[發明專利]一種微納米孔結構芯材及其真空絕熱板的制備方法

在審

• 申請號: 202210086973.6
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114409372A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 周武中;杜源;邱鑫;李杰
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02;F16L59/065;B29D7/00
• 代理公司: 深圳泛航知識產權代理事務所(普通合伙) 44867
• 代理人: 鄧愛軍

本發明提供一種微納米孔結構芯材及其真空絕熱板的制備方法，所述方法步驟為：一、以離心棉和火焰棉為原材料，通過濕法造紙工藝制得玻璃棉芯材；二、以氣相二氧化硅粉末、遮光劑、聚酯短切絲纖維和第二相隔熱粉末為原材料，采用干粉混合工藝制得氣相二氧化硅復合芯材。揭示了玻璃棉漿料在成型中纖維的堵塞和遷移機制，分析了玻璃棉芯材在不同烘干條件和不同階段下的微結構特性，獲得了低導熱系數玻璃棉真空絕熱板的最佳制備工藝參數，建立了聚酯纖維/多粒徑粉末復合芯材的組分與真空絕熱板的各項熱傳導之間的關系，制備出隔熱性能優良的空心玻璃微珠/氣相二氧化硅真空絕熱板和稻殼灰/氣相二氧化硅真空絕熱板。可在建筑、家電、冷鏈等保溫領域進行推廣應用。

技術領域

本發明屬于絕熱材料技術領域，更具體地說，特別涉及一種微納米孔結構芯材及其真空絕熱板的制備方法。

背景技術

隨著各國經濟的高速發展，世界能源危機與環境惡化問題應運而生。很多國家開始實施節能與環保方面的政策法規，以求在利用能源的同時最大程度地減少碳排放量。近些年，來自各個行業的隔熱、保溫、保冷、節能要求正逐年提高。常用絕熱材料，如玻璃棉氈、巖棉、發泡聚苯乙烯、聚氨酯和酚醛泡沫的導熱系數大都高于20mW/(m·K)，隔熱性能庸常，已經越來越難以滿足當前的高標準和高要求，如何對玻璃纖維芯材的真空絕熱板進行結構的改進，提高其綜合性能具有重要的實際工程意義，也引起了較為廣泛的關注。要克服這些問題，常采用的解決方法是：①保持空氣界面層：通過粘結劑使玻璃纖維棉氈固化，增加芯材的剛度，存在的問題是粘結劑易揮發，揮發后增大板內壓力，導致真空絕熱板的絕熱性能迅速下降。②添加阻隔層：通過在疊層放置的保溫材料之間如添加SiC板等無機材料進行人為阻斷熱橋，其缺點是顯著增加真空絕熱板的重量。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種微納米孔結構芯材及其真空絕熱板的制備方法，真空封裝技術包含兩種技術，分別是抽真空技術和封邊焊接技術。其中，抽真空技術是真空絕熱板初期能達到何種真空度的關鍵，封邊焊接技術是真空絕熱板能在多長時間內保持其內部高真空度的關鍵。金莎莎等[30]研究了熱封溫度、時間與壓力對熱封強度的影響和焊縫夾雜、焊縫熱影響區、焊縫焦燙等因素對真空絕熱板封邊熱封性能的影響，結果表明， PA/VMPET/Al/PE膜材的最佳熱封溫度為160～170℃，熱封時間為1～2s，熱封壓力為0.2～0.4 MPa。有效的解決了上述存在的技術問題。

本發明一種微納米孔結構芯材及其真空絕熱板的制備方法的目的與功效，由以下具體技術手段所達成：

一種微納米孔結構芯材及其真空絕熱板的制備方法，所述方法步驟為：一、以離心棉和火焰棉為原材料，通過濕法造紙工藝制得玻璃棉芯材；二、以氣相二氧化硅粉末、遮光劑、聚酯短切絲纖維和第二相隔熱粉末為原材料，采用干粉混合工藝制得氣相二氧化硅復合芯材。

所述步驟一中，包括以下七步驟：(1)配料：按照纖維的配比，稱量離心棉和火焰棉的重量；

(2)打漿：在打漿機內注入少量的白水溶液和濃硫酸，調節漿液的pH值至2.0～3.0，把稱好的原料緩慢地倒入打漿池中，設置好打漿機的打漿轉數，開始打漿，形成玻璃棉漿料；

(3)調漿：將玻璃棉漿料抽至調漿池，加入大量的白水溶液，將漿料中的纖維含量控制在 0.01～0.1wt.％，利用電動攪拌器攪拌漿料10～30min，調節漿液的pH值至3.0～3.5，再抽到儲漿池中，不斷地攪拌漿料；

(4)成型：將玻璃棉漿料供應到不斷運轉的多孔聚酯成型網上，利用三級負壓真空泵分段抽離漿液，使漿料形成濕態氈胚，再利用橡膠輥輥壓氈胚使之形成表面平整的濕態薄氈；

(5)烘干：將兩端開口的烘箱的溫度設置為300±20℃，將濕態薄氈放在傳送帶上并輸送至烘箱中，待輸送至烘箱出口時得到干態薄氈；

(6)裁切：利用分頭機和切斷機分切干態薄氈，得到特定尺寸的玻璃棉芯材。