真空绝热板的制作方法

1.本实用新型涉及真空绝热领域，具体公开了一种真空绝热板。


背景技术：

2.目前，高温真空绝热板一般采用的耐高温热阻复合膜与耐高温芯材进行抽真空制得，如图1所示，现有技术中一个完整的高温真空绝热板100'包含两层热阻膜10'以及夹设在两层热阻膜10'之间的芯材11'，每一层热阻膜10'均包括紧贴芯材11'的耐高温热封膜101'、耐高温保护膜102'以及位于耐高温热封膜101'、耐高温保护膜102'之间的金属阻隔膜103'，而耐高温保护膜102'通常采用耐高温材质，一般包括耐高温peek、pa10t、pi、pai、pei、pa等特种膜材，其价格较高，占据整个高温真空绝热板成本的60％以上，导致高温真空绝热板的价格居高不下。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提供一种真空绝热板，旨在解决上述至少一个技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出了一种真空绝热板，包括芯材以及于所述芯材的相对两侧设置的膜材，其中，每层膜材包括保护层、靠近所述芯材的一侧设置的热封层以及设置在所述保护层以及热封层之间设置的阻隔层，将位于所述芯材一侧的保护层设置成第一保护层，将位于芯材另一侧的保护层设置成第二保护层，所述第一保护层的熔点与所述第二保护层的熔点不等。
5.另外，本实用新型的上述真空绝热板还可以具有如下附加的技术特征。
6.根据本实用新型的一个实施例，所述第一保护层的熔点小于所述第二保护层的熔点，且大于所述热封层的熔点。
7.根据本实用新型的一个实施例，所述第一保护层选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚酰胺中的任一种或两种的组合。
8.根据本实用新型的一个实施例，所述第二保护层选自聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、液晶聚合物、聚酰胺、聚酰醚亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚亚苯基砜、聚醚砜、聚砜中的任一种或两种的组合。
9.根据本实用新型的一个实施例，所述热封层选自聚乙烯或聚丙烯。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述阻隔层选自金属铝箔、铜箔、银箔中的任一种。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述芯材包括：
12.网状无机纤维棉层；
13.红外遮光层，粘接在所述无机纤维棉上。
14.根据本实用新型的一个实施例，所述无机纤维棉选自玻璃纤维棉、陶瓷纤维棉或气凝胶毡中的任一种。
15.根据本实用新型的一个实施例，每根所述无机纤维长丝的直径为0.5-20um，每根所述无机纤维长丝的长度为5-200mm。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
17.本实用新型通过在芯材的两侧设置第一膜材以及第二膜材，且第一保护层的熔点与第二保护层的熔点不等，使得真空绝热板更能匹配实际工作环境，同时还可以降低使用成本。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1为现有技术中真空绝热板的截面图；
20.图2为本实用新型一个实施例中真空绝热板的立体图；
21.图3为本实用新型一个实施例中真空绝热板的截面图；
22.图4为本实用新型一个实施例中芯材的结构示意图。
23.附图标号说明：
24.真空绝热板100'、热阻膜10'、热封膜101'、保护膜102'、阻隔膜103'、芯材11'、真空绝热板100、芯材10、无机纤维棉101、红外遮光剂102、第一膜材11、第一保护层110、热封层111、阻隔层112、第二膜材12、第二保护层120、热源200。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
27.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领
域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
30.传统的真空绝热板，在芯材两侧使用对称的膜材结构，也就是说芯材两侧使用相同的膜材。但是在真空绝热板使用时，通常只有真空绝热板的一面靠近热源，此时可以将靠近热源的一面称之为高温面，相应地，真空绝热板远离热源的一面称之为低温面。可以得知，高温面的温度较高，低温面的温度较低。这样一来，芯材两侧膜材的使用环境不同，一侧的膜材适用温度较高，另一侧膜材适用温度较低，现有的两侧膜材均采用耐高温材质的膜材会存在性能过剩的问题，同时还使得成本大大提升。为了解决这个问题，本技术对芯材两侧的膜材结构进行了改进，下面参照图2-4描述本实用新型一些实施例的真空绝热板100。
31.如图2-3所示，该真空绝热板100包括：芯材10以及于芯材10相对两侧设置的第一膜材11以及第二膜材12，其中，第一膜材11包括第一保护层110、靠近芯材10的一侧设置的热封层111以及设置在第一保护层110以及热封层111之间设置的阻隔层112，第二膜材12包括第二保护层120、靠近芯材10的一侧设置的热封层111以及设置在第二保护层120以及热封层111之间设置的阻隔层112，其中，第一保护层110的熔点与第二保护层120的熔点不等。
32.在本技术的一个实施例中，第一保护层110的熔点可以大于第二保护层120的熔点，具体地，第一保护层110的耐温能力大于第二保护层120的耐温能力，这样在使用真空绝热板100，可以将具有第一保护层110的一面靠近热源200而设，相应地，将具有第二保护层120的一面远离热源200而设。
33.在本实施例中，第一保护层110的熔点小于第二保护层120的熔点，此时第一保护层110的耐温能力小于第二保护层120的耐温能力，这样在使用真空绝热板100，可以将具有第二保护层120的一面靠近热源200而设，相应地，将具有第一保护层110的一面远离热源200而设。
34.进一步地，在真空绝热板100的制备过程中，需要对第一膜材11、第二膜材12进行真空热压，在真空热压的过程中，热封层111会被加热熔融，为了避免第一保护层110在此过程中熔融导致的热封不良，在本实施例中，第一保护层110的熔点大于热封层111的熔点，这样在真空热压的过程中，只有热封层111受热熔融，从而实现真空绝热板100的真空热封。
35.在本实施例中，继续参照图2，该真空绝热板100还包括吸气剂13与芯材10一起被封入第一膜材11、第二膜材12之间，吸气剂13用于吸收第一膜材11、第二膜材12和芯材10在使用过程中释放的残留氧，保证真空绝热板100内的真空度。进一步地，吸气剂13可以采用常规的金属及其合金，如ⅱa族金属(钡、锶、镁、钙)及其合金、ⅳb族金属(钛、锆、铪)、钍、稀土金属及其合金。
36.进一步地，在本实用新型的一些实施例中，第一保护层110可以选自聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚丙烯(pa)、聚酰胺(pp)中的任一种或两种的组合。第二保护层120可以选自聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、液晶聚合物、聚酰胺、聚酰醚亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚亚苯基砜、聚醚砜、聚砜中的任一种或两种的组合。热封层111采用比如聚乙烯(ldpe)、聚丙烯等，阻隔层112选自金属铝箔、铜箔、银箔中的任一种。
37.值得一提的是，在真空绝热板100的真空环境中，由于没有热对流，复合芯材的材料的导热系数主要有材料导热和热辐射两方面组成。在高温条件下，辐射传热代替材料导热成为导热系数主要的影响因素，因此提升芯材在高温环境下的保温隔热能力，就必须降
低辐射传热的热量贡献。传统真空绝热板的芯材10的材质主要是玻璃纤维棉、聚氨酯泡沫、xps挤塑板、气凝胶毡等，这些材料虽然在常温下虽然有较低的导热系数，但在高温条件下比如＞200℃时，芯材10的导热系数上升较快，保温隔热性能降低，导致真空绝热板无法适用电烤箱的高温环境。基于目前芯材10存在的问题，如图4所示，本实施例提出的芯材10包括网状无机纤维棉101、粘结剂以及红外遮光剂102，网状无机纤维棉101由多根无机纤维长丝构成，红外遮光剂通过所述粘结剂附着在所述无机纤维长丝上。即红外遮光剂102通过所述粘结剂附着在无机纤维棉101骨架上。具体地，红外遮光剂102可以起到热散射的作用，通过红外遮光剂102与无机纤维棉101复合的芯材来提升真空绝热板的高温保温隔热性能。
38.在本实施例中，无机纤维棉101选自玻璃纤维棉、陶瓷纤维棉或气凝胶毡中的任一种，其厚度范围为0.1～100mm；高温下，热辐射主要以红外光谱的形式进行传播，红外遮光剂102则利用其高的红外折射率，增加了红外在材料中的散射效果，不断地反射或折射红外辐射，增加了热传导路径，有效抑制高温辐射传热效果。具体地，红外遮光剂可以选自包括tio2、sic、钛酸钾晶须、炭黑、陶瓷纤维bn等材料，其粒径范围在10nm～1000um，在不同使用温度下选择不同粒径大小的红外遮光剂102可以有效的抑制高温辐射传热。此外，红外遮光剂102质量百分含量范围在0.5％-30％，粘结剂的质量百分含量为1-5％，其余都是无机纤维棉101，红外遮光剂102在无机纤维棉101中的质量百分含量对抑制辐射传热也有重要影响，其中，在2.5％wt时效果最佳。
39.值得一提的是，每根所述无机纤维长丝的直径为0.5-20um，每根所述无机纤维长丝的长度为5-200mm。
40.在本发明的一些实施例中，当无机纤维棉101选自气凝胶毡时，可以通过以下方式制作芯材10，具体步骤包括：将红外遮光剂102分散在溶剂中，分散均匀后，再采用抽真空浸渍的方式浸渍气凝胶毡，最后将红外遮光剂102填充在气凝胶毡的空隙内，其中，抽真空的真空度＜0.1pa。
41.考虑到上述工艺存在红外遮光剂复合在无机纤维棉骨架上附着不均匀，粉末容易出现团聚或掉粉现象，不适合大批量生产的问题，本发明的另一些实施例提出了其他的制备工艺，当无机纤维棉101选自玻璃纤维棉、陶瓷纤维棉时，可以通过以下方式制作芯材10，具体步骤包括：将无机纤维棉的制备原料进行熔融处理；对所述熔融处理后的溶液甩丝成型处理形成无机纤维棉长丝，其中，在甩丝成型过程中，朝无机纤维长丝上喷洒红外遮光剂以及粘结剂，以使得红外遮光剂附着在无机纤维长丝上；对所述无机纤维棉长丝进行集棉、打卷、铺棉、热压以及分切处理。通过控制甩丝的速率、粘结剂以及红外遮光剂102的喷洒速率，使得红外遮光剂102均匀地附着在无机纤维棉骨架上，且不需要第二次加工，适合大批量生产。
42.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。