[发明专利]一种安全的可吸收氮气的组合型吸气剂

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种安全的可吸收氮气的组合型吸气剂,用于在不能加热至高于200℃的器件中提高和维持维真空的吸气剂组合物，特别涉及冰箱、电热水器、冷库等应用的真空隔热板。

背景技术

真空隔热板由于具有良好的隔热效果，在石油、化工、建筑、冰箱、保温炊具等保温领域已逐步得到广泛的应用。真空隔热板的隔热性能主要取决于内部的真空度和芯材的导热系数。

真空隔热板内的真空度与外部密封材料对空气的渗透、芯部支撑材料的出气、封口时的残余气体等几方面有关。吸气剂依据不同组合，除了残余的Ar无法被吸收外，可以在隔热板内部吸收H₂、H₂O、CO、N₂、O₂、CO₂、CmHn等常见气体中的一种或几种，在真空隔热板绝热性能和使用寿命等方面具有不可或缺的重要作用。在真空隔热板中使用吸气剂有一个最主要的特征：其密封外壳是一种铝塑复合材料，其不能经受大于200℃以上的温度，因此早期的在真空隔热板内部使用吸气剂的技术都是将吸气剂在一个可开启的真空装置中事先高温活化后，然后在常温下打破密封装置使吸气剂工作。

如1989年美国专利4938667公开的将锆钒铁等吸气合金高温活化后封入玻璃瓶中，在真空隔热板内部再打破玻璃瓶。以及1992年的中国专利92109722公开的在装有钡锂合金容器的表面封装热收缩薄膜，在真空绝热板内部加热使热收缩薄膜破裂，暴露出活化好的钡锂合金。中国专利201310280994公开的在真空系统中向芯材蒸散金属钡膜后再将芯材放入铝塑复合材料内部封口，又及2006年中国专利200610122872公开的将蒸散型钡吸气剂封入玻璃瓶，高频烤消后封口，接着在真空隔热板内部打破玻璃瓶。

这些在真空隔热板中使用传统的蒸散型、非蒸散型吸气剂方法的主要缺陷是操作繁琐、生产效率不高、吸收容量十分有限、降低真空隔热板导热系数不明显。

中国专利94191152、96109371、200510040388、201110112501、201280067762及美国专利 US2008/0272333公开了另外一种方法，其采用氧化钙等吸水剂与贵金属氧化物、过渡金属氧化物的组合物作为组合型吸气剂。其中氧化钙等吸水剂可以吸收CO₂、H₂O，如PdO的贵金属氧化物可以和CO、H₂反应，并生成CO₂和H₂O，再由CaO吸收。该种方法大大提高了真空中H₂、CO的吸收速度和吸收容量。

随着真空隔热板用吸气剂技术发展，内部芯材的选材和处理工艺日趋完善，和芯材选材和处理工艺的改进，芯材本身的绝热效果越来越好，这时，真空隔热板表皮的导热就成为影响真空隔热板绝热性能的一个相对重要的因素,这在隔热板领域称为“趋肤效应”。真空隔热板的表皮一般采用覆铝的复合材料制成，铝膜层越厚，阻止气体渗透的性能越好，但趋肤效应越明显。为降低趋肤效应，需要减少铝阻隔层的厚度，使得真空隔热板表皮对空气的渗透率增加，这增加了吸气剂的负荷。另一方面，真空隔热板越来越低的价格，也迫使广大隔热板生产厂家提高生产效率，缩短排气时间，这也使得则残留在隔热板内部的N₂、O₂增加。因此，有效的吸收真空隔热板内残余的N₂、O₂是吸气剂发展的一个主要目标。由于O₂具有高活性，可以很容易的被现有技术安全的吸收。

但由于氮气具有很大的惰性，因此要吸收氮气必须使用活性很高的物质才能将其吸收。目前将氮去除的方法主要是使用钡锂合金粉末或蒸散型钡吸气剂。如2006年中国专利200610122872、2013年中国专利201310280994所公开的使用蒸散型钡吸气剂的方法。这些方法虽然可以吸收氮气，有一个最大的缺陷，金属钡会与隔热板内的水汽生成氢气，而氢气的导热系数是氮气的8倍，这样不仅没有起到降低真空隔热板导热系数的作用，反而提高了真空隔热板的导热系数，即使真空隔热板内初期没有多少水分，金属钡与氮气、氧气全部反应生成了氮化钡、氧化钡，但是随着水汽的逐渐渗透、释放，氮化钡将与水汽反应生成氨气，其降低真空隔热板导热系数的效果并不明显。