[發明專利]熱絕緣結構材料以及使用其的低溫和極低溫液化氣載體

有效

• 申請號: 201880070151.0
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN111295327B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 丁泰瑛;樸公周
• 申請（專利權）人: 丁泰瑛
• 主分類號: B63B25/16
• 分類號: B63B25/16;F17C3/02;B63B25/14;B63B73/20
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

本發明涉及一種熱絕緣結構材料以及使用其的低溫和極低溫液化氣載體。熱絕緣結構材料：第一，可通過改進熱絕緣結構材料的連接部分的結構來最小化或防止熱橋；第二，通過在熱絕緣結構材料的核心層內部布置真空絕緣材料來提高絕緣性能；且第三，通過由具有極佳結構性能的非起泡聚合物材料形成核心層來提高結構硬度，防止氣體穿過核心層的氣密接合性結構移動進或移動出真空絕緣材料，且可提高防火性能以便不易受火災損壞，且因此本發明普遍地適用于要求絕緣能力和結構性能的領域。

技術領域

本發明涉及具有熱絕緣性能和結構材料性能的熱絕緣結構材料，以及包含所述熱絕緣結構材料的低溫和極低溫(cryogenic)液化氣載體，且更尤其涉及一種熱絕緣結構材料以及包含所述熱絕緣結構材料的低溫和極低溫液化氣載體，所述熱絕緣結構材料可通過連接部分的結構改進來最小化或防止熱橋接，可通過包含安置在熱絕緣結構材料的核心層內部的真空絕緣體的中間層來提高熱絕緣性能，可通過使用具有良好結構性能的非起泡聚合物材料來形成核心層來提高結構硬度，且可通過形成核心層以均勻地包圍真空絕緣體的整個外表面來防止氣體穿過真空絕緣體，同時提高耐火性。

背景技術

一般來說，復合層壓結構材料通過將彈性體注入到密封金屬箱中來生產，且用作用于建造的混凝土結構材料和用于造船的鋼結構材料的替代物。

韓國專利第10-0742033號公開一種復合層壓結構材料。然而，在所述專利中公開的這一復合層壓結構材料具有以下問題：

第一，復合層壓結構材料是主要設計成承受較重的重量和沖擊的結構材料，且因此作為熱絕緣體具有限制性。也就是說，由于復合層壓結構材料具有構成金屬箱的第一金屬層和第二金屬層接合到具有相對較高密度的聚合物(彈性體)的中間層的結構，所以有可能在第一金屬層和第二金屬層中的每一個的整個表面上發生熱橋接。

這里，熱橋接指的是以下現象：熱絕緣結構材料的中斷部分(也就是說，結構材料的端部)具有比結構材料的其它部分更低的低溫，且大量熱流經結構材料的端部，從而導致極低溫貨物(例如液化氣(LNG或LPG))的熱絕緣顯著降低。舉例來說，當熱絕緣結構材料包含在厚度方向上穿過其的高度導熱金屬時，相當大量的熱流經所述金屬。

在復合層壓結構材料中，由于第一金屬層和第二金屬層具有非常高的熱導率，所以由聚合物(彈性體)形成的中間層負責大部分熱絕緣。

然而，本領域中常用的彈性體(在20℃下)具有約0.17瓦/米·度(W/m·K)到約0.18瓦/米·度的熱導率(k值)，這甚至不與例如氣凝膠的普通絕緣體或真空熱絕緣體相當，且具有比本領域中最常用的有機或無機絕緣體(熱導率：0.030瓦/米·度到0.045瓦/米·度)低得多的熱絕緣性能。

甚至在當今，也不存在提供熱絕緣和結構完整性兩者的熱絕緣結構材料(或復合面板)，且本領域中已知的大部分熱絕緣結構材料仍具有上文所描述的問題，且因此在應用于儲存較重和低溫貨物(例如，液化氣)的貨艙時具有技術限制性。

對于典型熱絕緣結構材料，使用由金屬材料形成的周邊條來維持結構剛度。然而，金屬的高熱導率可能導致熱橋接且因此導致熱絕緣性能顯著降低。

為了解決這一問題，可考慮如圖1的(a)中所示出的面板型(panel-type)熱絕緣結構材料。面板型熱絕緣結構材料具有一結構，在所述結構中，由金屬材料形成的周邊條5安置在下部金屬板3中的對應一個與上部金屬板4中的對應一個之間，聚氨酯層7形成于下部金屬板3中的對應一個與上部金屬板4中的對應一個之間，且抗熱橋接部件6形成于一對相鄰上部金屬板4中的每一個的端部處以連接所述一對相鄰上部金屬板4以防止熱橋接。

這里，術語“面板型”意指通過一方法來完成裝配工作，在所述方法中，將修整絕緣結構材料布置成彼此相鄰，隨后通過焊接或其它緊固方法來使所述絕緣結構材料彼此連接。