[发明专利]热反射层－多孔金属氧化物膜绝热复合材料

说明书

                         发明领域

本发明涉及一种绝热复合材料，更具体地涉及一种多层的绝热材料。

                         发明背景

普通型的绝热是多层绝热，这特别适用于低温的应用。多层绝热通常是由铝箔或铝化聚酯(例如Mylar)膜等高反射材料的交替层和玻璃纤维垫或纸、玻璃纤维或尼龙网等低传导性的隔离物或绝缘体组成的。在低温应用中，例如在实验室的杜瓦瓶(dewars)、管道、现场贮存容器以及运输容器(如作为罐车的一部分)中，常常使用20至40层的这类层。另外，多层绝热保持在高真空下，从而进一步加强了多层绝热的绝热性能。多层绝热的传热非常低，因为所有的传热方式—传导、对流和辐射—均已最小化的事实。多层的反射材料具有低的热辐射系数，因此抑制了辐射型传热。通过降低绝热层之间的压力(即造成真空)抑制了对流型传热。最后，隔离物的存在抑制了热短路(物理接触)所致的传导型传热，否则这种传热就可能存在于反射材料层之间。

尽管常规的多层绝热复合材料在很多应用中具有令人满意的性能，但是仍需要改进多层绝热复合材料。本发明寻求提供这样的多层绝热复合材料，特别是提供满意的虽不是高级的热性能、优选具有降低了的全部质量和/或厚度的多层绝热复合材料。基于这里提供的发明说明书，本发明的这些与其它目的和优点，以及附加的发明特征将是显而易见的。

                         发明概述

本发明为一种绝热的复合材料，包括(a)具有反射面和对立面的第一热反射层，(b)具有反射面和对立面的第二热反射层，以及(c)厚度小于等于20微米的多孔金属氧化物膜，该膜定位于第一和第二热反射层之间，致使第一和第二热反射层之间基本上没有直接的物理接触(热桥)。本发明还包括一种绝热元件，其中所述的绝热复合材料置于不透气的容器内。

                    优选实施方案详述

本发明提供一种具有至少两层热反射层其间放置了多孔金属氧化物膜的绝热复合材料。

任何能够有效地抑制辐射型传热的材料均可用作热反射层。通常，这种材料具有反射(如抛光的)表面。热反射材料的优选特征在于具有低的热辐射系数。同时，热反射材料通常为片状或条状的。于是，热反射材料一般具有一个反射面和一个对立面。例如，适宜的热反射材料包括铝箔。其它适宜的热反射材料包括铝沉积于其一面或两面的聚合物(如聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺或聚烯烃)的基材。这种热反射层可以以铝化的聚酯(如Mylar)膜从商业上买到。在某些应用中，其它具有低热辐射系数的热反射材料如金或银可以代替铝沉积到前述的基材上。热反射层可以具有任何适宜的厚度，优选约10～100微米。

热反射层可以相同或相异。特别地，每一热反射层可以由相同或相异的材料，并以与其它热反射层相同或不同的方式来构成。在优选的实施方案中，所有的热反射层(如第一和第二热反射层)均为铝箔，其至少一侧进行了抛光。

本发明的绝热复合材料可以进一步地包括额外的热反射层，例如第三、第四、第五热反射层等。本文所讨论的“第一”和“第二”热反射层与这些额外的(如“第三”、“第四”、“第五”等)热反射层是等同使用的。因此，本发明的绝热复合材料可以包括连续层的具有反射面和对立面的热反射材料，致使多孔的金属氧化物膜分隔热反射材料层。因为辐射传热反比于热反射层的数目并且正比于这些热反射层的热辐射系数，所以可以使用多层的低热辐射系数的热反射材料来降低辐射型传热。

任何适宜的多孔金属氧化物膜(即多孔的连续片或金属氧化物扩展)均可用于本发明的绝热复合材料，只要确保第一和第二热反射层之间、优选任何热反射层之间基本上没有直接的物理接触(热桥)，并且最好确保第一和第二热反射层之间、实际上是任何热反射层之间根本没有直接的物理接触(热桥)。最优选多孔金属氧化物膜与第一和第二热反射层中至少一层是基本上共同延伸的或完全共同延伸的，在某些实施方案中，多孔金属氧化物膜与第一和第二(甚至全部的)热反射层是基本上共同延伸的或完全共同延伸的。

多孔的金属氧化物膜可以包括任何适宜类型的金属氧化物，如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈和氧化镁等。优选的金属氧化物为二氧化硅，如热解法(或火成的)二氧化硅、沉淀的二氧化硅、二氧化硅气凝胶和二氧化硅干凝胶，特别优选热解法二氧化硅。金属氧化物可以是分立的单一颗粒，其可以处于凝聚或非凝聚状态。