真空隔热板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种真空隔热板(1)，其包括多孔性芯体材料(2)、适合于所述芯体材料(2)的化学结构的吸收剂(3)和将所述芯体材料(2)和所述吸收剂(3)保持在一起的屏障(4)。
【专利说明】真空隔热板
[0001]本发明涉及真空隔热板。
[0002]真空隔热板在现代被使用在各种领域中，因为它们相对于常规隔热材料具有更好的性能，并且因为它们通过使用真空隔热特征而提供更好的热阻。基本上，通过以下方式来生产真空隔热板:根据芯体材料的特性将芯体材料唯一地或与吸收剂一起放入隔膜(外部保护封套)中，抽真空并防漏地封闭它。在真空隔热板中，为了获得真空效应，通过减少环境中的气体分子的数量来实现降低气体压力。为此原因，所使用的芯体材料必须处于互连的开放多孔性结构。作为芯体材料，使用比如沉淀硅石、煅制硅石、气凝胶、玻璃纤维、挤出开孔聚苯乙烯或开孔聚氨酯等材料。在这些材料中，硅石因其低热传导系数而是广泛优选的材料。然而，硅石的高生产成本是阻止真空隔热板广泛使用的最重要因素。存在多种现有技术实施例来降低在真空隔热板中使用的芯体材料的生产成本。
[0003]在现有技术美国专利文献US4681788中，将不同比值的沉淀硅石与飞尘的混合物用作芯体材料。因硅石在飞尘中的高含量而获得了具有低热传导性的芯体材料。
[0004]在另一现有技术美国专利文献N0.US7838098中，公开了一种真空隔热板，其中通过使用生石灰和沸石作为吸收剂而降低了生产成本，其中材料的总厚度通过将芯体材料的平均纤维直径保持在1.5 μ m?9 μ m之间而得到减小，并且其中隔热效率得到增加。
[0005]在另一现有技术美国专利文献N0.US20030157284中，公开了一种芯体材料，其由氧化硅、氧化铝和氧化镁的组合物获得，用于使用在家用电器中的真空隔热板。
[0006]本发明的目标是实现一种真空隔热板，其隔热效率得到增加。
[0007]被实现来达成本发明的目标、在第一权利要求及其相应权利要求中说明的真空隔热板包括开放多孔性芯体材料，其通过以下方式获得:通过在水溶液中形成胶束结构来以具有亲水和疏水嵌段的聚合物覆盖无机材料，然后从无机材料之上移除聚合物。
[0008]为了生产使用在本发明的真空隔热板中的芯体材料，选择一种聚合物，具有疏水和亲水嵌段，其水溶液具有形成胶束的特征。
[0009]在本发明的一实施例中，无机材料被添加到聚合物的水溶液中，其水溶液具有形成胶束的特征，使得聚合物与无机材料的重量比值在5%?50%之间，并且溶液的温度被提供为处于2°C?30°C之间。因此，聚合物被提供成通过形成胶束结构而保持到无机材料上。
[0010]在聚合物完成吸附在无机材料上之后，以例如聚合物煅烧或溶剂萃取等方法之一从覆层之上移除聚合物。因此，获得了芯体材料，其包括互连的开放多孔性无机材料。通过将所述开放多孔性芯体材料与具有适当化学结构的吸收剂一起置入屏障(barrier)中而制备成真空隔热板。因此，获得了真空隔热板，其具有低热传导性，从而具有增加的隔热效率。
[0011]在本发明的真空隔热板的另一实施例中，所选聚合物包括至少一个带负电的功能基团。因此，聚合物带负电，并且实现了带负电的聚合物与带正电的无机材料之间的静电相互作用。因此，聚合物在无机材料上的吸附能力得到增加。
[0012]在本发明的真空隔热板的另一实施例中，所选聚合物包括至少一个带正电的功能基团。因此，聚合物带正电，并且实现了带正电的聚合物与带负电的无机材料之间的静电相互作用。因此，聚合物在无机材料上的吸附能力得到增加。
[0013]在本发明的真空隔热板的另一实施例中，三嵌段聚合物被使用来生产所述芯体材料，所述三嵌段聚合物包含具有疏水和亲水嵌段的氢氧基(0H_)功能基团，其水溶液具有形成胶束的特征。
[0014]在本发明的真空隔热板的另一实施例中，五嵌段聚合物被使用来生产所述芯体材料，所述五嵌段聚合物包含具有疏水和亲水嵌段的磺基(so3_)功能基团，其水溶液具有形成胶束的特征。
[0015]在本发明的真空隔热板的另一实施例中，五嵌段聚合物被使用来生产所述芯体材料，所述五嵌段聚合物包含具有疏水和亲水嵌段的羧基(C00H—)功能基团，其水溶液具有形成胶束的特征。
[0016]在本发明的真空隔热板的另一实施例中，所述无机材料选自硅基无机材料。所述硅基无机材料选自铝硅石、钠硅石、沉淀硅石、煅制硅石或所有这些材料的混合物。因此，获得了具有热传导性低从而隔热特征得到增强的芯体材料的真空隔热板。
[0017]被实现来达成本发明的目标的真空隔热板在附图中被示出，附图中:
图1是本发明的真空隔热板的示意图。
[0018]图中示出的元件被编号如下:
1.真空隔热板
2.芯体材料
3.吸收剂
4.屏障。
[0019]本发明的真空隔热板(I)包括多孔性芯体材料(2)、适合于芯体材料(2)的化学结构的吸收剂(3)和将芯体材料(2)和吸收剂(3)保持在一起的屏障(4)。
[0020]本发明的芯体材料(2)是开放多孔性的，由以下方式获得:将无机材料添加到聚合物的水溶液中，它的包含亲水和疏水嵌段的水溶液具有形成胶束(micelle)的特征；聚合物通过形成胶束结构而覆盖(coating)在所添加的无机材料之上；然后在覆盖之后从无机材料的表面之上移除聚合物。
[0021]在本发明的真空隔热板⑴中，根据胶束形成原理，超过临界胶束浓度和临界胶束温度，聚合物的疏水嵌段具有移动离开水的趋势，而被吸引至水的亲水嵌段朝水移动，相反于疏水嵌段。因此，在聚合物的水溶液中形成胶束结构。当无机化合物被添加至包括具有形成胶束结构的特征的疏水和亲水嵌段的聚合物的水溶液时，聚合物在无机材料上形成胶束结构，并且无机材料的表面被提供成得到覆盖。在聚合物覆盖于无机化合物之上的过程完成之后，通过使用酸、水和有机溶剂以溶剂萃取方法或煅烧方法移除聚合物。在从无机材料之上移除聚合物之后，获得包含开放多孔性无机材料的芯体材料(2)。所述开放多孔性芯体材料(2)与恰当的吸收剂(3) —起被填充于屏障(4)中，从而制备好真空隔热板(I)。因此，获得了具有低热传导性从而隔热效率得到增加的真空隔热板(I)，其包含具有互连开放多孔性结构的芯体材料(2)。
[0022]在本发明的真空隔热板(I)的一实施例中，当无机材料被添加至聚合物的水溶液时，溶液中聚合物与无机材料的重量比值被选择在5%?50%之间。因此，获得包含具有所需尺寸和空隙结构的芯体材料(2)的真空隔热板(I)。[0023]在本发明的真空隔热板(I)的另一实施例中，当无机材料被添加至聚合物的水溶液时，溶液的温度被调节至处于2°C?30°C之间。因此，形成于聚合物的水溶液中的胶束结构的直径被提供成根据需要定尺寸，并且无机化合物的表面被提供成覆盖有具有所需厚度的聚合物。
[0024]在本发明的真空隔热板(I)的另一实施例中，具有形成胶束的特征的所使用聚合物包含至少一个带负电的功能基团。因此，聚合物携带负电荷，并进入与带正电无机材料的静电相互作用。因此，带负电的聚合物被更有效地覆盖在带正电的无机材料的表面之上。
[0025]在本发明的真空隔热板(I)的另一实施例中，具有形成胶束的特征的所使用聚合物包含至少一个带正电的功能基团。因此，聚合物携带正电荷，并进入与带负电无机材料的静电相互作用。因此，带正电的聚合物被更有效地覆盖在带负电的无机材料的表面之上。
[0026]在本发明的真空隔热板(I)的另一实施例中，聚合物选自三嵌段聚合物，所述三嵌段聚合物包含具有疏水和亲水嵌段的氢氧基(0H_)功能基团，其水溶液具有形成胶束的特征。Pluronric F127可被给出作为所述聚合物的一个示例。
[0027]在本发明的真空隔热板(I)的另一实施例中，聚合物选自五嵌段聚合物，所述五嵌段聚合物包含具有疏水和亲水嵌段的磺基(SO3-)功能基团，其水溶液具有形成胶束的特征。PentaPZ可被给出作为该聚合物的一个示例。
[0028]在本发明的真空隔热板(I)的另一实施例中，聚合物选自五嵌段聚合物，所述五嵌段聚合物包含具有疏水和亲水嵌段的羧基(C00H-)功能基团，其水溶液具有形成胶束的特征。PentaPAA可被给出作为所述聚合物的一个示例。
[0029]在本发明的真空隔热板(I)的另一实施例中，无机材料选自硅基无机材料。所述娃基无机材料选自招娃石(aluminum silica)、钠娃石(sodium silica)、沉淀娃石(precipitated silica)、煅制娃石(fumed silica)或所有这些材料的组合物。因此,获得了具有热传导性低从而隔热特征得到增强的芯体材料(2)的真空隔热板(I)。
[0030]应该明白的是:本发明并不局限于以上公开的实施例，并且本领域的技术人员可容易地引入不同的实施例。它们应该被视为处于由本发明的权利要求书要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种真空隔热板(I)，包括多孔性芯体材料(2)、适合于所述芯体材料(2)的化学结构的吸收剂(3)和将所述芯体材料(2)和所述吸收剂(3)保持在一起的屏障(4)， 其特征在于开放多孔性芯体材料(2)通过以下方式获得: -将无机材料添加到聚合物的水溶液中，其包含亲水和疏水嵌段的水溶液具有形成胶束的特征 -所述聚合物通过形成胶束结构而覆盖在所添加的无机材料之上 -在覆盖之后从所述无机材料的表面之上移除聚合物。
2.如权利要求1所述的真空隔热板(I)，其特征在于，所述聚合物与所述无机材料的重量比值在5%?50%之间。
3.如权利要求1或2所述的真空隔热板(I)，其特征在于，在所述无机材料被添加至所述聚合物的水溶液之后，所述溶液的温度在2V?30°C之间。
4.如权利要求1-3中任一项所述的真空隔热板(I)，其特征在于:所述聚合物包含至少一个带负电的功能基团。
5.如权利要求1-3中任一项所述的真空隔热板(I)，其特征在于:所述聚合物包含至少一个带正电的功能基团。
6.如权利要求4或5中任一项所述的真空隔热板(I)，其特征在于，所述聚合物是包含具有疏水和亲水嵌段的氢氧基(OH_)功能基团的三嵌段聚合物，其水溶液具有形成胶束的特征。
7.如权利要求4或5中任一项所述的真空隔热板(I)，其特征在于，所述聚合物是包含具有疏水和亲水嵌段的磺基(SO3-)功能基团的五嵌段聚合物，其水溶液具有形成胶束的特征。
8.如权利要求4或5中任一项所述的真空隔热板(I)，其特征在于，所述聚合物是包含具有疏水和亲水嵌段的羧基(COOHO功能基团的五嵌段聚合物，其水溶液具有形成胶束的特征。
9.如上述权利要求中任一项所述的真空隔热板(I)，其特征在于，所述无机材料是硅基无机材料。
10.如权利要求1所述的真空隔热板(9)，其特征在于，所述无机材料是铝硅石、钠硅石、沉淀硅石、煅制硅石或所有这些材料的混合物。
【文档编号】B32B5/18GK103874874SQ201280050405
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年10月11日 优先权日:2011年10月14日
【发明者】O.G.埃索伊, Y.尤苏福格鲁 申请人:阿塞里克股份有限公司