[发明专利]热绝缘结构材料以及使用其的低温和极低温液化气载体

说明书

本发明涉及一种热绝缘结构材料以及使用其的低温和极低温液化气载体。热绝缘结构材料：第一，可通过改进热绝缘结构材料的连接部分的结构来最小化或防止热桥；第二，通过在热绝缘结构材料的核心层内部布置真空绝缘材料来提高绝缘性能；且第三，通过由具有极佳结构性能的非起泡聚合物材料形成核心层来提高结构硬度，防止气体穿过核心层的气密接合性结构移动进或移动出真空绝缘材料，且可提高防火性能以便不易受火灾损坏，且因此本发明普遍地适用于要求绝缘能力和结构性能的领域。

技术领域

本发明涉及具有热绝缘性能和结构材料性能的热绝缘结构材料，以及包含所述热绝缘结构材料的低温和极低温(cryogenic)液化气载体，且更尤其涉及一种热绝缘结构材料以及包含所述热绝缘结构材料的低温和极低温液化气载体，所述热绝缘结构材料可通过连接部分的结构改进来最小化或防止热桥接，可通过包含安置在热绝缘结构材料的核心层内部的真空绝缘体的中间层来提高热绝缘性能，可通过使用具有良好结构性能的非起泡聚合物材料来形成核心层来提高结构硬度，且可通过形成核心层以均匀地包围真空绝缘体的整个外表面来防止气体穿过真空绝缘体，同时提高耐火性。

背景技术

一般来说，复合层压结构材料通过将弹性体注入到密封金属箱中来生产，且用作用于建造的混凝土结构材料和用于造船的钢结构材料的替代物。

韩国专利第10-0742033号公开一种复合层压结构材料。然而，在所述专利中公开的这一复合层压结构材料具有以下问题：

第一，复合层压结构材料是主要设计成承受较重的重量和冲击的结构材料，且因此作为热绝缘体具有限制性。也就是说，由于复合层压结构材料具有构成金属箱的第一金属层和第二金属层接合到具有相对较高密度的聚合物(弹性体)的中间层的结构，所以有可能在第一金属层和第二金属层中的每一个的整个表面上发生热桥接。

这里，热桥接指的是以下现象：热绝缘结构材料的中断部分(也就是说，结构材料的端部)具有比结构材料的其它部分更低的低温，且大量热流经结构材料的端部，从而导致极低温货物(例如液化气(LNG或LPG))的热绝缘显著降低。举例来说，当热绝缘结构材料包含在厚度方向上穿过其的高度导热金属时，相当大量的热流经所述金属。

在复合层压结构材料中，由于第一金属层和第二金属层具有非常高的热导率，所以由聚合物(弹性体)形成的中间层负责大部分热绝缘。

然而，本领域中常用的弹性体(在20℃下)具有约0.17瓦/米·度(W/m·K)到约0.18瓦/米·度的热导率(k值)，这甚至不与例如气凝胶的普通绝缘体或真空热绝缘体相当，且具有比本领域中最常用的有机或无机绝缘体(热导率：0.030瓦/米·度到0.045瓦/米·度)低得多的热绝缘性能。

甚至在当今，也不存在提供热绝缘和结构完整性两者的热绝缘结构材料(或复合面板)，且本领域中已知的大部分热绝缘结构材料仍具有上文所描述的问题，且因此在应用于储存较重和低温货物(例如，液化气)的货舱时具有技术限制性。

对于典型热绝缘结构材料，使用由金属材料形成的周边条来维持结构刚度。然而，金属的高热导率可能导致热桥接且因此导致热绝缘性能显著降低。

为了解决这一问题，可考虑如图1的(a)中所示出的面板型(panel-type)热绝缘结构材料。面板型热绝缘结构材料具有一结构，在所述结构中，由金属材料形成的周边条5安置在下部金属板3中的对应一个与上部金属板4中的对应一个之间，聚氨酯层7形成于下部金属板3中的对应一个与上部金属板4中的对应一个之间，且抗热桥接部件6形成于一对相邻上部金属板4中的每一个的端部处以连接所述一对相邻上部金属板4以防止热桥接。

这里，术语“面板型”意指通过一方法来完成装配工作，在所述方法中，将修整绝缘结构材料布置成彼此相邻，随后通过焊接或其它紧固方法来使所述绝缘结构材料彼此连接。