一種高效保溫隔熱板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高效保溫隔熱板。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱傳遞通過三種機理進行：熱傳導、熱對流和熱輻射。熱傳導是物質(zhì)分子間動能的 傳遞。熱對流是物質(zhì)分子在空間從一個地方移動到另外一個地方的熱傳遞。熱輻射是兩個 物體之間的空間通過電磁波的熱傳遞。
[0003] 保溫隔熱材料的發(fā)展是盡力減少熱傳導、熱對流和熱輻射。許多保溫隔熱材料在 1950年代已經(jīng)出現(xiàn)，但廣泛使用是到1970年代石油危機時才開始。由于石油危機，加上生 活條件的提高，建筑物需要保溫隔熱、防止熱損失和提高能量效率就變得非常重要。常用的 保溫隔熱機理是把空氣作為最好的絕熱體?？諝庠诔貢r的導熱系數(shù)為0. 〇24wAm?K)， 常用的保溫隔熱材料就是靠"捕捉"住空氣在微小孔隙中，來達到較低導熱系數(shù)的目的，但 這樣也限定了這些常用的保溫隔熱材料的導熱系數(shù)的最小極限。常用的保溫隔熱材料的 導熱系數(shù)為0. 035-0. 06w/(m?K)。近來發(fā)展的真空技術(shù)與微孔結(jié)構(gòu)材料結(jié)合，能達到小于 0? 024w/(m?K)的導熱系數(shù)，這就是真空板（VacuumInsulationPanel,VIP)。
[0004]常用的保溫隔熱材料有：發(fā)泡聚苯乙?。‥xpandedPolystyrene，EPS)、擠塑聚苯 乙?。‥xtrudedPolystyrene，XPS)、發(fā)泡聚氨酯（PolyurethaneFoam,PU或PUR)，酸酸樹 脂保溫隔熱板（PhenolicInsulationBoard,PIB)、玻璃纖維棉和巖棉等。EPS、XPS、PU、 PIB等的原材料來源于石油產(chǎn)品，生產(chǎn)過程污染不環(huán)保，產(chǎn)品無法回收回用，是"白色"和有 色污染源，最終污染環(huán)境、污染水體。玻璃纖維棉和巖棉等的生產(chǎn)過程是高溫、高能耗、生產(chǎn) 和使用過程粉塵污染嚴重，且所含的20-30%的黏合劑、樹脂等大多來源于石油產(chǎn)品，產(chǎn)品 很難回收回用，最終污染環(huán)境、污染水體。這些常用的保溫隔熱材料存在環(huán)保問題，影響生 態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展。
[0005] 為分析方便，三種傳熱過程均用導熱系數(shù)來表示。在這些常用保溫隔熱材料中，氣 體或空氣的導熱和對流可以考慮為一個組合熱傳遞，由氣體導熱系數(shù)Ig表示。常用保溫隔 熱材料的熱傳遞總導熱系數(shù)1用各個導熱系數(shù)表達為：
[0006] I=lg+ls+lr
[0007] 式中：lg _保溫隔熱材料孔隙中的氣體的導熱系數(shù)，W(m?K)。
[0008] Is-保溫隔熱材料固體組份的導熱系數(shù)，W(m?K)。
[0009] I1-保溫隔熱材料熱輻射的導熱系數(shù)，wAm?K)。
[0010] 真空板VIP的出現(xiàn)，是為了減少ljPU，而使總的導熱系數(shù)1減少。真空板VIP由 三個部分組成：
[0011] (1)高阻氣薄膜作為外包裹層：防止氣體（空氣）漏入。
[0012] (2)芯材：多孔材料做成板狀，作為支撐骨架，抽真空后承受大氣壓力。多孔材料 一般有氣凝膠、膨脹珍珠巖、玻璃纖維、礦物棉等。
[0013] (3)吸氣劑：芯材材料會析出氣體，也有空氣會滲漏到真空板VIP板內(nèi)，吸氣劑可 將這部分的氣體吸收掉。
[0014] 對流傳熱是保溫隔熱材料內(nèi)部存在的氣體分子的整體運動，真空能減少對流傳 熱。真空也能減少氣體的熱傳導，因為相連的氣體分子和原子、或者氣體分子和原子與芯材 材料的碰撞減少。真空板VIP的芯材的熱性質(zhì)與常用的保溫隔熱材料是相同的，真空板VIP 能達到較小的導熱系數(shù)。有些研究聲稱，在真空板VIP的中心部位能達到導熱系數(shù)最小為 0. 004wAm?!()。盡管真空板VIP有邊緣熱橋的影響，有些研究聲稱真空板VIP能達到總體 導熱系數(shù)為0. 006-0. 008wAm?K)。而事實上，在實際應用中，真空板VIP是很難保持其真 空度的，能達到小于空氣的導熱系數(shù)的情況不多。在過去的幾十年，對真空板VIP的結(jié)構(gòu)改 進作了許多努力，大量的工作是為了保持真空度。塑料與鋁箱和其他金屬箱復合成表面保 護層，作為外包裹層，例如，授予給Young等人的美國專利4, 444, 821，授予給Yamamoto等人 的美國專利4, 529, 638,和授予給Jang等人的美國專利8, 663, 773。
[0015] 為提高隔氣性能，采用雙層外包裹層，例如，授予給Nowobilski等人的美國專利 4, 726, 974,授予給Echigoya等人的美國專利7, 449, 227B2,授予給Echigoya等人的美國專 利7, 517, 576B2,授予給Feinerman的美國專利7, 968, 159B2,授予給Veltkamp的美國專利 8, 137, 784B2,授予給Feinerman的美國專利8, 475, 893B2。多層結(jié)構(gòu)的真空板VIP在授予 給Rotter的美國專利8, 383, 225B2中詳細描述。
[0016] 雖然真空板VIP已經(jīng)有了很大的改進，但是作為保溫隔熱材料還存在很多問題。 這些問題包括：（1)很難保持真空度足夠長時間。（2)用于外包裹層、芯材、吸氣劑、和密封 的材料較貴。（3)真空板VIP不能切割，因為切割漏氣，真空度下降。（4)真空板VIP外包 裹層的邊緣熱橋作用，使總體導熱系數(shù)增加。（5)真空板VIP芯材材料大多為常用的保溫 隔熱材料所用的材料，存在環(huán)保問題，影響生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展。這些問題限制了真空板 VIP的實際應用。 【實用新型內(nèi)容】
[0017] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種環(huán)保、保溫效果好、并可任意切割的 高效保溫隔熱板，以克服上述常用保溫隔熱材料和真空板VIP存在的問題。
[0018] 本實用新型以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：
[0019] 本實用新型高效保溫隔熱板，它包括具有連續(xù)蜂窩孔狀的支撐材料層、高阻氣薄 膜外包裹層、低輻射系數(shù)材料層，所述支撐材料層位于高效保溫隔熱板的中間部位，其上下 端分別向外依次有低輻射系數(shù)材料層、高阻氣薄膜外包裹層。
[0020] 所述低輻射系數(shù)材料層或/和支撐材料層上有聲子共晶物。
[0021] 所述高阻氣薄膜外包裹層為鋁箱、金屬塑料復合膜、塑料膜、紙復合膜、高聚物復 合膜、無機材料膜或金屬板。
[0022] 所述低輻射系數(shù)材料層為鋁膜、金屬膜或金屬板。
[0023] 所述支撐材料層是由植物纖維、玻璃纖維、巖棉、塑料、礦物纖維中的一種或幾種 材料混合制成蜂窩孔狀的支撐材料層。
[0024] 所述支撐材料層的蜂窩孔形狀為四邊形、六邊形或多邊形。
[0025] 所述支撐材料層的蜂窩孔內(nèi)充有空氣、氬氣、二氧化碳中的一種或它們的混合物， 或抽真空。
[0026] 本實用新型高效保溫隔熱板具有如下有益效果：
[0027] 1.能達到很小的導熱系數(shù)，可用于任