[發明專利]一種多組分混雜VIP芯材及其制備方法

有效

• 申請號: 202010419674.0
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111559902B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 李承東;馬汝軍;呂云紅
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02;C04B38/08;C04B40/02;E04B1/80;C04B111/40
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時旭丹;張仕婷

一種多組分混雜VIP芯材及其制備方法，屬于絕熱材料技術領域。本發明多組分混雜VIP芯材，包括1~15份短切纖維、20~85份氣相SiO₂、0~50份沉淀SiO₂、0~30份硅質隔熱填料和0~25份遮光劑，經過纖維/粉末松散混合料的制備、多組分混雜VIP芯材胚體的制備和成品制備得到。本發明將各物料高速攪拌后，通過20~250℃加熱與0.1~5MPa加壓，使短切纖維與SiO₂間形成Si?O鍵，將芯材的斷裂強度提升至0.1MPa以上，分級加壓1~4次，保壓0.1~15min，使各物料緊密連接，將芯材孔徑降至40~250nm，膨脹率降至0.1%~10%，非常適用于建筑真空絕熱領域。

技術領域

本發明涉及一種多組分混雜VIP芯材及其制備方法，屬于絕熱材料技術領域。

背景技術

隨著世界經濟的高速發展，節能、綠色、低碳與環保日益成為當今社會的主流。然而，我國建筑能耗占社會總能耗近1/3，單位面積能耗比氣候條件接近的發達國家高出2~5倍，其巨大的建筑能耗成為了我國亟需解決的重大難題。提高建筑絕熱層的絕熱性能是國際公認實現建筑節能的有效辦法。傳統絕熱材料，如巖棉和膨脹聚苯乙烯板的熱導率普遍高于30mW/(m.K)，難以滿足當前建筑節能的發展需要。真空絕熱板（VIP）是近年來快速發展起來的一種新型絕熱材料，是基于真空絕熱原理，通過最大限度提高板內真空度并填充多孔芯材而實現高效絕熱，成為目前熱導率最低的材料。達到同樣絕熱效果，VIP的厚度僅是傳統絕熱材料的1/3~1/20；若將其應用在新建筑外墻上，可提高得房率3%~5%，用于老舊建筑節能改造，可降低容積率，對于節能、環保和改善人類居住環境都有重要的意義。目前，VIP已被國家發改委列為《產業結構調整指導目錄（2019本）》鼓勵類產品。

芯材是影響VIP熱導率和使用壽命的核心結構，可分為泡沫類、纖維類、粉體類和纖維/粉末復合類四種形式。其中，泡沫芯材和纖維芯材的孔徑大（微/毫米級），只能在10Pa以內發揮較好的絕熱性能，因而其制成的VIP具有使用壽命短等缺陷，在建筑中應用效果不佳。相比而言，粉體芯材雖然具有熱導率氣壓敏感性低等優點，但其成型加工性能較差，制得的芯材脆性大、易開裂，難以連續化、批量化裝袋，因此也不是理想的VIP芯材。纖維/粉末復合芯材利用粉末骨架分割纖維芯材中的大孔，弱化氣相熱傳導，使VIP的臨界氣壓大幅提升，從而大幅提升了VIP的服役壽命。相比于其他三類芯材，纖維/粉末復合的綜合性能更佳，在建筑隔熱保溫中能體現更好的絕熱效果。

中國專利CN104291772A公開了一種粉煤灰摻雜的玻纖芯材及其制備方法，該芯材采用高堿玻纖作為基體，氧化硅或硅酸鈉作為纖維間的粘結劑，利用振動加粉機將100~300目的粉煤灰均勻地分布在玻纖芯材的孔隙中，使玻纖芯材的剛性得到大幅提高，有效解決了傳統VIP芯材彈性大，在膜材破損后其迅速反彈造成VIP結構進一步破壞的問題，大大延長了VIP的使用壽命。

中國專利CN105546280A公開了一種降低真空絕熱板導熱系數的芯材制備方法，該法在pH為2~4的漿池中加入納米TiO₂遮光劑，充分攪拌后得到粉末漿料，再加入超細玻璃纖維棉，機械低速攪拌，同時上漿成型、烘干裁切，得到玻璃纖維/TiO₂復合材料。該法采用濕法混合，操作簡單，可大批量生產；制備的產品老化性能好，尤其適用于太陽能熱水器等隔熱材料。

中國專利CN105970742A公開了一種真空絕熱板的制備方法，該法將玻璃微珠、玻璃纖維和活性炭纖維等比例混合，再與甲基纖維素飽和溶液充分攪拌混合，使之形成絮狀，再均勻地倒在不銹鋼篩網上，經晾曬、烘干、裁切后獲得VIP芯材。該法制備的VIP芯材輕度大、韌性好，可彎折10%左右，能解決氣鼓等問題。