[发明专利]一种带有真空绝热板的保温隔热板

说明书

技术领域

本发明涉及一种保温材料，特指一种带有真空绝热板的保温材料。

背景技术

真空绝热板(Vacuum Insulation Panel简称VIP)是近年来发展起来的一种新型高效绝热材料。它通常是由气体阻隔膜制成的袋子、绝热材料构成的芯材和吸气剂组成，将吸气剂和填充芯材装入气体阻隔膜制成的袋子中，再将气体阻隔膜制成的袋子抽成真空并使之密封。气体阻隔膜能够使该袋子内保持真空状态，并有效的避免空气对流引起的热传递，与外界绝热。然而，由于VIP本身是柔性的矩形板状物，除了厚度方向上两个相对的主表面的面积比较大之外，周边的四个侧面的面积都很小，拿起来时，很容易使两个主表面弯曲变形；气体阻隔膜厚度薄，两个主表面相对易渗漏。另外，在生产或者使用过程中气体阻隔膜制成的袋子容易被刺穿或破裂，氮气、氧气、二氧化碳、氢气和水蒸汽等气体会透过气体阻隔膜的缺陷位置渗透到VIP内部，影响VIP的使用寿命。

针对这两个问题，在中国专利CN102482446中提出了一种隔热板复合材料，其中限定一种有空腔的挤出热塑性聚合物泡沫体，并且将真空隔热板完全安置在其空腔内。通过挤出热塑性聚合物泡沫体保护其空腔内的VIP，以提供最优化的气体阻隔性和强度。然而，挤出热塑性聚合物泡沫体导热系数较高，无法满足实际使用需求。

发明内容

本发明旨在提供一种带有真空绝热板的保温隔热板，不但使VIP外部机械强度得到加强，同时提高VIP的使用寿命。

本发明的技术方案是：一种带有真空绝热板的保温隔热板，包括多孔泡沫体和真空绝热板；该多孔泡沫体是密度为20-80千克/立方米的硬质聚氨酯泡沫体或酚醛树脂泡沫体，且该多孔泡沫体与该真空绝热板至少一个主表面及至少一个侧面结为一体；该多孔泡沫体中闭孔率大于60％；该多孔泡沫体在该真空绝热板主表面外侧的部分的厚度为1-50毫米。

聚氨酯(英文名为Polyurethane，简称为PU，全称为聚氨基甲酸酯)是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。硬质聚氨酯是其中刚性材料，硬质聚氨酯泡沫体具有保温与防水双重功能，其导热系数低，仅17～24mW/m·k，相当于挤出热塑性聚合物泡沫体的一半，是目前发泡保温材料中导热系数最低的。

酚醛树脂(英文名为Phenol Formaldehyde，简称PF)，酚醛树脂泡沫体也具有保温与防水双重功能，它的导热系数约23-28mW/m·k，较硬质聚氨酯泡沫略高，但在使用环境温度较高时，耐温性高于硬质聚氨酯泡沫体，不易收缩变形，使用寿命更长。

图1示出发明人研究所得硬质聚氨酯泡沫体密度与导热系数的关系曲线。如图1所示，硬质聚氨酯泡沫体密度在20-80千克/立方米导热系数及其稳定性最佳，此时硬质聚氨酯泡沫体闭孔率大于90％。硬质聚氨酯泡沫体导热系数与闭孔率、孔径、孔内气体成分关系密切。目前的生产工艺在发泡条件相同的情况下，密度低于20千克/立方米的硬质聚氨酯泡沫体闭孔率低，泡壁薄，气体易透过，使得材料整体导热系数较高。图2示出发明人研究所得酚醛树脂泡沫体密度与导热系数的关系曲线。从图2可以看出，当酚醛树脂泡沫体密度低于30千克/立方米酚醛树脂泡沫体导热系数较高，且分布离散。密度一般选择30-60千克/立方米，在此条件下导热系数较低且稳定。酚醛树脂泡沫体密度太高对导热系数影响不是特别明显，但原料消耗比较高，所以酚醛树脂泡沫体最佳发泡密度选择30-60千克/立方米。

所以，上述多孔泡沫体密度为20-80千克/立方米时导热系数低且材料消耗少。在发泡条件相同的情况下，上述多孔泡沫体的密度太低，说明内部各泡孔的尺度大，则整体的强度和韧性不足，内部各泡孔容易破裂贯穿，导致内部的气体产生对流，导热系数上升快；上述多孔泡沫体密度太高，内部各泡孔的尺度虽然降低了，但原材料消耗大，又对闭孔率的提高起不到作用，从而对导热系数的降低起不到作用；且上述多孔泡沫体密度过大还降低了自身的孔隙率，从而增加上述多孔泡沫体本身的固体导热系数，使保温隔热板整体导热系数提高。

经发明人研究表明，由于上述多孔泡沫体导热系数高于真空绝热板，约为真空绝热板的10倍，所以真空绝热板主表面外侧上述的多孔泡沫体厚度越大，包覆后的隔热板复合导热系数就会越高。当真空绝热板主表面外侧的上述多孔泡沫体厚度小于1毫米时，泡沫原料流动性差，会导致发泡不均，机械强度差。当上述多孔泡沫体厚度大于50毫米时，不仅需要消耗更多的原材料，成本较高，而且复合导热系数也会增加。