[发明专利]一种真空热隔离膜及其制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及隔热材料技术领域，尤其是涉及一种热隔离膜及其制造方法。

背景技术：

根据美国能源部的统计，在建筑物上的能源消耗约占总能源消耗的38％，典型的美国家庭一年约需花费美金1,300圆在能源消费上，但其中有一半以上的能源是浪费了，因此要有效地节能，需降低冷与热能由建筑物内散失的效率，而具有低传热系数的隔热建材可达到此目的。良好的隔热建材，除了需兼顾环保性与生物相容性外，另外，轻量化、价格便宜、制程简便化也是考虑的因素之一。一般常用的隔热材，如玻璃纤维或纳米碳管，是利用其交错的多孔特性，使低传热系数的空气保持在内，用以降低热的传送。然而，当多孔性的结构材暴露于湿气高的环境中，容易吸收水分，滋生霉菌。另外，若以玻璃纤维和纳米碳管为考量，因玻璃纤维与纳米碳管均属高熔点材料，制作时需先耗费较多的能源来制得该节能材，此制程并不符合制程简便化与价格便宜的特性。人体的皮肤、眼睛、与喉咙易对玻璃纤维和纳米碳管产生过敏，因此玻璃纤维与纳米碳管并不是良好的生物相容性材料。因纳米碳管具有轻量化、良好的隔热、与防水特性，被添加于纺织品做成军事保温衣。另一种常被用来当绝缘材料为氧化铝(Al₂O₃)，氧化铝具有化学稳定性高、高熔点、高耐压强度、对人体无害、电与热的绝缘特性佳、及价格便宜等特质，使得氧化铝成为最被工业界青睐的材料之一。本发明将针对改善氧化铝的多孔性结构，制成真空纳米管，并用于隔热与隔音建材的应用上。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足之处而提供一种真空热隔离膜及其制造方法，

为实现上述目的，本发明的真空热隔离膜包括有一铝阳极氧化膜，铝阳极氧化膜具有规则排列的直立纳米管，纳米管抽真空且管口封口，其管壁内附着有一层金属薄膜。

本发明的真空热隔离膜的制造方法是以铝或铝合金为基材，利用阳极处理法制得具有规则排列直立纳米管的铝阳极氧化膜；之后，在纳米管管壁内镀一层金属薄膜；再将纳米管抽真空后其管口以致密薄膜覆盖。

在上述制造方法中，铝阳极氧化膜可附着于铝或铝合金基材上。

在上述制造方法中，所述的金属薄膜为镍膜，采用无电解沉积法镀在铝阳极氧化膜的纳米管管壁内。

在上述制造方法中，所述的致密薄膜为三氧化二铝膜。

在上述制造方法中，铝阳极氧化膜的纳米管管径、管长与管密度分别为10至500nm、0.1至200μm、10⁸至10¹²pore/cm²。

本发明的的真空热隔离膜可以降低隔离热传导、热对流、以及热辐射的传送，且兼具环保性、生物相容性、轻量化等特性，可以被用做室内或室外的抗噪音与抗震动的建筑材料。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1a为铝阳极氧化膜结构示意图，一阻障层位于铝阳极氧化膜与铝基材界面，其中，L、D、H、d定义AAO的几何形状；

图1b为铝阳极氧化膜的侧面结构示意图，显示铝阳极氧化膜具有纳米管结构；

图2为铝阳极氧化膜的管密度示意图，其中，(a)孔径为15nm的铝阳极氧化膜具2.6*10¹¹Pore/cm²的管密度，(b)孔径为60nm的铝阳极氧化膜具1.5*10¹⁰Pore/cm²的管密度，(c)孔径为500nm的铝阳极氧化膜具1.5*10⁸Pore/cm²的管密度；

图3a为铝阳极氧化膜的表面积与管长的关系图；

图3b为铝阳极氧化膜的体积与管长的关系图；

图4为扫描式电子显微镜(SEM)影像图，其中，(a)为利用硫酸溶液制得的15nm管径铝阳极氧化膜影像图，(b)为利用草酸溶液制得的60nm管径铝阳极氧化膜影像图，(c)为利用磷酸溶液制得的400nm管径铝阳极氧化膜影像图；

图5a为附着于铝基材上的铝阳极氧化膜结构示意图；

图5b为单一的铝阳极氧化膜结构示意图；

图6a为可一次制作多片铝阳极氧化膜的模具结构图；

图6b为制作铝阳极氧化膜的另一种模具上盖结构示意图；

图6c为制作铝阳极氧化膜的又一种模具上盖结构示意图。

元件符号说明：

51，51’：致密的氧化铝膜    52，52’：阵列式氧化铝真空管