[發明專利]一種帶有真空絕熱板的保溫隔熱板

有效

• 申請號: 201510010451.8
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號: CN104975660B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 陳景明;陳桂花;洪國瑩
• 申請（專利權）人: 福建賽特新材股份有限公司
• 主分類號: E04B1/80
• 分類號: E04B1/80
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司35204
• 代理人: 張松亭

技術領域

本發明涉及一種保溫材料，特指一種帶有真空絕熱板的保溫材料。

背景技術

真空絕熱板(Vacuum Insulation Panel簡稱VIP)是近年來發展起來的一種新型高效絕熱材料。它通常是由氣體阻隔膜制成的袋子、絕熱材料構成的芯材和吸氣劑組成，將吸氣劑和填充芯材裝入氣體阻隔膜制成的袋子中，再將氣體阻隔膜制成的袋子抽成真空并使之密封。氣體阻隔膜能夠使該袋子內保持真空狀態，并有效的避免空氣對流引起的熱傳遞，與外界絕熱。然而，由于VIP本身是柔性的矩形板狀物，除了厚度方向上兩個相對的主表面的面積比較大之外，周邊的四個側面的面積都很小，拿起來時，很容易使兩個主表面彎曲變形；氣體阻隔膜厚度薄，兩個主表面相對易滲漏。另外，在生產或者使用過程中氣體阻隔膜制成的袋子容易被刺穿或破裂，氮氣、氧氣、二氧化碳、氫氣和水蒸汽等氣體會透過氣體阻隔膜的缺陷位置滲透到VIP內部，影響VIP的使用壽命。

針對這兩個問題，在中國專利CN102482446中提出了一種隔熱板復合材料，其中限定一種有空腔的擠出熱塑性聚合物泡沫體，并且將真空隔熱板完全安置在其空腔內。通過擠出熱塑性聚合物泡沫體保護其空腔內的VIP，以提供最優化的氣體阻隔性和強度。然而，擠出熱塑性聚合物泡沫體導熱系數較高，無法滿足實際使用需求。

發明內容

本發明旨在提供一種帶有真空絕熱板的保溫隔熱板，不但使VIP外部機械強度得到加強，同時提高VIP的使用壽命。

本發明的技術方案是：一種帶有真空絕熱板的保溫隔熱板，包括多孔泡沫體和真空絕熱板；該多孔泡沫體是密度為20-80千克/立方米的硬質聚氨酯泡沫體或酚醛樹脂泡沫體，且該多孔泡沫體與該真空絕熱板至少一個主表面及至少一個側面結為一體；該多孔泡沫體中閉孔率大于60％；該多孔泡沫體在該真空絕熱板主表面外側的部分的厚度為1-50毫米。

聚氨酯(英文名為Polyurethane，簡稱為PU，全稱為聚氨基甲酸酯)是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團的大分子化合物的統稱。硬質聚氨酯是其中剛性材料，硬質聚氨酯泡沫體具有保溫與防水雙重功能，其導熱系數低，僅17～24mW/m·k，相當于擠出熱塑性聚合物泡沫體的一半，是目前發泡保溫材料中導熱系數最低的。

酚醛樹脂(英文名為Phenol Formaldehyde，簡稱PF)，酚醛樹脂泡沫體也具有保溫與防水雙重功能，它的導熱系數約23-28mW/m·k，較硬質聚氨酯泡沫略高，但在使用環境溫度較高時，耐溫性高于硬質聚氨酯泡沫體，不易收縮變形，使用壽命更長。

圖1示出發明人研究所得硬質聚氨酯泡沫體密度與導熱系數的關系曲線。如圖1所示，硬質聚氨酯泡沫體密度在20-80千克/立方米導熱系數及其穩定性最佳，此時硬質聚氨酯泡沫體閉孔率大于90％。硬質聚氨酯泡沫體導熱系數與閉孔率、孔徑、孔內氣體成分關系密切。目前的生產工藝在發泡條件相同的情況下，密度低于20千克/立方米的硬質聚氨酯泡沫體閉孔率低，泡壁薄，氣體易透過，使得材料整體導熱系數較高。圖2示出發明人研究所得酚醛樹脂泡沫體密度與導熱系數的關系曲線。從圖2可以看出，當酚醛樹脂泡沫體密度低于30千克/立方米酚醛樹脂泡沫體導熱系數較高，且分布離散。密度一般選擇30-60千克/立方米，在此條件下導熱系數較低且穩定。酚醛樹脂泡沫體密度太高對導熱系數影響不是特別明顯，但原料消耗比較高，所以酚醛樹脂泡沫體最佳發泡密度選擇30-60千克/立方米。

所以，上述多孔泡沫體密度為20-80千克/立方米時導熱系數低且材料消耗少。在發泡條件相同的情況下，上述多孔泡沫體的密度太低，說明內部各泡孔的尺度大，則整體的強度和韌性不足，內部各泡孔容易破裂貫穿，導致內部的氣體產生對流，導熱系數上升快；上述多孔泡沫體密度太高，內部各泡孔的尺度雖然降低了，但原材料消耗大，又對閉孔率的提高起不到作用，從而對導熱系數的降低起不到作用；且上述多孔泡沫體密度過大還降低了自身的孔隙率，從而增加上述多孔泡沫體本身的固體導熱系數，使保溫隔熱板整體導熱系數提高。

經發明人研究表明，由于上述多孔泡沫體導熱系數高于真空絕熱板，約為真空絕熱板的10倍，所以真空絕熱板主表面外側上述的多孔泡沫體厚度越大，包覆后的隔熱板復合導熱系數就會越高。當真空絕熱板主表面外側的上述多孔泡沫體厚度小于1毫米時，泡沫原料流動性差，會導致發泡不均，機械強度差。當上述多孔泡沫體厚度大于50毫米時，不僅需要消耗更多的原材料，成本較高，而且復合導熱系數也會增加。