[发明专利]一种气凝胶改性聚氨酯泡沫隔热板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种气凝胶改性聚氨酯泡沫隔热板，包括聚氨酯泡沫芯和至少一个隔热包，隔热包设置于聚氨酯泡沫芯内部，聚氨酯泡沫包裹着隔热包，隔热包在隔热板中的体积比为10％‑90％；隔热包包括由具有阻气作用的阻隔薄膜围成的外壳体，外壳体内填充有隔热材料和至少一个吸气包，隔热材料包括1‑60wt％气凝胶和40‑99wt％无机纤维，优选15‑60wt％气凝胶和40‑85wt％无机纤维，或者25‑60wt％气凝胶和40‑75wt％无机纤维；吸气包内填充有金属氧化物，金属氧化物包括氧化钙，吸气包的设置量根据隔热包的面积确定，控制吸气包≤5g/m²。本发明的隔热板导热系数低，隔热性能好，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及隔热板材技术领域，具体涉及一种气凝胶改性聚氨酯泡沫隔热板及其制备方法。

背景技术

建筑板指用于商业和住宅的隔离结构，通常是玻璃纤维或者聚氨酯泡沫为基材的复合板材。聚氨酯硬质泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料，在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下，通过专用设备混合，经高压喷涂现场发泡而成的高分子聚合物。聚氨酯具有较好的隔热性能，通常，市面上聚氨酯泡沫建筑板的导热系数在0.022-0.024W/m.K，且轻质、无腐蚀性、易于切割，通过化学改性，聚氨酯泡沫建筑板还可以具备优异的阻燃性、防烟扩散性、机械性能。但是，现有的聚氨酯泡沫建筑板的隔热性能不能满足某些对隔热性能要求高的场合，由于冬天保温和夏天隔热以及防火阻燃的需求，建筑行业需要隔热性能更好的建筑板；石油或天然气精炼厂、化工厂、汽车、动车、船体、航空航天等领域也需要隔热性能和阻燃性能更为优异的隔热板材。通过对聚氨酯泡沫改性，尽可能降低聚氨酯泡沫的导热系数，同时不影响阻燃性能，满足以上领域对建筑板的高要求。

气凝胶是一种多孔、重量超轻的材料，通常通过溶胶-凝胶工艺制成。气凝胶是一种出色的绝热体，通常含有98％的空气，孔径极小，仅10-40纳米。气凝胶，例如二氧化硅气凝胶，本身是亲水的，这是因为其拥有像海绵一样的纳米结构，一块冰块大小气凝胶的表面积相当于半个足球场大，足以吸附很多水分子；另外气凝胶结构表面覆盖着会吸附水分子的氧氢基团；通过化学处理可以使其疏水、防潮。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种导热系数低、使用寿命长的气凝胶改性聚氨酯泡沫隔热板。

本发明为了实现其目的，采用的技术方案是：

一种气凝胶改性聚氨酯泡沫隔热板，包括聚氨酯泡沫芯和至少一个隔热包，所述隔热包设置于聚氨酯泡沫芯内部，聚氨酯泡沫包裹着隔热包，隔热包在所述隔热板中的体积比为10％-90％，优选30-70％；

隔热包包括由具有阻气作用的阻隔薄膜围成的外壳体，所述外壳体内填充有隔热材料和至少一个吸气包，所述隔热材料包括1-60wt％气凝胶和40-99wt％无机纤维，优选15-60wt％气凝胶和40-85wt％无机纤维，或者25-60wt％气凝胶和40-75wt％无机纤维；

所述吸气包内填充有金属氧化物，所述金属氧化物包括氧化钙，吸气包的设置量根据隔热包的面积确定，控制吸气包≤5g/m²；

所述隔热包的导热系数为0.001-0.010w/m.k。

优选地，所述阻隔薄膜为铝箔复合膜，优选玻纤布/AL/PET/CPE复合膜或者玻纤布/AL/PET/NY/CPE复合膜；

所述吸气包的外包体材质为具有防水透气性能的材料，优选高密度聚乙烯材料，优选Tyvek杜邦纸；金属氧化物填充在外包体内；

所述金属氧化物还包括铜氧化物、铈氧化物；金属氧化物中氧化钙的质量百分比为98-99.5％，余量为铜氧化物和/或铈氧化物，铜氧化物、铈氧化物以任意比例混合。

优选地，所述气凝胶、无机纤维和吸气包密封在隔热包的外壳体中，且外壳体内抽真空密封以提高隔热效果；