[发明专利]一种轻质耐辐照高反射率薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种轻质耐辐照高反射率薄膜及其制备方法，所述轻质耐辐照高反射率薄膜由内向外依次为保护层（4）、高反射层（3）、过渡层（2）、基体层（1）、过渡层（2）、高反射层（3）、保护层（4）；其中，所述基体层（1）采用聚酰亚胺薄膜；所述过渡层（2）采用金属铜；所述高反射层（3）采用低钴不锈钢；所述保护层（4）采用氧化硅。该薄膜具有较低面密度、高反射率；同时，该薄膜热稳定性好、抗氧化性能高，使用寿命长，有效满足轻量化、高保温性能的需求。

技术领域

本发明涉及功能性材料技术领域，具体涉及一种轻质耐辐照高反射率薄膜及其制备方法。

背景技术

在核电厂正常运行工况下，各种设备或管道的温度与外部环境温度之间需要存在较大差值；例如，管道内部平均温度高于310℃的情况下，一般要求外部环境温度小于50℃。因此，为了减少核电厂中设备和管道在正常运行工况下的热损失，通常在设备和管道的外壁包覆保温层。相比于非金属保温层，金属保温层具有老化现象不明显、耐高温和耐辐照性能优异等特点；并且金属保温层破口事故后产生的碎片对下游物理、化学影响较小，使得其在核电厂设备和管道中得到了广泛应用。

金属保温层，主要是利用反射层的反射特性使辐射热在间隙中多次被反射以减少辐射传热，利用反射层之间的间隙给热对流造成阻碍起到保温作用，使得金属保温层具有良好的热阻率。

目前，采用的传统反射层为不锈钢箔，常用的不锈钢箔厚度为0.03mm、面密度为237g/m²，高温下表面易氧化，反射率随氧化程度增加而降低、通常为0.60~0.75，热辐射效率低，难以满足市场对新一代产品轻量化、高保温性能需求。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种轻质耐辐照高反射率薄膜，该薄膜具有较低面密度、高反射率；同时，该薄膜热稳定性好、抗氧化性能高，使用寿命长，有效满足轻量化、高保温性能的需求。

本发明的另一个目的在于提供一种轻质耐辐照高反射率薄膜的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种轻质耐辐照高反射率薄膜，用于包覆在设备或管道表面，其特征在在于：包括基体层、过渡层、高反射层以及保护层，由内向外依次为保护层、高反射层、过渡层、基体层、过渡层、高反射层、保护层；

其中，所述基体层采用聚酰亚胺薄膜；所述过渡层采用金属铜；所述高反射层采用低钴不锈钢；所述保护层采用氧化硅。

聚酰亚胺薄膜具有低面密度、优异的热稳定性、阻燃性和机械性能，采用聚酰亚胺保证整个薄膜的轻质特性；采用低钴不锈钢的反射特性进行辐射热的反射、减少辐射传热；采用氧化硅层防止低钴不锈钢氧化、保证低钴不锈钢的反射特性。

由于聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数2×10^-5/K、低钴不锈钢的热膨胀系数为1.44×10^-5/K，其热膨胀系数相差较大且热形变温度相近，导致持续高温情况下聚酰亚胺薄膜基体与低钴不锈钢会同时发生热形变且形变量相差较大，从而造成高反射层不均匀而影响薄膜整体反射效果、甚至出现高反射层由于形变而局部或整体从基体层上脱落的现象。本发明通过引入热膨胀系数为1.65×10^-5/K的金属铜作为过渡层，利用热膨胀系数的阶梯式降低（从基层到保护层），增加了整个薄膜结构的热稳定性，避免低钴不锈钢的高反射层跟随聚酰亚胺薄膜基体发生热形变、从而避免反射率降低、阻热不均匀或反射层脱落的情况发生；同时，过渡层也在一定程度上对辐射热进行反射，使传递到高反射层或基体层上的温度降低，从而进一步降低持续高温条件下的高反射层或基体层的热形变量，确保整个薄膜的热稳定性。并且，通过过渡层与高反射层的反射特性使辐射热在间隙中多次被反射，极大的提高了反射率、减少了辐射传热。

作进一步优化，所述基体层厚度为25～30μm。

作进一步优化，所述高反射层厚度为100～200nm。