CN102729316A - 真空隔热板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种真空隔热板的制备方法，包括如下步骤：（1）将按比例称好的二氧化硅含量大于98%的主料、辐射阻隔剂和增强纤维置入搅拌设备中进行搅拌得到混合料；（2）将混合料送入模具中；（3）将模具中的混合料以0.4~2兆帕的压强压制成芯材；（4）将芯材置于100~300摄氏度中烘烤10~120分钟；（5）先将经步骤（4）得到的芯材放入透气且不透粉的材料中进行无缝包裹，再将包裹后的芯材置于高阻隔材料制成的袋子中得到制品；（6）将步骤（5）制品抽真空，封口。本发明的优点在于制备出的产品防火性能好、热导系数低、使用寿命长、成本低廉，制备工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及隔热板制备技术领域，特别涉及真空隔热板的制备方法。
背景技术
目前真空隔热板被大量应用于冰箱、建筑、工业保温等领域。现有技术主要存在价格偏高、生产工艺复杂、防火性能差等特点。该领域现有技术主要采用的材料包括：1、耐温隔热纤维，参见中国专利号：200610021567.2《真空隔热板及制备方法》；2、开孔聚氨酯，参见中国专利：00106049.X号《制造真空绝热材料芯的方法》。采用耐温隔热纤维为芯材的真空隔热板大多应用于冰箱及制冷保温领域，其主要特点在于其初始热导系数低，使用寿命较短，需添加吸气剂延长寿命，而且产品本身一旦真空丧失容易引起鼓包。采用聚氨酯等材料为芯材由于其防火性能较差，不能满足建筑领域的需求。
发明内容
本发明的目的是要提供一种新型真空隔热板的制备方法，可以解决上述现有技术问题中的一个或多个。
根据本发明的一个方面，提供了一种真空隔热板的制备方法，包括步骤：（1）将按比例称好的二氧化硅含量大于98%的主料、辐射阻隔剂和增强纤维置入搅拌设备中进行搅拌得到混合料；（2）将混合料送入模具中；（3）将模具中的混合料以0.4~2兆帕的压强压制成芯材；（4）将芯材置于100~300摄氏度中烘烤10~120分钟；（5）先将经步骤（4）得到的芯材放入透气且不透粉的材料中进行无缝包裹，再将包裹后的芯材置于高阻隔材料制成的袋子中得到制品；（6）将步骤（5）制品抽真空，封口。
本发明所制备的真空隔热板选用的芯材大多为成本低廉易获取的材料，能够满足防火性能好、热导系数低、使用寿命长、加工工艺简单等特性，适合大批量的工业化生产。不仅能够满足传统真空隔热板所应用领域的需求，同时还可以大批量地应用于冷冻设备制造业、航空航天工业、汽车工业、工业管道的保温、窑炉保温或建筑保温等领域，起到长效保温、降低能耗的效果。
在一些实施方式中，在所述步骤（1）之前，将主料、辐射阻隔剂和增强纤维置于94~105摄氏度中分别加热烘烤5分钟以上，再置入有氮气保护的料仓。由此，可以具有使原材料充分干燥的效果。
在一些实施方式中，在所述步骤（1）将主料、辐射阻隔剂和增强纤维置入搅拌设备中进行搅拌的同时，以94~105摄氏度加热搅拌设备的搅拌槽。由此，可以具有使原材料充分干燥的效果。
在一些实施方式中，在步骤（2）将所述混合料以真空抽送的方式送入模具中。由此，具有铺料均匀和避免二次整理的效果。
在一些实施方式中，在步骤（3）以0.8~1.6兆帕的压强将模具中的混合料压制成芯材。由此，具有确保芯材成型致密的效果。
在一些实施方式中，在步骤（4）将芯材在150~250摄氏度中烘烤40~100分钟。由此，具有芯材干燥充分的效果。
在一些实施方式中，在步骤（6）将步骤（5）得到的制品抽真空至0.1~10帕斯卡。由此，具有降低真空隔热板导热系数的效果。
在一些实施方式中，主料、辐射阻隔剂和增强纤维的质量比是50~100:5~25:1~10。由此，可以具有真空隔热板导热系数低，使用寿命长，纤维分布均匀，成品结实、不易散的效果。
在一些实施方式中，主料为气相二氧化硅粉末、沉淀二氧化硅、微硅粉、稻壳灰、玻化微珠粉末、粉煤灰和珍珠岩粉末中一种或两种及以上的组合。由此，具有原料成本低廉、易得的效果。
在一些实施方式中，辐射阻隔剂为碳化硅、钛白粉和炭黑中一种或两种及以上的组合。由此，具有原料成本低廉、易得的效果。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明，但保护范围不受这些实施例的限制。
实施例1：
将沉淀二氧化硅、钛白粉（二氧化钛）、聚酯纤维以50:5:1的比例（质量比）依次投入搅拌机内，搅拌5分钟后，得到混合料。料仓位于搅拌机的下方，打开搅拌机下料阀，混合料漏入料仓。通过真空抽取将料仓中的混合料送至冷压机里的模具中。待混合料充满模具后，以2兆帕的压强对混合料进行压制，压制成型后得到芯材。将芯材放入烘干机内，在100摄氏度的温度下烘烤60分钟。将经烘烤的芯材装入无纺布袋中进行无缝包裹，再将经无纺布包裹的芯材套入多层复合的铝箔袋中，送入抽真空设备抽至0.1帕斯卡封口。得到的真空隔热板的密度为400kg/m3，经测试热导系数达到0.0058W/mk。无缝包裹是指将芯材置于两块无纺布之间，通过加温加压将两块无纺布的边沿粘合，芯材就被置于无缝的无纺布袋中。无纺布是一种透气不透粉的材料，在抽真空的时候，芯材中的气体会被抽走，粉末会被无纺布袋挡在袋中，以免四处飘散。
实施例2：
将气相二氧化硅、炭黑、聚丙烯纤维以50:25:1的比例（质量比）依次投入搅拌机内，搅拌5分钟，在搅拌的同时以94~105摄氏度的温度加热搅拌设备的搅拌槽，得到混合料。料仓位于搅拌机的下方，打开搅拌机下料阀，混合料漏入料仓。通过真空抽取将料仓中的混合料送至冷压机里的模具中。待混合料充满模具后，以1.6兆帕的压强对混合料进行压制，压制成型后得到芯材。将芯材放入烘干机内，在110摄氏度的温度下烘烤50分钟。将烘烤后的芯材装入POF膜（多层共挤聚烯烃热收缩膜）中进行无缝包裹，再将经POF膜包裹的芯材套入表层附有玻璃纤维的铝箔袋中，送入抽真空设备抽至10帕斯卡封口。得到的真空隔热板的密度为287kg/m3，经测试热导系数达到0.0093W/mk。
实施例3：
将沉淀二氧化硅、碳化硅、玻璃纤维以50:5:10的比例（质量比）置于94~105摄氏度中分别加热烘烤5分钟以上，然后依次投入搅拌机内，搅拌5分钟后，得到混合料。料仓位于搅拌机的下方，打开搅拌机下料阀，混合料漏入料仓。通过真空抽取将料仓中的混合料送至冷压机里的模具中。待混合料充满模具后，以1.6兆帕的压强对混合料进行压制，压制成型后得到芯材。将芯材放入烘干机内，在100度的温度下烘烤50分钟。将经烘烤的芯材装入无纺布袋中进行无缝包裹，再将经无纺布包裹的芯材套入多层复合的铝箔袋中，送入抽真空设备抽至0.1帕斯卡封口。得到的制品密度为383kg/m3，经测试热导系数达到0.0051W/mk。
透气不透粉的材料是指空气可以透过，粉末不可以透过的材料。在其它实施例中，透气不透粉的材料还可以是羊毛制成的包装物。
在其它实施例中，高阻隔材料还可以是PE（聚乙烯膜）、PET膜（聚酯薄膜）、尼龙薄膜、镀铝膜和玻璃纤维中一种或两种及以上的组合复合而成的材料。
在其它实施例中，在步骤（2）将混合料送入冷压机里的模具中，还可以采用螺杆挤出式送料或人工投料的方式。
表1是在一些实施方式中，主料、辐射阻隔剂和增强纤维的种类及其质量比，步骤（3）中所用压强，步骤（4）烘烤所用温度和时长，步骤（6）中抽真空的真空度，所得的真空隔热板的密度及热导系数。其中实施例4~10的真空隔热板的制备方法与实施例1相同，实施例11~15的真空隔热板的制备方法与实施例2相同，实施例16~20的真空隔热板的制备方法与实施例3相同。
表1
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.真空隔热板的制备方法，包括如下步骤：
（1）将按比例称好的二氧化硅含量大于98%的主料、辐射阻隔剂和增强纤维置入搅拌设备中进行搅拌得到混合料；
（2）将所述混合料送入模具中；
（3）将所述模具中的所述混合料以0.4~2兆帕的压强压制成芯材；
（4）将所述芯材置于100~300摄氏度中烘烤10~120分钟；
（5）先将经步骤（4）得到的所述芯材放入透气且不透粉的材料中进行无缝包裹，再将所述包裹后的芯材置于高阻隔材料制成的袋子中得到制品；
（6）将步骤（5）所述制品抽真空，封口。
2.根据权利要求1所述的真空隔热板的制备方法，其中在所述步骤（1）之前，将所述主料、所述辐射阻隔剂和所述增强纤维置于94~105摄氏度中分别加热烘烤5分钟以上，再置入有氮气保护的料仓。
3.根据权利要求1所述的真空隔热板的制备方法，其中在所述步骤（1）将所述主料、所述辐射阻隔剂和所述增强纤维置入所述搅拌设备中进行搅拌的同时，以94~105摄氏度加热所述搅拌设备的搅拌槽。
4.根据权利要求1所述的真空隔热板的制备方法，其中在所述步骤（2）将所述混合料以真空抽送的方式送入所述模具中。
5.根据权利要求1所述的真空隔热板的制备方法，其中所述步骤（3）以0.8~1.6兆帕的压强将所述模具中的所述混合料压制成芯材。
6.根据权利要求1所述的真空隔热板的制备方法，其中所述步骤（4）将所述芯材在150~250摄氏度中烘烤40~100分钟。
7.根据权利要求1所述的真空隔热板的制备方法，其中所述步骤（6）将步骤（5）得到的所述制品抽真空至0.1~10帕斯卡。
8.根据权利要求1~7任一项所述的真空隔热板的制备方法，其中所述主料、所述辐射阻隔剂和所述增强纤维的质量比是50~100:5~25:1~10。
9.根据权利要求1~7任一项所述的真空隔热板的制备方法，其中所述主料为气相二氧化硅粉末、沉淀二氧化硅、微硅粉、稻壳灰、玻化微珠粉末、粉煤灰和珍珠岩粉末中一种或两种及以上的组合。
10.根据权利要求1~7任一项所述的真空隔热板的制备方法，其中所述辐射阻隔剂为碳化硅、钛白粉和炭黑中一种或两种及以上的组合。
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