一种高效保温隔热板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及材料技术领域，具体是一种高效保温隔热板。
【背景技术】
[0002] 热传递通过三种机理进行：热传导、热对流和热辐射。热传导是物质分子间动能的 传递。热对流是物质分子在空间从一个地方移动到另外一个地方的热传递。热辐射是两个 物体之间的空间通过电磁波的热传递。
[0003] 保温隔热材料的发展是尽力减少热传导、热对流和热辐射。许多保温隔热材料在 1950年代已经出现，但广泛使用是到1970年代石油危机时才开始。由于石油危机，加上生 活条件的提高，建筑物需要保温隔热、防止热损失和提高能量效率就变得非常重要。常用的 保温隔热机理是把空气作为最好的绝热体。空气在常温时的导热系数为0. 〇24wAm?K)， 常用的保温隔热材料就是靠"捕捉"住空气在微小孔隙中，来达到较低导热系数的目的，但 这样也限定了这些常用的保温隔热材料的导热系数的最小极限。常用的保温隔热材料的 导热系数为0. 035-0. 06w/(m?K)。近来发展的真空技术与微孔结构材料结合，能达到小于 0? 024w/(m?K)的导热系数，这就是真空板（VacuumInsulationPanel,VIP)。
[0004]常用的保温隔热材料有：发泡聚苯乙稀（ExpandedPolystyrene，EPS)、挤塑聚苯 乙稀（ExtrudedPolystyrene，XPS)、发泡聚氨酯（PolyurethaneFoam,PU或PUR)，酸酸树 脂保温隔热板（PhenolicInsulationBoard,PIB)、玻璃纤维棉和岩棉等。EPS、XPS、PU、 PIB等的原材料来源于石油产品，生产过程污染不环保，产品无法回收回用，是"白色"和有 色污染源，最终污染环境、污染水体。玻璃纤维棉和岩棉等的生产过程是高温、高能耗、生产 和使用过程粉尘污染严重，且所含的20-30%的黏合剂、树脂等大多来源于石油产品，产品 很难回收回用，最终污染环境、污染水体。这些常用的保温隔热材料存在环保问题，影响生 态环境和可持续发展。
[0005] 为分析方便，三种传热过程均用导热系数来表示。在这些常用保温隔热材料中，气 体或空气的导热和对流可以考虑为一个组合热传递，由气体导热系数Ig表示。常用保温隔 热材料的热传递总导热系数1用各个导热系数表达为：
[0006] I=lg+ls+lr
[0007] 式中：lg _保温隔热材料孔隙中的气体的导热系数，W(m?K)。
[0008] Is-保温隔热材料固体组份的导热系数，W(m?K)。
[0009] I1-保温隔热材料热辐射的导热系数，wAm?K)。
[0010] 真空板VIP的出现，是为了减少ljPU，而使总的导热系数1减少。真空板VIP由 三个部分组成：
[0011] (1)高阻气薄膜作为外包裹层：防止气体（空气）漏入。
[0012] (2)芯材：多孔材料做成板状，作为支撑骨架，抽真空后承受大气压力。多孔材料 一般有气凝胶、膨胀珍珠岩、玻璃纤维、矿物棉等。
[0013] (3)吸气剂：芯材材料会析出气体，也有空气会渗漏到真空板VIP板内，吸气剂可 将这部分的气体吸收掉。
[0014] 对流传热是保温隔热材料内部存在的气体分子的整体运动，真空能减少对流传 热。真空也能减少气体的热传导，因为相连的气体分子和原子、或者气体分子和原子与芯材 材料的碰撞减少。真空板VIP的芯材的热性质与常用的保温隔热材料是相同的，真空板VIP 能达到较小的导热系数。有些研究声称，在真空板VIP的中心部位能达到导热系数最小为 0. 004wAm?!()。尽管真空板VIP有边缘热桥的影响，有些研究声称真空板VIP能达到总体 导热系数为0. 006-0. 008wAm?K)。而事实上，在实际应用中，真空板VIP是很难保持其真 空度的，能达到小于空气的导热系数的情况不多。在过去的几十年，对真空板VIP的结构改 进作了许多努力，大量的工作是为了保持真空度。塑料与铝箱和其他金属箱复合成表面保 护层，作为外包裹层，例如，授予给Young等人的美国专利4, 444, 821，授予给Yamamoto等人 的美国专利4, 529, 638,和授予给Jang等人的美国专利8, 663, 773。
[0015] 为提高隔气性能，采用双层外包裹层，例如，授予给Nowobilski等人的美国专利 4, 726, 974,授予给Echigoya等人的美国专利7, 449, 227B2,授予给Echigoya等人的美国专 利7, 517, 576B2,授予给Feinerman的美国专利7, 968, 159B2,授予给Veltkamp的美国专利 8, 137, 784B2,授予给Feinerman的美国专利8, 475, 893B2。多层结构的真空板VIP在授予 给Rotter的美国专利8, 383, 225B2中详细描述。
[0016] 虽然真空板VIP已经有了很大的改进，但是作为保温隔热材料还存在很多问题。 这些问题包括：（1)很难保持真空度足够长时间。（2)用于外包裹层、芯材、吸气剂、和密封 的材料较贵。（3)真空板VIP不能切割，因为切割漏气，真空度下降。（4)真空板VIP外包 裹层的边缘热桥作用，使总体导热系数增加。（5)真空板VIP芯材材料大多为常用的保温 隔热材料所用的材料，存在环保问题，影响生态环境和可持续发展。这些问题限制了真空板 VIP的实际应用。 【实用新型内容】
[0017] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种环保、保温效果好、并可任意切割的 高效保温隔热板，以克服上述常用保温隔热材料和真空板VIP存在的问题。
[0018] 本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：
[0019] 本实用新型高效保温隔热板，它包括具有连续蜂窝孔状的支撑材料层、高阻气薄 膜外包裹层、低辐射系数材料层，所述支撑材料层位于高效保温隔热板的中间部位，其上下 端分别向外依次有低辐射系数材料层、高阻气薄膜外包裹层。
[0020] 所述低辐射系数材料层或/和支撑材料层上有声子共晶物。
[0021] 所述高阻气薄膜外包裹层为铝箱、金属塑料复合膜、塑料膜、纸复合膜、高聚物复 合膜、无机材料膜或金属板。
[0022] 所述低辐射系数材料层为铝膜、金属膜或金属板。
[0023] 所述支撑材料层是由植物纤维、玻璃纤维、岩棉、塑料、矿物纤维中的一种或几种 材料混合制成蜂窝孔状的支撑材料层。
[0024] 所述支撑材料层的蜂窝孔形状为四边形、六边形或多边形。
[0025] 所述支撑材料层的蜂窝孔内充有空气、氩气、二氧化碳中的一种或它们的混合物， 或抽真空。
[0026] 本实用新型高效保温隔热板具有如下有益效果：
[0027] 1.能达到很小的导热系数，可用于任