[發(fā)明專利]一種真空絕熱板用的復合芯材及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710031196.0
• 申請日: 2007-10-31
• 公開（公告）號: CN101149209A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周文勝;何凡;衛(wèi)榮輝;余豪勇
• 申請（專利權(quán)）人: 英德市埃力生亞太電子有限公司
• 主分類號: F25D23/06
• 分類號: F25D23/06;C04B14/04
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司
• 代理人: 曾旻輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種真空絕熱板用復合芯材及其制備方法。

背景技術(shù)

目前針對冰箱，冷柜等應(yīng)用場合，出現(xiàn)了一種新型的保溫絕熱材料，一般稱之為VIP板，其結(jié)構(gòu)為一層有機物-鋁復合箔包裹一種芯材，以維持該芯材處于真空狀態(tài)。利用此結(jié)構(gòu)抑制對流，從而獲得比常規(guī)保溫材料優(yōu)越的多的保溫性能。對于芯材的選取，目前已有多個專利提出了不同的方案：1，開孔聚氨酯，參見中國專利00106049.X號《制造真空絕熱材料芯的方法》。2，無機纖維氈，參見中國專利200410058742.6號《用于真空絕熱材料的芯材料的生產(chǎn)方法》。3，硅酸鈣晶體，參見中國專利94191333.3號《真空絕熱材料及其施工方法》。

上述這些專利技術(shù)所涉及的芯材，均有一個共同的特點，既需要的真空度比較高，一般來說，只有當真空度達到1Pa以下時，上述芯材才能發(fā)揮最佳性能。這是因為，上述芯材內(nèi)部結(jié)構(gòu)中所含孔隙的平均直徑，均為微米級，根據(jù)相關(guān)理論，真空絕熱材料的芯材所需要的真空度，是和芯材的孔隙平均直徑負相關(guān)的。即芯材的孔隙平均直徑越大，對真空度的要求越高。然而，1Pa甚至更高的真空度不但難以獲得，而且難以保持，嚴重影響到了真空絕熱材料的壽命，并且對包裹材料提出了苛刻的要求。

在考察了各種可能作為芯材的材料后，發(fā)明人注意到二氧化硅氣凝膠具有很低的密度和很小的孔隙平均直徑(一般來說，在50-70nm，即5×10^-8-7×10^-8米)，約為現(xiàn)有各種芯材的1/20。因此，二氧化硅氣凝膠是一種潛在的性能優(yōu)越的芯材材料。

進一步的研究表明，二氧化硅氣凝膠不適宜直接用作真空絕熱材料的芯材，這主要是由于其具有高度的脆性，目前對于如何改善氣凝膠的脆性，比較廣泛的做法是摻入纖維等增強體。但是現(xiàn)有的技術(shù)注重于氣凝膠在非真空應(yīng)用環(huán)境下的高溫隔熱性能，因此摻入的纖維往往具有較高的堆積密度從而達到反輻射的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種真空絕熱板用硅氣凝膠復合芯材。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種真空絕熱板用復合芯材，其構(gòu)成主要包括二氧化硅，輻射阻隔劑鈦白粉或碳黑，低堆積密度的增強顆粒，三者的重量份比為1∶0.1-0.5∶1-6，增強顆粒體積密度低于0.05g/cm³。

優(yōu)選地，所述低堆積密度的增強顆粒選自蛭石顆粒、氣相二氧化硅顆粒、膨脹珍珠巖顆粒、雪硅鈣石晶體中的一種或多種；更優(yōu)選地，所述低堆積密度增強顆粒為膨脹珍珠巖顆粒。

本發(fā)明的另一目的是提供一種制備上述真空絕熱板用復合芯材的方法。

一種制備如上所述的真空絕熱板用復合芯材的方法，主要包括如下步驟：(1)硅溶膠配制：以含硅化合物為原料，加入水或乙醇作為溶劑，再依次加入酸性或/和堿性催化劑，通過溶膠-凝膠法制備硅溶膠；(2)制作增強體：將鈦白粉或碳黑與低堆積密度的增強顆粒混合均勻，然后通過模具壓制的方法得到分布均勻、板狀的、體積密度低于0.12g/cm³的增強體；(3)浸滲：將硅溶膠通過真空浸滲和壓力浸滲工藝浸入增強體中；(4)老化：在0℃-50℃中靜置2小時-3天，等待溶膠固化成凝膠并老化；(5)干燥：通過步驟(4)得到的制品通過超臨界流體干燥處理。

優(yōu)選地，所述含硅化合物為正硅酸乙酯或水硅溶膠或水玻璃；所述酸性催化劑為硝酸或鹽酸或醋酸；所述堿性催化劑為氨水。

所述步驟(1)硅溶膠配制為：首先將正硅酸乙酯、乙醇溶劑混合攪拌均勻后，再將去離子水和酸性催化劑滴加進去，充分攪拌均勻，即得到硅溶膠，其中，正硅酸乙酯∶乙醇溶劑∶去離子水∶酸性催化劑摩爾比為1∶3-30∶1-3∶0.003-0.05；然后滴加堿性催化劑并添加體積為上述去離子水體積2倍的去離子水，充分攪拌均勻，即得到可控制凝膠速度的硅溶膠，其中，正硅酸乙酯∶堿性催化劑摩爾比為1∶0.003-0.05。

所述步驟(1)硅溶膠配制為：根據(jù)對凝膠時間的需求，將適量的40％濃度水硅溶膠倒入一定量的pH值范圍為1-4，純度為80-100％的酸性乙醇中，即得到可控制凝膠速度的硅溶膠，其中，水硅溶膠∶乙醇體積比為1∶3-15。