处理，抽真空处理后得到二次真空绝热板，其中部分膜材与复合芯材11贴合，热处理的温度大于热封层10a的熔点，且小于胶层10d的熔点；
需要说明的是，在热处理的过程中，热封层10a受热熔融分解，在袋状膜材10内产生大量的小分子挥发性产物，抽真空处理可以去除热封层10a受热熔融分解产生的小分子挥发性气体。
本实施例中的胶层10d的熔点小于阻气层10b以及阻热层10c的熔点，那么热处理的温度也小于阻气层10b以及阻热层10c，意思就是说，阻气层10b以及阻热层10c不会受到热处理温度的影响，保证阻气层10b以及阻热层10c与阻热层10c不发生分层。
由此可见，热处理的温度与膜材10中各层的熔点有很大关系，比如胶层10d选择有机硅胶水时，热封层10a选择聚乙烯，则热处理温度范围可以选择在150℃～250℃；再比如胶层10d选择有机硅胶水时，热封层10a选择聚丙烯，则热处理温度范围可以选择在180℃～250℃；再比如，胶层10d选择耐温聚氨酯胶水，热封层10a选择聚乙烯，则热处理温度范围可以选择在150℃～200℃。
进一步地，热处理时间为10～180min，可以理解的是，热处理时间跟热处理温度有关，热处理温度越高，单次处理的时间越短。
在本实施例中，在进行热处理之前，S200还包括对一次真空绝热板封口处的膜材进行折边处理以形成封口折边，将封口折边翻折后固定在第一表面上。这样一来，只对复合芯材11贴合的部分膜材10进行热处理，避免对封口折边的膜材热处理导致的封口开裂。
S400：剪开二次真空绝热板的封口；
S500：利用真空热封工艺处理二次真空绝热板，同时对二次真空绝热板进行高温导热系数测试，确定测试不合格，则继续执行S300，直至测试合格。
具体地，热封层10a受热熔融分解产生的小分子挥发性气体会对真空绝热板内的导热系数产生影响，为了去除残留的小分子挥发性气体，本实施例通过测试真空绝热板内的高温导热系数来判断真空绝热板内是否存在挥发性气体，若高温导热系数每隔100℃增加不超高5mW/mK，则为合格，说明热封层10a分解完毕，真空绝热板内不存在挥发性气体，否则重复之前的S300操作，直至测试合格。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种真空绝热板用膜材，其特征在于，包括：热封层、阻气层、阻热层以及于相邻的两层之间设置的胶层；其中，所述胶层的熔点大于所述热封层的熔点，且小于所述阻气层和阻热层的熔点，所述胶层的熔点大于180℃。
2.如权利要求1所述的真空绝热板用膜材，其特征在于，所述胶层选自有机硅胶水、聚氨酯胶水、环氧胶水中的任一种或两种的组合。
3.如权利要求2所述的真空绝热板用膜材，其特征在于，所述热封层选自聚乙烯或聚丙烯。
4.如权利要求3所述的真空绝热板用膜材，其特征在于，所述阻热层选自聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、液晶聚合物、聚酰胺、聚酰醚亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚亚苯基砜、聚醚砜、聚砜中的任一种或两种的组合，所述阻气层选自金属铝箔、铜箔、银箔中的任一种。
5.如权利要求4所述的真空绝热板用膜材，其特征在于，所述胶层选自有机硅胶水，所述阻热层选自聚酰亚胺，所述热封层选自聚乙烯。
6.一种真空绝热板，其特征在于，包括吸气剂、复合芯材以及权利要求1-5任一项所述的膜材，其中，所述膜材呈袋状，所述吸气剂以及所述复合芯材真空封装在所述膜材内。
7.根据权利要求6所述的真空绝热板，其特征在于，所述真空绝热板具有相对设置的第一表面以及第二表面，所述膜材具有环绕所述芯材的封口折边以及将所述封口折边缠平在所述第一表面的连接件。
8.一种如权利要求7所述的真空绝热板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100：将复合芯材、吸气剂装入袋状膜材中，其中所述热封层设置在靠近所述复合芯材的一侧，
S200：利用真空热封工艺处理所述膜材，以将复合芯材真空密封在所述膜材内，得到一次真空绝热板；
S300：对一次热封真空绝热板的部分膜材进行热处理，抽真空处理后得到二次真空绝热板，其中所述部分膜材与所述复合芯材贴合，所述热处理的温度大于热封层的熔点，且小于所述胶层的熔点；
S400：剪开二次真空绝热板的封口，利用真空热封工艺处理二次真空绝热板。
9.根据权利要求8所述的真空绝热板的制备方法，其特征在于，S200还包括:
对所述一次真空绝热板封口处的膜材进行折边处理以形成封口折边，将所述封口折边翻折后固定在所述第一表面上。
10.根据权利要求8所述的真空绝热板的制备方法，其特征在于，S400还包括对真空热封工艺处理后的二次真空绝热板进行高温导热系数测试，确定测试不合格，则继续执行S300，直至测试合格。
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