[发明专利]一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板

说明书

本发明提供了一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板，其真空绝热板包括：芯材和气体阻隔袋，芯材真空封装于气体阻隔袋内制得真空绝热板，该芯材由质量分数为60‑95％的纳米气相二氧化硅、3‑35％的增强胶粘纤维和2‑10％的辐射遮光剂三种原料组成；芯材的制备方法是通过将原料混合均匀、压制成型、切割并包裹透气不透粉的无纺布材料制得；芯材烘干后装入气体阻隔袋中抽真空后密封制得真空绝热板。本发明的芯材固体导热系数低、收缩率低、密度小且强度大，对应的真空绝热板导热系数低、强度大、使用寿命长。

技术领域

本发明涉及绝热材料技术领域，具体是一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板。

背景技术

随着全球工业化进程的不断发展，化石能源的大量消耗，一方面面临能源危机，另一方面环境污染问题也日趋严重，节能减排已成为全世界关注的焦点。真空绝热板(VacuumInsulation Panel，简称VIP)作为一种新型的超级绝热材料，其导热系数低，只有传统绝热材料导热系数的1/5-1/10，综合性能优异，原料来源广泛，价格适中，已在对绝热要求较高的领域，例如：冰箱、冷链物流、冷库等，以及建筑保温领域得到推广应用，VIP有着巨大的发展潜力。

在真空状态下，当气体分子平均自由程(与压力有关)大于孔隙特征尺寸(与孔径有关)时，孔隙中的气体热传导被抑制，孔隙越小，对真空度的要求越低，例如纳米气相二氧化硅粉体芯材孔隙在纳米级，在10mbar的真空时气体热传导依然被完全抑制；孔隙越大，对真空度要求越高，抑制气体热传导的条件越难满足，例如玻璃纤维芯材孔隙在微米级，在0.1mbar的真空时气体热传导就开始出现。因此，玻璃纤维芯材VIP主要应用于使用寿命较短的领域，例如：保温箱，冷藏车以及冰箱等。而纳米气相二氧化硅芯材VIP可以用于建筑保温等对使用寿命要求高的领域。

玻璃纤维的生产过程本身就是高能耗、高污染，芯材湿法成型工艺能耗高、废水废气排放量大、工艺复杂且成本高。干法成型工艺纤维分散不均匀，VIP性能，尤其是使用寿命大幅降低，而且为了抑制板内压力的上升，玻璃纤维芯材VIP多采用阻隔性能好的双面含有铝箔的阻隔袋，这会产生严重的热桥效应，使VIP的整体有效导热系数升高至7-10mW/(m·K)，绝热性能大幅降低。

专利CN 102587517B公开了一种真空绝热板及其制备和应用，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，虽然该类VIP成本降低，但是由于没有加入遮光剂，且使用了含有铝箔的袋子，导热系数高，超过了10mW/(m·K)，热桥效应大，绝热性能大幅下降。

专利CN 102720921B也公开了一种利用膨胀珍珠岩生产真空绝热板的方法，以膨胀珍珠岩为主要原料，添加各种辅助材料压制得到芯材，真空封装于铝塑复合袋中制得VIP，除了具有专利102587517B中的不足之外，膨胀珍珠岩价格低廉，可降低VIP成本，但膨胀珍珠岩颗粒较粗，所制得的VIP导热系数对板内压力非常敏感，导热系数上升很快，VIP使用寿命很短。

专利CN 105481339A公开了一种建筑用真空绝热板芯板及其制备方法，它将纳米二氧化硅粉体、膨胀珍珠岩细粉、增强纤维、无机胶粘剂、絮凝剂和水混合搅拌，得到浆料，然后再通过上浆、脱水、定型、烘干和切割，得到建筑用真空绝热板芯板，该方法类似玻璃纤维芯材的湿法成型，需要做成浆料然后再脱水烘干，其能耗高，废水废气排放量大，工艺步骤多且成本高。

而国内较多使用的粉体类芯材是干法压制，即通过机械搅拌，然后压制成型，该工艺操作简单，成本低，但其存在的问题主要是大量粉尘对环境造成严重污染，吸入人体后无法降解，危害人体健康。

因此，需要解决现有技术中VIP使用寿命短，芯材生产过程污染环境，成本高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板。