一种允许任意切割的真空隔热板及其制备方法

摘要

本发明公开了一种允许任意切割的真空隔热板及其制备方法，包括：第一、第二盖板，该第一、第二盖板之间设置具有多个正六边形柱状腔的支撑架，第一、第二盖板与支撑架在真空环境下通过焊料微波焊接或胶粘焊接为一体化板状结构，该一体化板状结构中，支撑架的多个正六边形柱状腔在第一、第二盖板之间形成多个为真空状态且相互独立的真空子腔；各真空子腔的内表面均镀有密封膜。该真空隔热板的导热系数可以达到0.008W·m‑1·K‑1，并且这种结构的真空隔热板允许随意切割以及允许局部破损，真空保持时间达到10年以上，解决其他隔热板的问题。该技术可用于建筑保温如吊顶、贴板、地板，也可应用于保温车、冰箱等需要隔热的环境。

权利要求

1.一种允许任意切割的真空隔热板，其特征在于，包括：

第一盖板、第二盖板，该第一盖板与第二盖板之间设置具有多个正六边形柱状腔的蜂巢状支撑架，所述第一盖板与所述蜂巢状支撑架和第二盖板真空热压焊接为一体化板状结构，该一体化板状结构中，所述蜂巢状支撑架的多个正六边形柱状腔在所述第一盖板与第二盖板之间形成多个为真空状态且相互独立的真空子腔，各真空子腔的内表面均镀有密封薄膜，所述密封薄膜的厚度0.5～100μm，所述密封薄膜为：铝膜、二氧化硅膜或其它致密不透气材料薄膜中的任一种；所述蜂巢状支撑架的每个正六边形柱状腔的两端分别与第一盖板与第二盖板固定形成一个真空状态的真空子腔。

2.根据权利要求1所述的一种允许任意切割的真空隔热板，其特征在于，所述蜂巢状支撑架一端固定在第二盖板上，与第二盖板为一体成形结构。

3.根据权利要求1所述的一种允许任意切割的真空隔热板，其特征在于，所述蜂巢状支撑架中，每个正六边形柱状腔的高度与其正六边形的边长之比为1：0.5～5。

4.根据权利要求1所述的一种允许任意切割的真空隔热板，其特征在于，所述第一、第二盖板的厚度均为2～3mm；

所述蜂巢状支撑架的每个正六边形柱状腔的壁厚为0.5～3mm，每个正六边形柱状腔的正六边形边长为10～50mm，每个正六边形柱状腔的高度为5～30mm；

所述第一、第二盖板和蜂巢状支撑架的材料为高分子材料、无机材料或金属材料中的任一种。

5.根据权利要求1所述的一种允许任意切割的真空隔热板，其特征在于，所述真空热压焊接为在10Pa的真空环境下进行热压焊接，热压焊接方式采用超声焊接、摩擦焊接、微波焊接、真空胶粘焊接中的任一种。

6.根据权利要求1所述的一种允许任意切割的真空隔热板，其特征在于，所述密封薄膜的镀膜方式采用物理镀膜或化学镀膜。

7.根据权利要求1所述的一种允许任意切割的真空隔热板，其特征在于，所述真空隔热板内部的各真空子腔的真空压强为10-2～104Pa。

8.一种允许任意切割的真空隔热板的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至7任一项所述的真空隔热板，包括以下步骤：采用一体成形工艺制备一体化结构的具有蜂巢状支撑架的第二盖板，蜂巢状支撑架具有多个正六边形柱状腔；

对所述蜂巢状支撑架的各正六边形柱状腔的内表面以及第一、第二盖板的内表面均进行镀膜镀上密封薄膜；

向蜂巢状支撑架表面浸涂焊料；

在真空环境下通过热压焊接，将所述第一盖板、所述蜂巢状支撑架和第二盖板真空焊接为一体化板状结构，该一体化板状结构中，所述蜂巢状支撑架的多个正六边形柱状腔在所述第一盖板与第二盖板之间形成多个为真空状态且相互独立的真空子腔，各真空子腔的内表面均镀有密封薄膜。

9.根据权利要求8所述的一种允许任意切割的真空隔热板的制备方法，其特征在于，所述采用的一体成形工艺为一体成形注塑工艺；

所述焊料为吸波焊料或胶粘焊料，所述热压焊接为微波热压焊接或热熔热压焊接。

说明书

一种允许任意切割的真空隔热板及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及保温隔热材料领域，尤其涉及一种允许任意切割的真空隔热板及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着我国建材节能政策的带动作用，建筑节能材料和节能技术有了突飞猛进的发展。目前通常采用聚苯乙烯发泡材料(EPS)、轻质纤维材料和岩棉作为保温隔热材料，即使保温性能最好的这些材料，低密度下导热系数仍然较高(0.027W/m·K)，单位材料能量消耗大，且这些材料存在易燃、成本高等缺点。

[0003] 真空隔热板(VIP板)是由填充材料与真空保护表层复合而成，有效避免了空气对流引起的热传递，具有高效节能和环保的特性。真空隔热保温一般情况下采用三种方案：①采用高真空的双层壁，如真空玻璃；②采用高真空的不规型腔，其内有一定量的中间不规则支撑物，如多孔材料；③有粉状的物质或轻质纤维的型腔，这种粉状的物质和轻质纤维在真空和低温下有低热导性。这些方案都采用四周铝箔密封的方式，问题是，双层玻璃存在造价太高的问题。

[0004] 热量传递方式有对流、辐射和传导，非透明的固体板主要靠传导传递热量。热传导遵循：Q＝λS(T2-T1)；温度差(T2-T1)和面积S是可观条件，要减少热量Q传递，主要是取最小的热导系数λ，然而自然界最低的热导系数的物质是真空。当然也取决于真空度。可大面积的真空需要中间的支撑物，必然不能随意剪裁，不能有小孔破坏。

[0005] 目前市面真空隔热板如图1所示，主要由三部分组成，即芯材10、气体吸附材料20和隔气结构30，其中，芯材的主要作用是：支撑，维持真空隔热板的固定形状；形成真空空腔，维系板内真空，阻热。隔气结构的主要作用是用来与外部大气环境隔离，形成隔热板内真空条件的腔壁。气体吸附材料的主要作用是吸收板内的氮气、氧气、氢气、二氧化碳、水蒸气等气体，维持板内高真空，通过封口40封闭。现有真空隔热板虽具有保温性能好的优势，但也存在：真空度难以保持的问题：若是发生破损，特别是局部破损，板材的保温性能即会骤降；其次，用于建筑墙面保温的VIP板施工工艺导致板缝太多，热桥太多，引发结露的风险很大；再者，施工平整度也较难以控制，薄抹灰系统脱落的风险也较大。

发明内容

[0006] 基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种允许任意切割的真空隔热板，其允许任意切割或局部破损，而不会影响真空隔热板整体的真空度；作为建筑墙体保温板，除了常规的施工固定方式外，可用铆钉固定；解决现有真空隔热板施工薄抹灰系统脱落问题。

[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0008] 本发明实施例提供一种允许任意切割的真空隔热板，包括：

[0009] 第一盖板、第二盖板，该第一盖板与第二盖板之间设置具有多个正六边形柱状腔的蜂巢状支撑架，所述第一盖板与所述蜂巢状支撑架和第二盖板真空焊接为一体化板状结构，该一体化板状结构中，所述蜂巢状支撑架的多个正六边形柱状腔在所述第一盖板与第二盖板之间形成多个为真空状态且相互独立的真空子腔，各真空子腔的内表面均镀有密封薄膜。

[0010] 本发明实施例还提供一种允许任意切割的真空隔热板的制备方法，用于制备本发明所述的真空隔热板，包括以下步骤：

[0011] 采用一体成形工艺制备一体化结构的具有蜂巢状支撑架的第二盖板，蜂巢状支撑架具有多个正六边形柱状腔；

[0012] 对所述蜂巢状支撑架的各正六边形柱状腔的内表面以及第一、第二盖板的内表面均进行镀膜镀上密封薄膜；

[0013] 向蜂巢状支撑架表面浸涂焊料；

[0014] 在真空环境下通过微波热压焊接，将所述第一盖板、所述蜂巢状支撑架和第二盖板真空焊接为一体化板状结构，该一体化板状结构中，所述蜂巢状支撑架的多个正六边形柱状腔在所述第一盖板与第二盖板之间形成多个为真空状态且相互独立的真空子腔，各真空子腔的内表面均镀有密封薄膜。

[0015] 由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的允许任意切割的真空隔热板，由于该真空隔热板内设有多个独立真空子腔，单个或部分真空子腔破坏后不会影响其他子腔的真空度，因此在使用过程中可以根据需求任意裁割而不影响真空性能(隔热性能)；并且由于其具有互不影响真空度的多个独立真空子腔，使得该真空隔热板除了常规的施工固定方式外，还可采用铆钉固定，可使真空隔热板固定的更加牢固；该真空隔热板具有优异的隔热效果和阻燃效果，其隔热系数达到0.008W·m-1·K-1。隔热板采用高效环保阻燃材料，符合国家环保要求。该真空隔热板可在表面设置漂亮的版面图案，可直接作为隔断、装饰板、吊顶板和地板使用。或作为建筑墙体保温板使用。

附图说明

[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

[0017] 图1为现有的真空隔热板的基本结构示意图；

[0018] 图2为本发明实施例提供的真空隔热板的内部结构示意图；

[0019] 图3为本发明实施例提供的真空隔热板的表面结构示意图；

[0020] 图4为本发明实施例提供的真空隔热板的蜂巢状支撑架示意图。

具体实施方式

[0021] 下面结合本发明的具体内容，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

[0022] 如图2至图4所示，本发明实施例提供一种允许任意切割的真空隔热板，包括：

[0023] 第一盖板1、第二盖板2，该第一盖板1与第二盖板2之间设置具有多个正六边形柱状腔的蜂巢状支撑架3，所述第一盖板1与所述蜂巢状支撑架3和第二盖板2真空焊接为一体化板状结构，该一体化板状结构中，所述蜂巢状支撑架3的多个正六边形柱状腔在所述第一盖板与第二盖板之间形成多个为真空状态且相互独立的真空子腔4，各真空子腔4的内表面均镀有密封薄膜5。密封薄膜5可采用铝膜或二氧化硅膜。

[0024] 上述真空隔热板中，蜂巢状支撑架的每个正六边形柱状腔的两端分别与第一盖板与第二盖板固定形成一个真空状态的真空子腔。

[0025] 上述真空隔热板中，蜂巢状支撑架一端固定在第二盖板上，与第二盖板为一体成形结构。

[0026] 上述真空隔热板中，蜂巢状支撑架中，每个正六边形柱状腔的高度与其正六边形的边长之比为1：0.5～5。

[0027] 上述真空隔热板中，第一、第二盖板的厚度均为2～3mm；

[0028] 所述蜂巢状支撑架的每个正六边形柱状腔的壁厚为0.5～3mm，每个正六边形柱状腔的正六边形边长为10～50mm，每个正六边形柱状腔的高度为5～30mm；

[0029] 所述第一、第二盖板和蜂巢状支撑架的材料为高分子材料、无机材料(如陶瓷真空隔热板)或金属材料(如铝材真空隔热板)中的任一种。

[0030] 上述真空隔热板中，真空焊接为在10Pa的真空环境下进行焊接，焊接方式采用超声焊接、摩擦焊接、微波焊接、真空胶粘焊接中的任一种。

[0031] 上述真空隔热板中，各真空子腔的内表面镀有的密封薄膜为：铝膜、二氧化硅膜或其它致密不透气材料薄膜中的任一种；该密封薄膜的厚度0.5～100μm；密封薄膜的镀膜方式采用物理镀膜或化学镀膜。

[0032] 上述真空隔热板中，真空隔热板内部的各真空子腔的真空压强为10-2～104Pa。

[0033] 本发明实施例还提供一种允许任意切割的真空隔热板的制备方法，用于制备上述的真空隔热板，包括以下步骤(参见图2)：

[0034] 采用一体成形工艺制备一体化结构的具有蜂巢状支撑架的第二盖板，蜂巢状支撑架具有多个正六边形柱状腔；

[0035] 对所述蜂巢状支撑架的各正六边形柱状腔的内表面以及第一、第二盖板的内表面均进行镀膜镀上密封薄膜，对气密性较好的材料如铝等可以不镀膜；

[0036] 向蜂巢状支撑架表面浸涂焊料6；

[0037] 在真空环境下通过微波热压焊接，将所述第一盖板、所述蜂巢状支撑架和第二盖板真空焊接为一体化板状结构，该一体化板状结构中，所述蜂巢状支撑架的多个正六边形柱状腔在所述第一盖板与第二盖板之间形成多个为真空状态且相互独立的真空子腔，各真空子腔的内表面均镀有密封薄膜。

[0038] 上述制备方法中采用的一体成形工艺为一体成形注塑工艺。

[0039] 上述制备方法中，所述焊料为吸波焊料或胶粘焊料，所述热压焊接为微波热压焊接或热熔热压焊接

[0040] 制备真空隔热板具体包括：

[0041] 步骤1，将质量百分比为90～92％的聚丙烯，8～10％的高效环保阻燃剂和助剂加入到挤出机中，混合均匀并加热至175～220℃，以使所有原料完全熔融混合均匀，造粒待用；

[0042] 步骤2，将步骤1的造粒的材料直接进行注塑成型，注塑温度为205～230℃，得到内部为空心正六棱柱蜂窝板即为第二盖板，该第二盖板表面具有多个正六边形柱状腔蜂巢结构，即为蜂巢状支撑架；

[0043] 步骤3，将制得的具有蜂巢状支撑架的第二盖板作为下盖板和平板的作为上板第一盖板镀密封薄膜，对胶粘焊接可镀金属膜如铝膜，对微波焊接可镀非金属膜如二氧化硅薄膜，镀膜方法可以是物理方法(如电子束蒸发镀膜)或化学方法；

[0044] 步骤4，向第二盖板的蜂巢状支撑架表面浸涂焊料(吸波焊料或胶粘焊料，即采用热熔胶焊料)，对金属材料采用胶粘焊料；

[0045] 步骤5，在真空环境下(10Pa)进行微波热压焊接或胶粘热压焊接。

[0046] 下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

[0047] 如图2、3所示，经发明人计算六边形导热面积最小且节省材料，因此本发明的真空隔热板是在第一、第二盖板1、2之间由相同大小的空心六棱柱呈蜂窝状紧密排列构成的蜂巢状支撑架。作用于真空隔热板上、下面上的力可被分散在蜂巢状支撑架的各独立六棱柱上，因此六棱柱蜂窝状排列的蜂巢状支撑架可提高真空隔热板抗压强度。子腔六棱柱壁厚度为0.1～2mm，真空隔热板第一、第二盖板的厚度为0.5～2mm，真空隔热板总厚度为10～20mm，密封薄膜5的镀膜层的厚度0.5～100μm，真空子腔4，蜂巢状支撑架表面的劈尖涂覆吸波焊料6。

[0048] 此外，真空隔热板各真空子腔及第一、第二盖板内表面均镀密封薄膜后，可有效防止内外气体渗透，使真空隔热板内的真空压强达到10-2～104Pa，保持10年以上。

[0049] 如图2、4所示，蜂巢状支撑架的各子六棱柱上边沿六个棱上均有劈尖状结构，用于后期焊料浸涂和焊接。

[0050] 本发明所用的原料物质为PP、PVC等高分子聚合物90％～92％，环保阻燃剂8％～10％，各类助剂(抗氧剂、稳定剂、EBS等)0.2％～0.8％。通过添加高效环保阻燃剂可使真空隔热板达到防火A级，且可通过ROSH和REACH检测，符合国家环保要求。

[0051] 实施例一

[0052] 本发明的真空隔热板所用的原料物质为PP、PVC等高分子聚合物90％～92％，环保阻燃剂8％～10％，各类助剂(抗氧剂、稳定剂、EBS等)0.2％～0.8％。

[0053] 真空隔热板的制备方法，采用以下操作步骤：

[0054] 步骤1，将质量百分比为90～92％的聚丙烯，8～10％的高效环保阻燃剂和助剂加入到挤出机中，混合均匀并加热至175～220℃，以使所有原料完全熔融混合均匀，造粒待用；

[0055] 步骤2，继续将所述步骤1的原材料直接进行注塑成型，注塑温度为205～230℃，所得的内部为空心正六棱柱蜂窝板作为具有蜂巢状支撑架的第二盖板，蜂巢状支撑架具有多个正六边形柱状腔；

[0056] 步骤3，对具有蜂巢状支撑架的第二盖板作为下板和平板作为上板的第一盖板镀二氧化硅密封薄膜，镀膜方法采用电子束蒸发镀膜；

[0057] 步骤4，在蜂巢状支撑架表面浸涂焊料；

[0058] 步骤5，在真空环境下(10Pa)进行微波热压焊接，将第一盖板与具有蜂巢状支撑架的第二盖板焊接为一体平板结构；

[0059] 通过上述步骤制备出真空隔热板。

[0060] 本发明的真空隔热板内部为真空六棱柱蜂窝状结构，导热面积小且力学稳定性好。六棱柱上表面六个棱上均有劈尖结构，便于后续材料焊接；该真空隔热板阻燃能达到A级，可通过ROSH和REACH检测，符合国家环保要求；该真空隔热板内的各子腔均独立且为真空状态，因此在使用过程中可以根据需求任意裁割而不影响真空性能(隔热性能)；真空隔热板除了常规的施工固定方式外，板中心位置另加铆钉固定，可使真空隔热板固定的更加牢固。这种结构的真空隔热板，允许随意切割以及允许局部破损，真空保持时间达到10年以上，解决其他隔热板的问题。该技术可用于建筑保温如吊顶、贴板、地板，也可应用于保温车、冰箱等需要隔热的环境。

[0061] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。