TW201434626A - 包含玻璃纖維的真空絕熱材料用包層材料及包含該包層材料的真空絕熱材料 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及真空絕熱材料用包層材料,其包括從外向內的最週邊玻璃織物層、表面保護層及粘結層的層疊結構。並且,本發明提供真空絕熱材料,包括:玻璃纖維板,包含50重量%至90重量%的烘制二氧化矽粉體及10重量%至50重量%的玻璃纖維;以及上述真空絕熱材料用包層材料,用於插入上述玻璃纖維板。本發明提供真空絕熱材料,包括:一層以上的玻璃纖維板,包含85重量%至100重量%的玻璃纖維;吸收材料,附著或插入於上述玻璃纖維板;所述的包層材料,用於插入上述玻璃纖維板。
Description
本發明涉及包含玻璃纖維的真空絕熱材料用包層材料以及包含該真空絕熱材料用包層材料的真空絕熱材料。
目前常用的真空絕熱材料,作為芯材,使用玻璃棉、烘制二氧化矽及氣凝膠等無機化合物,而作為包層材料,使用尼龍/聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)/鋁箔,或者與鋁蒸鍍層一同使用聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)等作為熔敷層。並且,為了確保真空絕熱材料的長期性能,使用生石灰(CaO)、沸石及矽膠等吸濕劑和金屬粉末作為吸收材料。
尤其,真空絕熱材料用包層材料由於暴露在外部衝擊及外部的環境變化,即外部的溫度變化及濕度變化等,並對真空絕熱材料的效果及性能也產生影響,因而正不斷進行對真空絕熱材料用包層材料的研究。
本發明的一實施例提供真空絕熱材料用包層材料,其用於防止因外部的刮擦、衝擊及鑿砍等致使包層材料的表面受損,或者防止因上述受損致使真空絕熱材料的內部
產生真空解體。
本發明的另一實施例提供包括上述真空絕熱材料用包層材料、玻璃纖維板及吸收材料的真空絕熱材料。
在本發明的一實施例中,提供真空絕熱材料用包層材料,其包括從外向內的最週邊玻璃織物層、表面保護層及粘結層的層疊結構。
可在上述表面保護層的上部或下部包括金屬阻隔層。
上述最週邊玻璃織物層可包括直徑為4μm至40μm的玻璃纖維。
上述玻璃纖維可以為電絕緣玻璃(Electrical-Glass)、化學玻璃(Chemical-Glass)或抗電蝕玻璃(Electrical-Corroision Resistant Glass)。
上述最週邊玻璃織物層可包括玻璃纖維絲或玻璃纖維織物或玻璃纖維墊,上述玻璃纖維絲通過將對玻璃纖維進行熱熔融紡絲製成的玻璃單絲加撚而成,上述玻璃纖維織物通過將上述玻璃纖維絲制織而成,上述玻璃纖維墊由上述玻璃纖維織物與上述玻璃纖維絲相連接而成。
上述最週邊玻璃織物層可包括玻璃紙。
上述最週邊玻璃織物層的組織結構可以為平紋組織、斜紋組織、緞紋組織、紗羅組織或模紗組織。
上述最週邊玻璃織物層的厚度可以為0.1mm至
3mm。
上述最週邊玻璃織物層與上述表面保護層之間的粘結或上述最週邊玻璃織物層與上述金屬阻隔層之間的粘結可以由聚氨基甲酸乙酯類樹脂或聚酯樹脂來粘結。
上述聚氨基甲酸乙酯類樹脂或聚酯樹脂可包含選自由磷類化合物、氮化合物、硼化合物、三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂及它們的組合組成的組中的一種以上。
上述聚氨基甲酸乙酯類樹脂或聚酯樹脂可包含3重量%至60重量%的選自由磷類化合物、氮化合物、硼化合物、三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂及它們的組合組成的組中的一種以上。
上述表面保護層可包括聚對苯二甲酸乙二醇酯膜及尼龍膜的層疊結構。
上述聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的上部可塗敷有乙烯類樹脂。
上述乙烯類樹脂可以為選自由聚氯乙烯(PVC)、聚醋酸乙烯(PVA)、聚乙烯醇(PVAL)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚偏二氯乙烯(PVDC)及它們的組合組成的組中的一種以上。
上述金屬阻隔層可包括鋁箔(Foil)。
上述粘結層為選自由高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、流延聚
丙烯(CPP)、定向聚丙烯(OPP)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)及它們的組合組成的組中的一種以上。
在本發明的再一實施例中,提供真空絕熱材料,包括:一層以上的玻璃纖維板,包含50重量%至90重量%的烘制二氧化矽粉體及10重量%至50重量%的玻璃纖維;以及上述包層材料,用於插入上述玻璃纖維板。
上述玻璃纖維的直徑可以為0.1μm至20μm。
上述玻璃纖維板的孔隙大小可以為約15μm至30μm,上述玻璃纖維的孔隙率可以為約80%至95%。
在本發明的另一實施例中,提供空絕熱材料,包括:一層以上的玻璃纖維板,包含85重量%至100重量%的玻璃纖維;吸收材料,附著或插入於上述玻璃纖維板;以及上述包層材料,用於插入上述玻璃纖維板。
上述吸收材料可包含:生石灰粉末;以及合金,選自由Ba、Li、Zr、Co及它們的組合組成的組。
上述吸收材料中,相對於上述合金的總重量,包含1重量%至25重量%的生石灰粉末。
上述真空絕熱材料可包括一個以上的貫通孔。
上述貫通孔可包括多角形、圓、橢圓及它們的組合形狀。
通過使用上述真空絕熱材料用包層材料,能夠強
化包層材料的阻隔性能,改善外部衝擊引起的撕裂以及包層材料表面的阻燃性問題。
並且,使用包含上述真空絕熱材料用包層材料的真空絕熱材料,能夠提高初期絕熱性能及長期耐久性能。
10‧‧‧最週邊玻璃織物層
20‧‧‧金屬阻隔層
30‧‧‧表面保護層
40‧‧‧粘結層
100‧‧‧真空絕熱材料用外皮材料
200‧‧‧玻璃纖維板
300‧‧‧吸收材料
第1圖及第2圖為本發明一實施例的真空絕熱材料用包層材料的剖視圖。
第3A圖至第3E圖表示上述真空絕熱材料用包層材料所包括的最週邊玻璃織物層的組織結構。
第4A圖與第4B圖為本發明再一實施例的玻璃纖維板的剖視圖。
第5圖及第6圖為本發明另一實施例的真空絕熱材料的剖視圖。
以下對本發明的實施例進行詳細說明。但這僅僅作為例示來提示,本發明不會因此而受到限制,本發明僅由申請專利範圍來定義。
在本發明的一實施例中,提供真空絕熱材料用包層材料,其包括從外向內的最週邊玻璃織物層、表面保護層及粘結層的層疊結構。上述真空絕熱材料用包層材料可在上
述表面保護層的上部或下部包括金屬阻隔層。
通常的真空絕熱材料用包層材料,由於暴露在外部衝擊及外部的環境變化,即外部的溫度變化及濕度變化等,並因真空絕熱材料用包層材料的受損,會對真空絕熱材料的絕熱效果及長期耐久性能產生影響。因此,通過在上述真空絕熱材料用包層材料的最週邊包括最週邊玻璃織物層,能夠改善如下問題,即,因真空絕熱材料用包層材料的表面受損致使真空解體的問題,在真空絕熱材料用包層材料適用高溫的情況下阻隔性能快速降低的問題,當將真空絕熱材料用包層材料用作建築用材料時,因濕式施工而引起的包層材料的撕裂、包層材料表面的阻燃性問題。
具體地,通過使用上述真空絕熱材料用包層材料,能夠強化包層材料的阻隔性能,改善外部衝擊引起的撕裂以及包層材料表面的阻燃性問題,並且,通過使用包含上述真空絕熱材料用包層材料的真空絕熱材料,能夠提高初期絕熱性能及長期耐久性能。
第1圖為本發明一實施例的真空絕熱材料用包層材料的剖視圖,參照第1圖,真空絕熱材料用包層材料100可包括最週邊玻璃織物層10、金屬層20、表面保護層30及粘結層40。
並且,第2圖為本發明一實施例的真空絕熱材料用包層材料的剖視圖,參照第2圖,真空絕熱材料用包層材料
100可包括最週邊玻璃織物層10、表面保護層30、金屬層20及粘結層40。
上述最週邊玻璃織物層10可包含直徑為約4μm至約5μm的玻璃纖維。玻璃纖維是指對以矽酸鹽為主要成分的玻璃進行熔融、加工而成的纖維狀,上述最週邊玻璃織物層包含直徑為約4μm至約40μm的玻璃纖維,從而通過上述最週邊玻璃織物層將向水準方向傳導的熱流量最小化,由此能夠將真空絕熱材料引起的熱損失最小化。
上述玻璃纖維可以為電絕緣玻璃(Electrical-Glass)、化學玻璃(Chemical-Glass)或抗電蝕玻璃(Electrical-Corroision Resistant Glass)。上述電絕緣玻璃的鹼含量為約0.8%以下,因而上述電絕緣玻璃具有優秀的電特性、耐風化性,能夠耐於長時間的使用,因而是在纖維增強塑膠(Fiber Reinforced Plastics,FRP)領域廣泛使用的玻璃,上述電絕緣玻璃的主要組成可以是作為矽、鋁及鈣的氧化物的鋁矽酸鹽玻璃或作為矽、鋁及硼的氧化物的鈣鋁矽酸鹽玻璃中的一種。
上述化學玻璃作為耐鹼玻璃,具有優秀的耐酸性,是主要使用於酸性液的過濾和耐酸容器用強化塑膠的增強的玻璃,作為使主要組成由矽、鈉、鉀及硼的氧化物構成的玻璃的組成增加的鹼金屬鈣玻璃,上述化學玻璃具有優秀的耐化學性。
並且,上述抗電蝕玻璃作為在上述電絕緣玻璃的組成中未包含硼的氧化物的玻璃,具有優秀的耐酸性。
具體地,上述最週邊玻璃織物層所包含的玻璃纖維可以為電絕緣玻璃,與其他玻璃相比,電絕緣玻璃的鹼含量,耐風化性相對優秀,因此,若將包括電絕緣玻璃玻璃纖維的最週邊玻璃織物層用作真空絕熱材料用包層材料,能夠少受外部的衝擊及變化的影響。
上述最週邊玻璃織物層可以包括玻璃纖維絲或玻璃纖維織物或玻璃纖維墊,上述玻璃纖維絲通過將對玻璃纖維進行熱熔融紡絲製成的玻璃單絲加撚而成,上述玻璃纖維織物通過將上述玻璃纖維絲制織而成,上述玻璃纖維墊由上述玻璃纖維織物與上述玻璃纖維絲相連接而成。
通常,玻璃纖維在約1600℃的溫度下進行熔融之後,將約100根至約4000根單絲(filament)用粘結劑集束,從而以絞股(strand)的形態存在。可將像這樣以絞股的形態存在的玻璃纖維熱熔融紡絲,製成玻璃單絲(filament),並將此加撚(twist),從而形成玻璃纖維絲(yarn)。上述最週邊玻璃織物層可以包括上述玻璃纖維絲,上述玻璃纖維絲的直徑為約5μm至約13μm。
經過準備工序,將上述玻璃纖維絲整經(warping),並經由紡織(weaving)工序進行制織,來形成玻璃纖維織物(cloth)。上述最週邊玻璃織物層可以包括上述
玻璃纖維織物,上述玻璃纖維織物的直徑可以為約11μm至約33μm。並且,能夠以利用上述玻璃纖維絲連接上述玻璃纖維織物的方式形成玻璃纖維墊(mat),上述最週邊玻璃織物層可包括玻璃纖維墊。
並且,上述最週邊玻璃織物層可包括玻璃紙。上述玻璃紙是指塗有玻璃粉的紙,上述玻璃紙可以通過以下方式製作,即,一同混合玻璃粉及其他添加劑來形成原料,用上述原料經過初紙形成工序之後,經過對所形成的紙的表面平滑性及機械物理特性加以改善的浸漬工序,並經過規定溫度進行乾燥的乾燥工序,從而修補紙的異物或污染部位。
上述玻璃紙包括電絕緣玻璃的玻璃粉,上述玻璃紙的拉伸強度及拉伸模量高,具有優秀的穩定性,且作為不燃材料,在真空絕熱材料用包層材料的適用方面很卓越。並且,因厚度薄而能夠利用粘結劑容易地粘結其他材料,從而可容易適用於在上述最週邊玻璃織物層的下部形成的表面保護層或金屬阻隔層。
第3圖表示上述真空絕熱材料用包層材料所包括的最週邊玻璃織物層的組織結構,參照第3圖,第3A圖表示平紋組織,第3B圖表示斜紋組織,第3C圖表示緞紋組織,第3D圖表示紗羅組織,第3E圖表示模紗組織。
具體地,上述最週邊玻璃織物層的組織結構可以為平紋組織、斜紋組織、緞紋組織、紗羅組織或模紗組織。
上述平紋組織作為經絲和緯絲每次交織1根的組織,當樹脂浸漬時,可易於脫泡。上述斜紋組織最少使用3根經緯絲,因而密度高,且形狀採用斜線的形態,因而比平紋組織更柔軟。上述緞紋組織將經緯絲的交織點以規定間隔進行配置,柔韌性比斜紋組織優秀,且可以呈現複雜曲面的成型或單方向上的最高強度。
上述紗羅組織是將2根或2根以上的經絲用1根緯絲合併,縫隙較寬,洗滌時不會擠壓原絲密度少的織物。並且,上述模紗組織是指將多根線聚集起來用作經絲、緯絲,並像平紋組織一樣制織的組織。
上述最週邊玻璃織物層的厚度可以為約0.1mm至約3mm。通過將上述最週邊玻璃織物層的厚度維持在上述範圍,能夠將施加於真空絕熱材料用包層材料的外部衝擊及由刮擦、火焰傳播等引起的衝擊最小化,並且,能夠防止因真空絕熱材料用包層材料受損而產生的真空絕熱材料的內部真空的解體。
上述最週邊玻璃織物層使用於真空絕熱材料用包層材料的最週邊,因玻璃織物層所包括的玻璃纖維的不燃特性,火焰的傳播速度變得緩慢,且可以具有自己滅火的自身滅火特性,還可以具有對高溫條件下施加於包層材料的表面的熱源起到緩衝作用的特性。
上述最週邊玻璃織物層與上述表面保護層之間
的粘結或上述最週邊玻璃織物層與上述金屬阻隔層之間的粘結可以由聚氨基甲酸乙酯類樹脂或聚酯樹脂來粘結。這是為了更加提高真空絕熱材料用包層材料氣密特性。
上述聚氨基甲酸乙酯類樹脂或聚酯樹脂可包含選自由磷類化合物、氮化合物、硼化合物、三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂及它們的組合組成的組中的一種以上。通過在上述聚氨基甲酸乙酯類樹脂聚酯樹脂中一同包含阻燃性物質,能夠賦予真空絕熱材料用包層材料的耐熱性及阻燃性,因而在以高溫用途使用包層材料的情況下,能夠防止包層材料熱化,從而改善真空絕熱材料的內部真空維持力。
具體地,上述聚氨基甲酸乙酯類樹脂或聚酯樹脂可包含3重量%至60重量%的選自由磷類化合物、氮化合物、硼化合物、三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂及它們的組合組成的組中的一種以上。通過以上述範圍內的含量包含阻燃性物質,能夠確保粘結性的同時體現阻燃效果,並且,當向真空絕熱材料傳播火焰時,可以降低通過粘結層傳遞的火焰的傳播速度。
例如,同時使用磷類化合物和氮化合物,可使用約0重量%至約30重量%的磷類化合物及約0重量%至約30重量%的氮化合物,並且,為了粘結的便利性,可以添加約40重量%至約100重量%的聚氨基甲酸乙酯類樹脂或聚酯樹脂及有機溶劑。
上述表面保護層30形成於最週邊玻璃織物層10的下部,在上述表面保護層的上部包括金屬阻隔層的情況下,可起到提高阻燃性的作用,在上述表面保護層的下部包括金屬阻隔層的情況下,可起到提高真空絕熱材料用包層材料本身的阻隔性的作用。
上述表面保護層30包括聚對苯二甲酸乙二醇酯膜及尼龍膜的層疊結構,具體地,上述表面保護層可由厚度為約10μm至約25μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜410及厚度為約15μm至約25μm的尼龍(Nylon)膜420的層疊結構形成。
例如,在表面保護層30的下部形成金屬阻隔層20的情況下,由於在金屬阻隔層20產生的裂紋(Crack)的程度嚴重,還會致使聚對苯二甲酸乙二醇酯膜/尼龍膜損傷,為了防止這些現象,能夠以在上述聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的上部塗敷乙烯類樹脂的方式使用。
具體地,上述乙烯類樹脂可以為選自由聚氯乙烯(PVC)、聚醋酸乙烯(PVA)、聚乙烯醇(PVAL)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚偏二氯乙烯(PVDC)及它們的組合組成的組中的一種以上。
其次,可在粘結層40的上部或在表面保護層30的上部包括金屬阻隔層20,以阻隔氣體及保護芯材,具體地,可形成厚度為約5μm至約10μm的金屬薄膜。目前,還未發現
具有比鋁箔更優秀的特性的薄膜,因而最廣泛使用的是鋁箔(Foil)金屬阻隔層20。並且,上述金屬阻隔層包含金屬材料的鋁,從而在彎曲時有可能存在發生裂紋(Crack)的問題,為此,可在金屬阻隔層的上部形成表面保護層。
並且,粘結層40作為通過熱封相互熱熔敷的層,起到維持真空狀態的功能。上述粘結層40由熱塑性塑膠膜形成,上述熱塑性塑膠膜包含選自由高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、流延聚丙烯(CPP)、定向聚丙烯(OPP)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)及它們的組合組成的組中的一種以上,粘結層40可由約50μm至約80μm的厚度形成,以提供充分的密封特性。
像這樣,形成包括上述最週邊玻璃織物層10、表面保護層30、金屬層20及粘結層40的真空絕熱材料用包層材料,能夠強化包層材料的阻隔性能,改善外部衝擊引起的撕裂和包層材料表面的阻燃性問題,並且,包括上述真空絕熱材料用包層材料的真空絕熱材料可具有最優的氣密性和長期耐久性能。
具體地,在以高溫用途使用真空絕熱材料用包層材料的情況下,能夠對最週邊玻璃織物層的熱起到緩衝作用,從而能夠防止包層材料的熱化,來改善真空絕熱材料的
內部的真空維持力。並且,在使用上述真空絕熱材料用包層材料為建築用途的情況下,即使將水泥附著於包層材料的表面,也能將水泥的固化引起的包層材料的受損現象最小化,並能增進真空絕熱材料的表面保護功能。
在本發明的再一實施例中,提供真空絕熱材料,其包括:一層以上的玻璃纖維板,包含50重量%至90重量%的烘制二氧化矽粉體及10重量%至50重量%的玻璃纖維;以及真空絕熱材料用包層材料,包括從用於插入玻璃纖維板的外部開始的最週邊玻璃織物層、表面保護層及粘結層的層疊結構。
並且,在本發明的另一實施例中,提供真空絕熱材料,其包括:一層以上的玻璃纖維板,包含85重量%至100重量%的玻璃纖維;吸收材料,附著或插入於上述玻璃纖維板;以及所述的的包層材料,用於插入上述玻璃纖維板。
第4圖為本發明再一實施例的玻璃纖維板的剖視圖。具體地,第4A圖表示包含烘制二氧化矽粉體及玻璃纖維的一層以上的玻璃纖維板,第4B圖表示包含規定含量的玻璃纖維。
上述第4A圖的玻璃纖維板200包含烘制二氧化矽粉體及玻璃纖維,可用作真空絕熱材料用芯材。上述玻璃纖維板,是指使用玻璃纖維為粘結劑,在烘制二氧化矽粉體
攪拌上述玻璃纖維,來引導物理結合,並施加熱和壓力而製成的板。玻璃纖維板可由單層形成或由一層以上的多層形成。通過包括一層以上的玻璃纖維板,能夠提高真空絕熱材料的絕熱效果及長期耐久性能。
烘制二氧化矽意味著以氣相(Fume)形態製成的矽酐,上述烘制二氧化矽以表面積大、粒子均勻的粉體狀態存在。包含約50重量%至約90重量%的上述烘制二氧化矽粉體,能夠在絕熱性能方面確保長期持續效果。
上述玻璃纖維板可同時包含上述烘制二氧化矽粉體和玻璃纖維。包含約10重量%至約50重量%的玻璃纖維,有利於以物理性地粘結烘制二氧化矽的方式形成結構體,並且玻璃纖維能夠用作真空絕熱材料用芯材,因而能夠提高真空絕熱材料的絕熱性能。
並且,有關玻璃纖維板的絕熱性能的提高,除了上述烘制二氧化矽粉體及上述玻璃纖維之外,還可添加由二氧化矽系列的多孔性物質或由氧化矽形成的多種其他物質。
上述玻璃纖維板所包括的玻璃纖維的直徑可以為約0.1μm至約20μm。在形成上述玻璃纖維板時,包括直徑為約0.1μm至約20μm的玻璃纖維,有利於增加玻璃纖維板的孔隙率增加,降低初期熱傳導率,並將玻璃纖維板的孔隙大小最小化,從而能夠改善長期的絕熱性能低下的問題。
上述玻璃纖維板的孔隙大小可以為約15μm至約
30μm,上述玻璃纖維的孔隙率可以為約80%至約95%。上述玻璃纖維板包括烘制二氧化矽粉體,粉體和粉體之間可形成孔隙,例如,烘制二氧化矽粉體自身的孔隙率可以為約10nm至約60nm,基於上述孔隙大小的孔隙率可以為約60%至約85%。因此,上述玻璃纖維板通過包括上述孔隙大小及上述孔隙率,能夠降低初期熱傳導率,並容易地改善絕熱性能的效果。
上述第4B圖的玻璃纖維板210可包含約85重量%至約100重量%的玻璃纖維。包含上述範圍的玻璃纖維含量,能夠降低包括上述玻璃纖維板的真空絕熱材料的熱傳導率,且可以使用平均纖維直徑為約1μm至約4μm的玻璃纖維。
上述玻璃纖維板可利用濕式製備法將玻璃纖維分散於無機粘結劑(可溶性矽酸鈉、氧化鋁溶膠、矽溶膠及磷酸鋁中的一種以上),並製成板,具體地,可溶性矽酸鈉可以包含水、二氧化矽粉及氫氧化鈉。
具體地,上述玻璃纖維板210可以由約55%至約70%的氧化矽、約0.5%至約5.0%的氧化鋁、約2.5%至約4.0%的氧化鎂、約4.5%至約12%的氧化鈣及約0.1%至約0.5%的氧化鉀等形成。
第5圖及第6圖為本發明另一實施例的真空絕熱材料的剖視圖。參照第5圖,第5圖示出利用上述包層材料100密封第4A圖的玻璃纖維板200的狀態下的真空絕熱材料。
上述第4A圖的玻璃纖維板200包含烘制二氧化矽粉體,此時,烘制二氧化矽粉體本身可以起到吸收水分等的吸收材料的作用。因此,上述真空絕熱材料由於上述玻璃纖維板200,即使不單獨包括吸收材料,也能將因外部的溫度變化而產生的包層材料的內部的氣體及水分的產生最小化。
並且,參照第6圖,第6圖示出在向玻璃纖維板210的內部插入吸收材料300的狀態下,利用包層材料100進行密封的狀態下的真空絕熱材料。
上述第4B圖的玻璃纖維板210將玻璃纖維作為主要成分,可以包括附著或插入於上述玻璃纖維板的吸收材料。因外部的溫度變化,會在包層材料的內部產生氣體及水分,而為了防止此類現象的發生,可以使用吸收材料。
上述吸收材料可包含生石灰粉末以及選自由Ba、Li、Zr、Co及它們的組合組成的組的合金。通過包含生石灰粉末,可以確保約25%以上的吸收水分的性能,通過包含合金,能夠提高氣體的吸附效果,將內部真空度下降現象最小化,從而能夠帶來改善初期及長期熱傳導率的作用。
具體地,相對於上述合金的總重量,可包含約1重量%至約25重量%的生石灰粉末。相對于選自由Ba、Li、Zr、Co及它們的組合組成的組的上述合金的總重量,包含上述範圍的生石灰粉末,從而能夠改善因真空絕熱材料的內部殘留水分引起真空度低下的問題,進而能夠容易地防止由水
分及氣體引起的長期真空度的下降,來改善絕熱性能。
上述真空絕熱材料可以包括一個以上的貫通孔。上述貫通孔可以沿著厚度方向形成於上述玻璃纖維板200,或者沿著厚度方向形成於僅由上述真空絕熱材料用包層材料100構成的包層材料的熱熔敷部(未圖示),即,可形成於包括玻璃纖維板的包層材料的熱熔敷部或不包括玻璃纖維板的包層材料的熱熔敷部。此時,上述貫通孔可以包括多角形、圓、橢圓及它們的組合形狀。
以下提出本發明的多個具體實施例。但下述的多個實施例僅僅用於具體例示或說明本發明,本發明並不能因此而受到限制。
首先,使用孔隙大小為60nm且孔隙率為80%的烘制二氧化矽粉體50重量%,並使用50重量%玻璃纖維作為粘結劑,來製備3層的玻璃纖維板。
其次,將直徑為10μm的電絕緣玻璃熱熔融紡絲,來製成5μm粗細的玻璃單絲,並將多股玻璃單絲加撚,來製成玻璃纖維絲之後,進行制織,從而製成連續狀的玻璃纖維織物,來製成最週邊玻璃織物層,在上述最週邊玻璃織物層的下部層疊由12μm的聚偏二氯乙烯(PVDC)/聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜及25μm的尼龍膜構成的表面保護層和
由7μm的鋁箔及50μm的線性低密度聚乙烯(LLDPE)膜構成的粘結層,來形成包層材料。上述最週邊玻璃織物層及表面保護層利用包含約10重量%的三氧化二銻的聚氨基甲酸乙酯類樹脂來粘結。
之後,將上述玻璃纖維板插入於上述包層材料之後,在10Pa的真空度狀態下進行密封,從而製備出真空絕熱材料。
除了在上述最週邊玻璃織物層的下部層疊由7μm的鋁箔、12μm的聚偏二氯乙烯(PVDC)/聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜及25μm的尼龍(Nylon)膜構成的表面保護層和由50μm的線性低密度聚乙烯(LLDPE)膜構成的粘結層來形成包層材料之外,以與上述實施例1相同的方法製備出真空絕熱材料。
上述最週邊玻璃織物層及鋁箔利用包含約30重量%的氫氧化鋁的聚酯樹脂來粘結。
除了將玻璃紙用作最週邊玻璃織物層之外,以與上述實施例1相同的方法製備出真空絕熱材料。
將平均直徑為4μm至6μm的玻璃纖維約98重量%分散於無機粘結劑來製備出3層玻璃纖維板。然後,將直徑為
10μm的電絕緣玻璃熱熔融紡絲,來製成5旦粗細的玻璃單絲,將多股玻璃單絲加撚,來製成玻璃纖維絲之後,進行制織,從而製成連續狀的玻璃纖維織物,來製成最週邊玻璃織物層,在上述最週邊玻璃織物層的下部層疊由12μm的聚偏二氯乙烯(PVDC)/聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜及25μm的尼龍膜構成的表面保護層和由7μm的鋁箔及50μm的線性低密度聚乙烯(LLDPE)膜構成的粘結層,來形成包層材料。上述最週邊玻璃織物層及表面保護層利用包含約10重量%的三氧化二銻的聚氨基甲酸乙酯類樹脂來粘結。
之後,以相對於Ba及Li的合金的總重量,將純度為95%的生石灰(Cao)粉末放入25重量%,來製備出吸收材料,並將上述吸收材料插入於上述玻璃纖維板之後,將上述玻璃纖維板向包層材料插入,之後在10Pa的真空度狀態下進行密封,來製備了真空絕熱材料。
除了不包括最週邊織物層之外,以與上述實施例1相同的方式製備出真空絕熱材料。
除了以將直徑為約0.1μm至約15μm的玻璃纖維分散於無機粘結劑(水玻璃)的方式製備出玻璃纖維板,並將厚度為5mm的玻璃纖維板層疊30層之外,以與上述實施例1相同的方式製備了真空絕熱材料。
除了使用將25g的純度為95%的生石灰(Cao)放入袋中製成的的吸收材料之外,以與上述實施例2相同的方式製備出真空絕熱材料。
實驗例1:真空絕熱材料的耐熱性及阻燃性測試
1)打火機火焰試驗:對於實施例1至實施例3及比較例1的真空絕熱材料用包層材料,通過UL94-V(垂直燃燒法)方法測定了對於打火機火焰試驗的滅火時間。
2)水準燃燒(Horizontal Burning)試驗:對於實施例1至實施例3及比較例1的真空絕熱材料用包層材料,通過UL94-HB(水準燃燒法)方法測定了燃燒速度。
參照上表1,在具有由玻璃纖維織物形成的最週邊玻璃織物層的實施例1、實施例2及實施例4,將玻璃紙用作最週邊玻璃織物層的實施例3的情況下,滅火時間被測定為10
秒鐘以內,且燃燒速度被測定為40mm/min以下。
由此可知,關於不包括最週邊玻璃織物層的比較例1,所測出的滅火時間大於10秒鐘,燃燒速度大於40mm/min,相比之下,實施例1至實施例4的真空絕熱材料的耐熱性及阻燃性優秀。
實驗例2:真空絕熱材料的熱傳導率測試
將上述實施例及比較例的真空絕熱材料分別放入85℃的恆溫腔室,維持3個月,並使用HC-074-200(日本EKO公司製造)導熱測定儀測定了熱傳導率。
參照上表2,與包括通常的玻璃纖維板的比較例2相比,測定出包括由烘制二氧化矽粉體及玻璃纖維形成的玻璃纖維板的實施例1的熱傳導率更低。
並且,在實施例4的情況下,即便包括通常的玻璃纖維板,還是將包含合金的吸收材料附著於玻璃纖維板的內部,從而可以維持低熱傳導率,因而與使用通常的吸收材
料的比較例3相比,測定出的熱傳導率更低。由此可知,上述實施例1及實施例4的真空絕熱材料的絕熱性能比比較例2及比較例3更為優秀。
並且,即使經過了1個月或3個月,與比較例2及比較例3相比,實施例1及實施例4的熱傳導率也繼續較低,由此可知,實施例1及實施例4的真空絕熱材料在長期耐久性能方面也很優秀。
10‧‧‧最週邊玻璃織物層
100‧‧‧真空絕熱材料用包層材料
200‧‧‧玻璃纖維板
Claims (24)
- 一種真空絕熱材料用包層材料,包括從外向內的最週邊玻璃織物層、表面保護層及粘結層的層疊結構。
- 如申請專利範圍第1項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述表面保護層的上部或下部包括金屬阻隔層。
- 如申請專利範圍第1項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述最週邊玻璃織物層包括直徑為4μm至40μm的玻璃纖維。
- 如申請專利範圍第3項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述玻璃纖維為電絕緣玻璃(Electrical-Glass)、化學玻璃(Chemical-Glass)或抗電蝕玻璃(Electrical-Corroision Resistant Glass)。
- 如申請專利範圍第1項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述最週邊玻璃織物層包括玻璃纖維絲或玻璃纖維織物或玻璃纖維墊,上述玻璃纖維絲通過將對玻璃纖維進行熱熔融紡絲製成的玻璃單絲(glass filament)加撚而成,上述玻璃纖維織物通過將上述玻璃纖維絲制織而成,上述玻璃纖維墊由上述玻璃纖維織物與上述玻璃纖維絲相連接而成。
- 如申請專利範圍第1項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述最週邊玻璃織物層包括玻璃紙。
- 如申請專利範圍第1項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述最週邊玻璃織物層的組織結構為平紋組織(plain)、斜紋組織(twill)、緞紋組織(satin)、紗羅組織(leno plain)或模紗組織(mock leno)。
- 如申請專利範圍第1項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述最週邊玻璃織物層的厚度為0.1mm至3mm。
- 如申請專利範圍第1或2項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述最週邊玻璃織物層與上述表面保護層之間的粘結或上述最週邊玻璃織物層與上述金屬阻隔層之間的粘結由聚氨基甲酸乙酯(polyurethane)類樹脂或聚酯樹脂來粘結。
- 如申請專利範圍第9項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述聚氨基甲酸乙酯類樹脂或聚酯樹脂包含選自由磷類化合物、氮化合物、硼化合物、三氧化二銻(Antimony trioxide)、氫氧化鋁、氫氧化鎂及它們的組合組成的組中的一種以上。
- 如申請專利範圍第9項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述聚氨基甲酸乙酯類樹脂或聚酯樹脂包含3重量%至60重量%的選自由磷類化合物、氮化合物、硼化合物、三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂及它們的組合組成的組中的一種以上。
- 如申請專利範圍第1項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述表面保護層包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)膜及尼龍膜的層疊結構。
- 如申請專利範圍第12項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的上部塗敷有乙烯類樹脂。
- 如申請專利範圍第13項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述乙烯類樹脂為選自由聚氯乙烯(PVC)、聚醋酸乙烯(PVA)、聚乙烯醇(PVAL)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚偏二氯乙烯(PVDC)及它們的組合組成的組中的一種以上。
- 如申請專利範圍第2項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述金屬阻隔層包括鋁箔(Foil)。
- 如申請專利範圍第1項所述的真空絕熱材料用包層材料,其中上述粘結層為選自由高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、流延聚丙烯(CPP)、定向聚丙烯(OPP)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)及它們的組合組成的組中的一種以上。
- 一種真空絕熱材料,包括: 一層以上的玻璃纖維板,包含50重量%至90重量%的烘制二氧化矽粉體及10重量%至50重量%的玻璃纖維;以及申請專利範圍第1至16項中任一項所述的真空絕熱材料用包層材料,用於插入上述玻璃纖維板。
- 如申請專利範圍第17項所述的真空絕熱材料,其中上述玻璃纖維的直徑為0.1μm至20μm。
- 如申請專利範圍第17項所述的真空絕熱材料,其中上述玻璃纖維板的孔隙大小為15μm至30μm,上述玻璃纖維的孔隙率為80%至95%。
- 一種真空絕熱材料,包括:一層以上的玻璃纖維板,包含85重量%至100重量%的玻璃纖維;吸收材料,附著或插入於上述玻璃纖維板;以及記載於申請專利範圍第1項的包層材料,用於插入上述玻璃纖維板。
- 如申請專利範圍第20項所述的真空絕熱材料,其中述吸收材料包含:生石灰粉末;以及合金,選自由Ba、Li、Zr、Co及它們的組合組成的組。
- 如申請專利範圍第20項所述的真空絕熱材料,其中相對於上述合金的總重量,包含1重量%至25重量%的生石灰粉末。
- 如申請專利範圍第17或20項所述的真空絕熱材料,其中上述真空絕熱材料包括一個以上的貫通孔。
- 如申請專利範圍第23項所述的真空絕熱材料,其中上述貫通孔包括多角形、圓、橢圓及它們的組合形狀。
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