专利名称：蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器的制作方法
技术领域：
本发明属于工程热物理与能源利用学科领域，涉及一种容器，特别是一种蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器。
背景技术：
传统的低温绝热容器分两大类，第一大类是真空低温绝热容器，一般为小型低温绝热容器，通常采用中间真空夹层作为容器的绝热层，按真空夹层材料的不同可分为两种一种是采用金属内胆、金属外壳及中间真空夹层制作而成；另一种是采用玻璃或非金属材料内胆、玻璃或非金属材料外壳及内胆与外壳之间的中间真空夹层制作而成。这一大类的真空低温绝热容器的最大缺陷是必须对内胆与外壳之间的中间夹层抽真空，而抽真空的精度等级将直接关系到低温绝热容器的绝热性能的好坏。因此，对真空低温绝热容器的中间夹层抽真空往往要花很大的精力，至少需要花费2小时～2个月不等的时间，可见抽真空的要求之高、难度之大，既耗时又耗电。此外，用玻璃内胆作为低温绝热容器的真空夹层，给运输、搬动和使用带来诸多不便，还很容易损坏，造成经济损失。因此，需要抽真空的真空低温绝热容器不是一种理想模式的低温绝热容器。第二大类是非真空低温绝热容器。这种非真空低温绝热容器的最大的优越性是不必再耗时、耗功地费力抽真空了。但是，这种非真空低温绝热容器采用的绝热层是珠光砂、或整体发泡的绝热材料，虽然其价格比较便宜，但是它的绝热性能却不十分理想，所以通常仅应用在体积比较庞大的低温设备中，一般的小型设备就不采用珠光砂作绝热层了。可见，采用珠光砂作为低温绝热材料的非真空低温绝热容器也不是一种理想的低温绝热容器。
但是，由于长期以来低温工程领域的专家们对真空低温绝热容器和非真空低温绝热容器的结构及绝热材料的性能研究还没有获得突破，因此迄今为止，国际低温工程领域中，人们依然不得不继续使用着结构材料并不理想的真空低温绝热容器、以及绝热性能较低的珠光砂类非真空低温绝热容器。
发明内容
本发明旨在克服传统的低温绝热容器所存在的上述缺陷或不足，提出一种新型的非真空低温绝热容器，即蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器。
实现上述目的采取的技术方案是，一种蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器，包括形状相同的内胆和外壳，其上部有瓶颈和顶盖，其内胆的腔体内可充灌液氮或液氦或其他的低温工质；其特征在于，所述的内胆与外壳之间还有作为中间真空夹层的蜂窝状多孔聚酯低温绝热层，该蜂窝状多孔聚酯低温绝热层由能够耐液氮、或液氦、或标准沸点为77K以下温度的其他低温工质的蜂窝状低温胶与酚醛泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料或聚苯乙烯泡沫塑料或聚氯乙烯泡沫塑料等多孔聚酯颗粒以1∶1～100的比例均匀混合调制而成，这些蜂窝状低温胶在多孔聚酯颗粒的外面形成一层蜂窝状封闭层。
上述的低温胶，其中之一由异氰酸脂为端基的聚氨酯预聚体与固化剂组成的双组分胶粘剂。
由于本发明的绝热层采用了绝热性能优良的低温绝热材料，在低温下极富弹性，而且由于多孔聚酯颗粒的表面均有一层蜂窝状低温胶覆盖，在-196℃低温条件下，多孔聚酯颗粒中的空气就会自然地被液化成液态空气，从而使多孔聚酯颗粒内形成真空，成为一层中间真空夹层，起到很好的低温真空绝热作用。因此，采用这种低温绝热材料制成的非真空低温绝热容器具有绝热性能高、密封性能好、无需抽真空、结构合理、制作简单、制造成本低廉、绝热层不易破损、使用寿命长、运输方便、安全可靠、有利环保等显著优点。同时，充灌在本发明的蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器内的低温介质，其日蒸发率低，保存时间长，达到了目前国际上传统的真空低温绝热容器的同等先进水平，而其制造成本却远低于传统的真空低温绝热容器，仅为传统真空容器的1/10。
图1是本发明的第一个实施例结构示意图。其中，图1a是有外壳的、圆柱体形蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器的纵剖面结构示意图，图1b是图1a的A-A横截面图。
图2是本发明的第二个实施例结构示意图。其中，图2a是有外壳的、立方体形蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器的纵剖面结构示意图，图2b是图2a的B-B横截面图。
图3是本发明的第三个实施例结构示意图。其中，图3a是无外壳的、圆柱体形蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器的纵剖面结构示意图，图3b是图3a的C-C横截面图。
图4是本发明的第四个实施例结构示意图。其中，图4a是无外壳的、立方体形蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器的纵剖面结构示意图，图4b是图4a的D-D横截面图。
图5是本发明的第五个实施例结构示意图。其中，图5a是蜂窝状多孔聚酯低温绝热试验试件的纵剖面结构示意图，图5b是图5a的E-E横截面图。
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细说明。
具体实施例方式
参见图1，本发明的第一个实施例，包括图1a、图1b。
参见图1a、图1b，有外壳的、圆柱体形的蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器为本发明的中心主体部分；在该蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器的顶部设有绝热容器的顶盖1，瓶颈2位于蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器的上方，在低温绝热容器中设有内胆3和外壳7；在内胆3与外壳7之间设有蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4；该蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4由能够耐液氮、液氦或标准沸点为77K以下温度的其他低温工质的蜂窝状低温胶6与多孔聚酯颗粒5以1∶1～100的比例均匀混合调制而成；多孔聚酯颗粒5为酚醛泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料或聚苯乙烯泡沫塑料或聚氯乙烯泡沫塑料以及其他的合成泡沫塑料。
在该蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器的内部充灌有液氮或液氦或其他的低温工质8。
制备能耐液氮、液氦或77K以下温度的、蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4中的低温胶6，其中之一为DW-1胶，由异氰酸脂为端基的聚氨酯预聚体与固化剂组成的双组分胶粘剂，由上海市合成树脂研究所生产，它的组成及配比如下甲组份为黄色粘稠液体(含-NCO基的聚氨酯预聚体)；乙组份为白色到微黄色粉末；其配比为甲组份∶乙组份＝5∶1(重量比)。
其使用工艺如下一、对被胶粘物体的表面处理，按照许可条件和性能要求选择如下处理方法1.用丙酮、汽油等剂进行去污脱脂；2.去污脱脂后，先打毛或喷砂到一定的粗糙度，然后用溶剂或水进行清洗，干燥；3.进行化学处理，然后用水清洗，干燥；二、组分称重及混合工序在容器中按照低温胶的配制重量比准确地进行称重，然后搅拌均匀。
三、涂胶粘合工序用玻璃棒、刮刀、刷子等涂胶工具将调制好的低温胶均匀地涂抹到被胶粘物体的表面，无需露置即可粘合，然后送烘箱固化；或者也可先进行室温预固化后，再送烘箱固化。
四、固化工序室温固化1-7天；或温度60℃，固化2小时；或温度100℃，固化1小时。
参见图1a、图1b，蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器中的内胆3、外壳7、以及内胆3与外壳7之间所设的蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4均为圆形横截面结构。
在图1a中，液氮或液氦或其他低温工质8通过非真空低温绝热容器上部的低温绝热容器瓶颈2流入非真空低温绝热容器之内；需要使用低温工质时，液氮或液氦等低温工质则通过蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器上部的低温绝热容器瓶颈2流出蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器之外。
图2是本发明的第二个实施例。
参见图2a、图2b，本发明与第一实施例的不同之处是蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器为有外壳的、立方体结构的蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器。
蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器中的内胆3、外壳7、以及内胆3与低温绝热容器外壳7之间所设的蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4为矩形横截面结构，当然也可以为其他形状的横截面结构。
图3是本发明的第三个实施例。
参见图3a、图3b，本实施例与第一实施例的不同之处是蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器为无外壳的、圆柱体结构的蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器，蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4被直接置于低温绝热容器内胆3之外。
在该蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器中的内胆3和蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4为圆形横截面结构。
参见图4，本发明的第四个实施例。
参见图4a、图4b，本发明与第三实施例的不同之处是蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器为无外壳的、立方体结构的蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器，蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4被直接置于低温绝热容器内胆3之外。
在该蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器中的内胆3和蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4为矩形横截面结构、或者为其他形状的横截面结构。
本发明的蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4采用的材料还可广泛应用于低温、航空、航天、化工等工程领域中，作为科学试验中的低温绝热材料。它不但具有优良的绝热性能，而且其价格非常低廉，它的制作成本仅为国际上科学研究中传统采用的环氧树脂等低温绝热材料的1/100。同时，本发明的蜂窝状多孔聚酯低温绝热材料在低温下具有独特的优良塑性和弹性，使科研试验中的试件能够与其表面的低温绝热层始终保持同步地热胀冷缩，而绝不会发生冷脆、开裂等严重后果，从而使试件表面与低温绝热层之间保持非常紧密的接触，大大提高整个系统的绝热性能和传热试验的测量精度。由此可见，本发明的具有弹性的、蜂窝状多孔聚酯低温绝热材料确实是一种物美价廉的科研试验用理想的低温绝热材料。
参见图5，本发明的第五个实施例，是由蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4为绝热材料所制备的实验试件。
参见图5a，在蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4形成的富有弹性的绝热圈内设有试件9，蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4与试件9之间保持均匀、连续、紧密地接触。
参见图5b，任意大小和形状的试件9被置于蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4所形成的绝热圈内，该试件9可以为矩形横截面、或为圆形横截面、或为其他形状的横截面。
在试验中，覆盖有致密的蜂窝状多孔聚酯低温绝热层4的试件9完全浸没在液氮或液氦等低温工质溶液中。
权利要求
1.一种蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器，包括形状相同的内胆(3)和外壳(7)，在其上部设有瓶颈(2)和顶盖(1)，其内胆的腔体内可充灌液氮或液氦或其他的低温工质(8)；其特征在于，所述的内胆(3)与外壳(7)之间设有作为中间真空夹层的蜂窝状多孔聚酯低温绝热层(4)，该蜂窝状多孔聚酯低温绝热层(4)由能耐77K以下温度的蜂窝状低温胶(6)与多孔聚酯颗粒(5)以1∶(1～100)比例均匀混合调制而成。
2.如权利要求1所述的蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器，其特征在于，所述的内胆(3)、外壳(7)、及位于内胆(3)与外壳(7)之间的蜂窝状多孔聚酯低温绝热层(4)为圆形横截面结构或矩形横截面结构，或者为其他形状的横截面结构。
3.如权利要求1或2所述的蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器，其特征在于，将所述的外壳(7)省略，使蜂窝状多孔聚酯低温绝热层(4)被直接置于低温绝热容器内胆(3)之外。
4.如权利要求1所述的蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器，其特征在于，所述的多孔聚酯颗粒(5)为酚醛泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料或聚苯乙烯泡沫塑料或聚氯乙烯泡沫塑料以及其他的合成泡沫塑料。
全文摘要
本发明公开了一种蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器，包括形状相同的内胆和外壳，其上部有瓶颈和顶盖，其内胆的腔体内可充灌液氮或液氦或其他的低温工质；内胆与外壳之间还有作为中间真空夹层的蜂窝状多孔聚酯低温绝热层，该蜂窝状多孔聚酯低温绝热层由耐77K以下温度的低温胶与多孔聚酯颗粒以(1∶1～100)的比例均匀混合调制而成；本发明的蜂窝状多孔聚酯低温绝热容器，具有绝热性能优良、制造工艺简单、运输方便、安全可靠、使用寿命长、无须抽真空等显著优点，储存其中的低温介质的日蒸发率低，其制造成本远低于传统的真空低温绝热容器，仅为1/10。
文档编号B65D81/38GK1696025SQ20051004269
公开日2005年11月16日 申请日期2005年5月23日 优先权日2005年5月23日
发明者吴裕远, 陈流芳 申请人:西安交通大学