[發明專利]一種功能絕熱復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010419675.5
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111578044A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 李承東;糜強;陳照峰
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: F16L59/02
• 分類號: F16L59/02;F16L59/04;F16L59/065;F16L59/08;C09D133/04;C09D5/33;C09D7/61;C09D7/65;B29D7/01
• 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

1.一種功能絕熱復合材料，其特征在于：其包括反射隔熱涂料層（10）和/或相變涂料層（20）、真空絕熱板（30）和發泡聚氨酯（40）；所述真空絕熱板（30）的正面涂覆有相變涂料層（20）和/或反射隔熱涂料層（10），真空絕熱板（30）的其他表面均由發泡聚氨酯（40）包覆；

當反射隔熱涂料層（10）和相變涂料層（20）同時存在時，反射隔熱涂料層（10）在外層，相變涂料層（20）在內層，相變涂料層（20）直接涂覆在真空絕熱板（30）的正面上。

2.根據權利要求1所述功能絕熱復合材料，其特征在于：其厚度為15~150mm；其中，真空絕熱板（30）的厚度為5~60mm，發泡聚氨酯（40）的厚度為1~120mm；反射隔熱涂料層（10）的干膜厚度為5~360μm，相變涂料層（20）的干膜厚度為50~400μm；所述反射隔熱涂料層（10）和相變涂料層（20）均為多層結構，層數為1~4層。

3.根據權利要求1所述功能絕熱復合材料，其特征在于：所述真空絕熱板（30）的正面為光滑表面，背面為規則或不規則的非光滑表面。

4.根據權利要求1所述功能絕熱復合材料，其特征在于所述真空絕熱板（30）配方比例按重量份計如下：離心玻璃棉65~100份和火焰玻璃棉0~35份；所述離心玻璃棉的平均纖維直徑為1~6μm，火焰玻璃棉的平均纖維直徑為0.5~5μm。

5.根據權利要求1所述功能絕熱復合材料，其特征在于：所述反射隔熱涂料層（10）和相變涂料層（20）的成膜物質為丙烯酸樹脂、有機硅樹脂、聚酯樹脂及上述樹脂相互間化學改性物中的一種或幾種。

6.根據權利要求5所述功能絕熱復合材料，其特征在于：所述反射隔熱涂料層（10）中含有反射隔熱顏料，具體為金紅石型鈦白粉、CuO、空心微珠、上述材料化學改性物及相互間物理包覆物中的一種或幾種，反射隔熱顏料相對于成膜物質的質量分數為5%~40%，沿著厚度方向以均一的質量分數分散或以遞增的質量分數梯度在涂料中成型。

7.根據權利要求5所述功能絕熱復合材料，其特征在于：所述相變涂料層（20）中含有相變微膠囊，相對于成膜物質的質量分數為5%~25%，沿著厚度方向以均一的質量分數分散或以遞減的質量分數梯度在涂料中成型。

8.根據權利要求7所述功能絕熱復合材料，其特征在于：所述相變微膠囊的平均粒徑為40~150μm，核為石蠟和/或CaCl₂·6H₂O，核的直徑為35~140μm，質量占微膠囊總質量的70%~82%，殼為SiO₂、TiO₂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚硅氧烷和上述材料相互間化學改性物的一種或幾種，殼厚為2~15μm。

9.根據權利要求1所述功能絕熱復合材料，其特征在于：當服役溫度的上限溫度為30~120℃時，真空絕熱板（30）表面單獨涂覆相變涂料層（20）；當服役溫度的上限溫度為50~150℃時，真空絕熱板（30）表面單獨涂覆反射隔熱涂料層（10）；當服役溫度的上限溫度高于120℃時，真空絕熱板（30）表面依次涂覆相變涂料層（20）和反射隔熱涂料層（10）。

10.功能絕熱復合材料的制備方法，其特征在于步驟如下：

（1）真空絕熱板的制備：

a、將若干層玻璃棉芯材片進行堆疊，放入150~350℃的烘箱中加熱1~180min，得到玻璃棉芯材，對玻璃棉芯材背面進行規則或不規則的非光滑表面處理；

b、將真空絕熱板膜材放入30~55℃的烘箱中加熱0~180min，待其充分干燥后，將玻璃棉芯材放入真空絕熱板膜材中，通過抽真空設備將膜材內部的氣壓降至10Pa以內，熱封真空絕熱板膜材袋口，獲得真空絕熱板；

（2）相變涂料和/或反射隔熱涂料的涂覆：

相變涂料的涂覆：將相變涂料噴涂在步驟（1）制備所得真空絕熱板的正面，固化涂料，實干2h；或繼續采取重復上述相變涂料涂覆操作，在真空絕熱板的正面涂覆第2~4層相變涂料；

反射隔熱涂料的涂覆：將反射隔熱涂料噴涂在真空絕熱板表面或相變涂料表面上，固化涂料，實干2h；或繼續采取重復上述反射隔熱涂料涂覆操作，在真空絕熱板表面或相變涂料表面涂覆第2~4層反射隔熱涂料；得到涂料增強真空絕熱板復合材料；

（3）包裹發泡聚氨酯：

c、將步驟（2）制備所得涂料增強真空絕熱板復合材料垂直放入金屬型腔中，用發泡聚氨酯預制的小塊設置于真空絕熱板的底部和四周側壁上，以固定涂料增強真空絕熱板復合材料，并使其底部和四個側面與金屬型腔間具有縫隙；

d、向金屬型腔中灌入聚氨酯黑料與白料，封閉金屬型腔，發泡凝固成型，即得功能絕熱復合材料。