CN103090157B - 一种真空绝热板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑外墙用的真空绝热板，所述真空绝热板包括高阻隔薄膜袋和包裹在其中的保温芯材，所述保温芯材包括玄武岩纤维。本发明所述真空绝热板结构简单、成本低、节能环保、安全、防火、保温性能好。本发明还公开了一种所述真空绝热板的制备方法，包括：（1）材料的准备；（2）压制成型；（3）烘干；（4）封装。本发明解决了传统真空绝热板的涨袋、漏气、芯材衰变、真空度的持久性问题，同时克服了采用二氧化硅等粉状材料及其与纤维复合填充制板难的缺陷，制备方法简单易操作，省时省力。
Description
技术领域
本发明涉及一种保温板，特别是涉及一种用于建筑外墙的真空绝热板及其制备方法。
背景技术
现有的外墙保温体系中主要采用聚苯板、挤塑苯板、聚氨酯硬泡板、酚醛板等有机板材和岩棉、发泡水泥、发泡玻璃等无机材料的保温系统，这些系统存在一定的缺陷，例如防火的保温性能差，保温的防火差。目前，一种真空绝热板技术得到了应用，这种技术主要由阻气膜、支撑材料、吸气剂部分组成，通过抽真空制得，但因为易涨袋、漏气、芯材衰变、真空度的持久性差等缺陷，其应用受到限制。阻气膜在生产和长时间的使用中有些会有少量透水漏气现象发生，传统芯材在此时会慢慢发生膨胀，影响保温效果，所以必须添加吸气剂，但添加吸气剂后效果依然不佳。在填充材料表面需设置红外反射层，其目的是从内部阻断热辐射散热的途径，从而使其绝热性能更好，制备方法复杂，成本高，费时费力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是真空绝热板的涨袋、漏气、芯材衰变、真空度的持久性问题，同时克服采用二氧化硅等粉状材料及其与纤维复合填充制板难的缺陷。
本发明提供了一种结构简单、成本低、节能环保、安全、防火、保温性能好和制备方法简便的真空绝热板。
本发明提供了一种真空绝热板，包括外层的高阻隔薄膜袋和内部的保温芯材，所述高阻隔薄膜袋将所述保温芯材紧紧包裹在其中，所述保温芯材包括玄武岩纤维，所述保温芯材的厚度为10~80mm。
本发明所述的真空绝热板，其中所述玄武岩纤维的纤维直径≤9μm，长度为1~100mm，含水量≤1%，浸润剂含量≤0.2%，所述浸润剂主要有环氧聚酯和硅烷，都是成型的化工产品，主要作用是增强纤维与树脂间的机械结合力。
本发明所述的真空绝热板，其中所述玄武岩纤维使用温度在-260~650℃之间。
本发明所述的真空绝热板，其中所述保温芯材由所述玄武岩纤维制成的玄武岩纤维毡或玄武岩纤维板压制而成。
本发明所述的真空绝热板，其中所述玄武岩纤维毡或纤维板的厚度为5~30mm，容重为3~20kg/m2。
本发明所述的真空绝热板，其中所述高阻隔薄膜袋为铝箔纤维复合真空隔热袋，厚度为3-12μm。
一种所述的真空绝热板的制备方法，包括如下步骤：
（1）玄武岩纤维或玄武岩纤维毡或玄武岩纤维板的选择和剪裁；
（2）将玄武岩纤维或玄武岩纤维毡或玄武岩纤维板在压板机上压制成型，得到保温芯材；
（3）烘干；
（4）将烘干后的保温芯材装入高阻隔薄膜袋中，利用真空机组抽取所述高阻隔薄膜袋中的空气，进行热封，即得产品。
本发明所述的真空绝热板的制备方法，其中，步骤（2）中所述压制成型过程中的压缩强度为200-250kPa，压制成型后的保温芯材容重为50~250kg/m2。
本发明所述的真空绝热板的制备方法，其中，步骤（3）中采用真空干燥机进行烘干，真空度在1000Pa以下，且持续时间不得少于10分钟。
本发明所述的真空绝热板的制备方法，其中，步骤（4）中所述封装方法为：应小心装入以免破坏其完整性，先将烘干的玄武岩纤维装入所述高阻隔薄膜袋两个薄膜的夹层之间装好，在热封口处进行热封，先热封三边，最后抽真空后热封最后一边；在真空度小于1Pa的条件下并保持10分钟以上进行热封，热封温度为100~190℃，热封时间为2s~20s，热封压力为1kg/cm2~7kg/cm2。
本发明真空绝热板与现有技术不同之处在于本发明所述真空绝热板包括高阻隔薄膜袋和包裹在其中的保温芯材，所述保温芯材包括玄武岩纤维（也称火山岩纤维），所述玄武岩纤维由SiO2（保持纤维的化学稳定性和机械强度）、AL2O3（提高热稳定性）、CaO（提高耐腐蚀性）、TiO2（提高防水和耐腐蚀性）组成，本身具有耐高温性好、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能；玄武岩纤维具有独特的不分层的纵横交错的网状结构，抗拉拔强度高，保温效果好；玄武岩纤维具有高效节能、防火、系统安全性高等优点。
本发明采用真空结构，阻断了其传热途径，从而达到保温的目的，如果采用其他任何材料，因其为介质，始终有传热的功效，只有当厚度达到一定值时，才能达到我们所要求的保温性能，而采用真空则解决了此问题，所以采用真空保温大大降低了保温材料的厚度，从而节约了材料和空间而达到节能的目的、芯材玄武岩纤维的保温性能优良，导热系数在0.036左右。
本发明所述制备方法简单易操作，省时省力，解决了二氧化硅等粉状材料及其与纤维复合填充制板难的缺陷；传统的制备方法一般都在其内添加气体吸附剂以保持器真空度的长久性，而本发明的保温芯材采用玄武岩纤维的稳定性和低吸水率的特征，在不加吸气剂的前提下解决了传统真空绝热板的涨袋、漏气、芯材衰变、真空度的持久性差等问题；传统的制备方法在填充材料表面需设置红外反射层，其目的是从内部阻断热辐射散热的途径，从而使其绝热性能更好，而本产品采用的是玄武岩纤维，本身具有抗辐射的性能，同时采用的铝箔纤维复合真空隔热袋也有反辐射的功能，所以不需要再额外添加红外反射层。
下面结合附图对本发明所述真空绝热板及其制备方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明所述真空绝热板的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述真空绝热板包括高阻隔薄膜袋和保温芯材1，所述高阻隔薄膜袋优选为铝箔纤维复合真空隔热袋2。所述保温芯材1包括玄武岩纤维，玄武岩纤维具有独特的不分层的纵横交错的网状结构，抗拉拔强度高，保温效果，不需要另外添加吸气剂，阻气膜在长期使用中有些会有少量的空气和水分进入，其他保温芯材1会慢慢发生膨胀，影响了保温效果，所以必须添加吸气剂，但效果仍然不佳。本发明采用的玄武岩纤维因其独特的组成和结构，不会发生上述现象，解决了传统真空绝热板的涨袋、漏气、芯材衰变、真空度的持久性差等问题，具有高效节能、防火、系统安全性高等优点。
实施例1
一种真空绝热板，包括高阻隔薄膜袋和包裹在其中的保温芯材1，所述保温芯材1包括玄武岩纤维，所述玄武岩纤维的纤维直径8~9μm，长度为90~100mm，含水量为1%，浸润剂含量为0.2%，使用温度在-260~650℃之间。所述高阻隔薄膜袋为铝箔纤维复合真空隔热袋2，厚度为3μm。
所述真空绝热板的制备方法，包括如下步骤：
（1）选择上述规格的玄武岩纤维；
（2）将玄武岩纤维在压板机上压制成型，压缩强度为200kPa，压制成型后的保温芯材1厚度为10mm，容重为50kg/m2；
（3）采用真空干燥机进行烘干，烘干温度为220℃，真空度为1000Pa，持续10分钟；
（4）将烘干后的保温芯材1装入铝箔纤维复合真空隔热袋2中，利用真空机组抽取所述铝箔纤维复合真空隔热袋2中的空气，进行热封，即得产品；
所述封装过程具体为：先将烘干的保温芯材1装入铝箔纤维复合真空隔热袋2两个薄膜的夹层之间装好，在热封口处3进行热封，先热封三边，最后抽真空后热封最后一边；所述热封过程在真空度为1Pa的条件下进行，并保持10分钟，热封温度为100℃，热封时间为2s，热封压力为1kg/cm2。
实施例2
一种真空绝热板，包括高阻隔薄膜袋和包裹在其中的保温芯材1，所述保温芯材1包括玄武岩纤维，所述玄武岩纤维的纤维直径7~8μm，长度为70~80mm，含水量为0.9%，浸润剂含量为0.1%，使用温度在-260~650℃之间。所述保温芯材1为所述玄武岩纤维制成的玄武岩纤维毡，厚度为30mm，容重为20kg/m2。所述高阻隔薄膜袋为铝箔纤维复合真空隔热袋2，厚度为12μm。
所述真空绝热板的制备方法，包括如下步骤：
（1）选择上述尺寸和规格的玄武岩纤维毡，需要时进行适当的剪裁；
（2）将剪裁好的玄武岩纤维毡在压板机上压制成型，压缩强度为250kPa，压制成型后的保温芯材1厚度为60mm，容重为200kg/m2；
（3）采用真空干燥机进行烘干，烘干温度为500℃，真空度为800Pa，持续时间为20分钟；
（4）将烘干后的保温芯材1装入铝箔纤维复合真空隔热袋2中，利用真空机组抽取所述铝箔纤维复合真空隔热袋2中的空气，进行热封，即得产品；
所述封装过程具体为：先将烘干的保温芯材1装入铝箔纤维复合真空隔热袋2两个薄膜的夹层之间装好，在热封口处3进行热封，先热封三边，最后抽真空后热封最后一边；所述热封过程在真空度为0.8Pa的条件下进行，并保持20分钟，热封温度为190℃，热封时间为20s，热封压力为7kg/cm2。
实施例3
一种真空绝热板，包括高阻隔薄膜袋和包裹在其中的保温芯材1，所述保温芯材1包括玄武岩纤维，所述玄武岩纤维的纤维直径5~6μm，长度为55~75mm，含水量为0.5%，浸润剂含量为0.15%，使用温度在-260~650℃之间。所述保温芯材1为所述玄武岩纤维制成的玄武岩纤维板，厚度为20mm，容重为15kg/m2。所述高阻隔薄膜袋为铝箔纤维复合真空隔热袋2，厚度为10μm。
所述真空绝热板的制备方法，包括如下步骤：
（1）选择上述尺寸和规格的玄武岩纤维板，需要时进行适当的剪裁；
（2）将剪裁好的玄武岩纤维板在压板机上压制成型，压缩强度为220kPa，压制成型后的保温芯材1厚度为80mm，容重为250kg/m2；
（3）采用真空干燥机进行烘干，烘干温度为300℃，真空度为900Pa，持续30分钟；
（4）将烘干后的保温芯材1装入铝箔纤维复合真空隔热袋2中，利用真空机组抽取所述铝箔纤维复合真空隔热袋2中的空气，进行热封，即得产品；
所述封装过程具体为：先将烘干的保温芯材1装入铝箔纤维复合真空隔热袋2两个薄膜的夹层之间装好，在热封口处3进行热封，先热封三边，最后抽真空后热封最后一边；所述热封过程在真空度为0.9Pa的条件下进行，并保持30分钟，热封温度为150℃，热封时间为10s，热封压力为5kg/cm2。
实施例4
一种真空绝热板，包括高阻隔薄膜袋和包裹在其中的保温芯材1，所述保温芯材1包括玄武岩纤维，所述玄武岩纤维的纤维直径3~4μm，长度为20~30mm，含水量为0.4%，浸润剂含量为0.05%，使用温度在-260~650℃之间。所述保温芯材1为所述玄武岩纤维制成的玄武岩纤维毡，厚度为15mm，容重为11kg/m2。所述高阻隔薄膜袋为铝箔纤维复合真空隔热袋2，厚度为5μm。
所述真空绝热板的制备方法，包括如下步骤：
（1）选择上述尺寸和规格的玄武岩纤维毡，需要时进行适当的剪裁；
（2）将剪裁好的玄武岩纤维毡在压板机上压制成型，压缩强度为210kPa，压制成型后的保温芯材1厚度为45mm，容重为180kg/m2；
（3）采用真空干燥机进行烘干，烘干温度为400℃，真空度为500Pa，持续时间为25分钟；
（4）将烘干后的保温芯材1装入铝箔纤维复合真空隔热袋2中，利用真空机组抽取所述铝箔纤维复合真空隔热袋2中的空气，进行热封，即得产品；
所述封装过程具体为：先将烘干的保温芯材1装入铝箔纤维复合真空隔热袋2两个薄膜的夹层之间装好，在热封口处3进行热封，先热封三边，最后抽真空后热封最后一边；所述热封过程在真空度为0.4Pa的条件下进行，并保持40分钟，热封温度为120℃，热封时间为8s，热封压力为4kg/cm2。
实施例5
一种真空绝热板，包括高阻隔薄膜袋和包裹在其中的保温芯材1，所述保温芯材1包括玄武岩纤维，所述玄武岩纤维的纤维直径1~5μm，长度为1~10mm，含水量为0.6%，浸润剂含量为0.16%，使用温度在-260~650℃之间。所述保温芯材1为所述玄武岩纤维制成的玄武岩纤维板，厚度为10mm，容重为8kg/m2。所述高阻隔薄膜袋为铝箔纤维复合真空隔热袋2，厚度为8μm。
所述真空绝热板的制备方法，包括如下步骤：
（1）选择上述尺寸和规格的玄武岩纤维板，需要时进行适当的剪裁；
（2）将剪裁好的玄武岩纤维板在压板机上压制成型，压缩强度为240kPa，压制成型后的保温芯材1厚度为30mm，容重为100kg/m2；
（3）采用真空干燥机进行烘干，烘干温度为350℃，真空度在600Pa，持续15分钟；
（4）将烘干后的保温芯材1装入铝箔纤维复合真空隔热袋2中，利用真空机组抽取所述铝箔纤维复合真空隔热袋2中的空气，进行热封，即得产品；
所述封装过程具体为：先将烘干的保温芯材1装入铝箔纤维复合真空隔热袋2两个薄膜的夹层之间装好，在热封口处3进行热封，先热封三边，最后抽真空后热封最后一边；所述热封过程在真空度为0.7Pa的条件下进行，并保持1小时，其中，热封温度为180℃，热封时间为16s，热封压力为6kg/cm2。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种真空绝热板，其特征在于：包括外层的高阻隔薄膜袋和内部的保温芯材，所述高阻隔薄膜袋将所述保温芯材紧紧包裹在其中，所述保温芯材包括玄武岩纤维，所述保温芯材的厚度为10～80mm；
所述真空绝热板的制备方法包括如下步骤：
(1)玄武岩纤维的选择和剪裁；
(2)将玄武岩纤维在压板机上压制成型，得到保温芯材；
(3)烘干；
(4)将烘干后的保温芯材装入高阻隔薄膜袋中，利用真空机组抽取所述高阻隔薄膜袋中的空气，进行热封，即得产品；
步骤(2)中所述压制成型过程中的压缩强度为200-250kPa，压制成型后的保温芯材容重为50～250kg/㎡；
步骤(3)中采用真空干燥机进行烘干，温度220-500℃，真空度在1000Pa以下，且持续时间不得少于10分钟；
步骤(4)中所述热封方法为：先将烘干的玄武岩纤维装入所述高阻隔薄膜袋两个薄膜夹层之间装好，在热封口处进行热封，先热封三边，最后抽真空后热封最后一边；在真空度小于1Pa的条件下进行热封，并保持10分钟以上，热封温度为100～190℃，热封时间为2s～20s，热封压力为1kg/cm2～7kg/cm2。
2.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于：所述玄武岩纤维的纤维直径≤9μm，长度为1～100mm，含水量≤1％，浸润剂含量≤0.2％。
3.根据权利要求2所述的真空绝热板，其特征在于：所述玄武岩纤维使用温度在-260～650℃之间。
4.根据权利要求1或2或3所述的真空绝热板，其特征在于：所述保温芯材由所述玄武岩纤维制成的玄武岩纤维毡或玄武岩纤维板压制而成。
5.根据权利要求4所述的真空绝热板，其特征在于：所述玄武岩纤维毡或纤维板的厚度为5～30mm，容重为3～20kg/㎡。
6.根据权利要求5所述的真空绝热板，其特征在于：所述高阻隔薄膜袋为铝箔纤维复合真空隔热袋，厚度为3-12μm。
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