专利名称：以酚醛为芯材的真空绝热板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种真空绝热板(VIP板)，尤其是涉及一种以酚醛为芯材的VIP板及其制备方法。
背景技术：
现有的VIP板的芯材采用不同的材料，例如英格兰帝国化学工业公司、日本三井武田株式会社和中国华宇公司等所采用的聚氨酯(简称PU)，其缺点是不阻燃；美国欧文斯科尔宁格公司、日本松下与东芝、中国欧信公司和冈森公司等采用的玻璃纤维；美国陶氏化学公司等采用的聚苯乙烯泡沫塑料(简称EPS)。此外还有SiO2、SiC和气凝胶等等。
松下冷机株式会社在公开号为CN1452705的发明专利申请中公开一种隔热箱及其所用的隔热材料，隔热箱由至少在1个部位上设有开口部的内箱、外箱、将所述开口部闭塞的盖体、芯材、以及真空隔热材料所构成，所述芯材配置在所述内箱与外箱之间并至少由2层以上的片状的无机纤维的层叠体组成，所述真空隔热材料由夹持所述芯材的层叠薄膜所组成。
陶氏化学公司在公开号为CN1285909的发明专利申请中公开一种表面无皱褶的真空隔热板，真空隔热板包括A)抽真空至约10乇或更低绝对压力的可变形贮槽，其密封围绕B)一种或多种多孔或开孔刚性材料基质的板芯，它有一个或多个凹槽，凹槽沿刚性材料基质表面在至少一个方向上延伸，其中贮槽基本上顺应板芯和其中凹槽的形状，成型板的表面基本上无皱褶。
帝国化学工业公司在公开号为CN1125955的发明专利申请中公开一种微孔聚氨酯材料，该材料在10毫巴压力和10℃时的导热系数至多为23mW/m°K。
武田药品工业株式会社在公开号为CN1087650的发明专利申请中公开一种开孔硬质聚氨酯泡沫体的制备及其应用，制备一种开孔硬质聚氨酯泡沫体的方法包括在催化剂、定泡剂和泡孔扩张剂的存在下，使用三氯一氟的替代物作为发泡剂，使多元醇和带有单元醇的多亚甲基多苯基多异氰酸酯预聚物进行反应。
张孝友在公开号为CN1087417的发明专利申请中公开一种速冷化学冰袋，由包装袋和速冷剂组成，速冷剂由硝酸铵和结晶碳酸钠组成，硝酸铵与结晶碳的重量组成比例为5∶9。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的VIP板普遍存在不阻燃的缺点，提供一种芯材价格较低，阻燃性好的以发泡酚醛为芯材的VIP板及其制备方法。
本发明所述的以酚醛为芯材的真空绝热板的结构组成为在酚醛芯材板的短边设有槽孔，在槽孔内放入吸气剂，在酚醛芯材板外设阻隔袋。所述的槽孔最好设在酚醛芯材板短边离边缘40mm处，吸气剂最好为seas吸气剂，呈圆盘状，直径可为27mm，厚度可为7mm，吸气剂可采用意大利塞斯(SAES)公司生产的产品。吸气剂用以吸附VIP板排气后板内残存的气体及从外部渗透到VIP板内部的气体。
本发明所述的以酚醛为芯材的VIP板的制备方法，其具体步骤为1)将苯酚、甲醛水溶液和氢氧化钠加入反应器中升温至68～72℃，恒温220～300min，再加热至沸腾保持80±2℃反应50～70min，冷却后加浓度为3％～5％的甲酸中和，在温度为60～70℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，按质量比苯酚∶甲醛水溶液∶氢氧化钠＝100∶(170～185)∶(0.8～1.5)；2)发泡将脱水所得树脂、乙二醇、DC-193硅油、开孔剂和发泡剂混合搅拌均匀后，再加入固化剂，搅拌并倒入模具，放入设定温度为65～75℃的烘箱发泡，至泡体固化后取出，切割所需规格材料，按质量比脱水所得树脂∶乙二醇∶DC-193硅油∶开孔剂∶发泡剂∶固化剂＝100∶(2～3)∶(1～1.8)∶(1～1.5)∶(6～10)∶(20～30)；3)切割成所需芯材尺寸；4)刷去芯材表面的浮尘；5)在每块酚醛芯材板的短边开好放置吸气剂的槽孔放入吸气剂，用来吸附VIP板排气后板内残存的气体及从外部渗透到VIP板内部的气体；6)将酚醛置于真空室中排气，加温至最高不超过350℃，排气时先关闭节流阀，等罗茨泵稳定工作后再打开节流阀；7)当温度升到设定的数值，最高不超过350℃时，开始记下时间，保温0.5～2h；8)当真空室真空度大于0.1Pa时，延长保温时间，直到真空度小于0.1Pa；9)处理完后自然冷却；10)当真空室温度降到80℃以下时，即可打开真空室取出已处理好的酚醛芯材；11)将已处理好的酚醛芯材装入包装袋(即阻隔袋)，并放进真空室排气；12)按所使用的不同材料的包装袋，预先调好真空封口机在封口时的气缸压力、加热温度和封口时间；
13)当真空室的真空度达到所需要的数值时，进行封口；14)真空室放入大气，取出VIP板。
在步骤1)中，将苯酚、甲醛、甲醛水溶液和氢氧化钠加入反应器中最好升温至70℃，恒温240min，冷却后加浓度最好为3.5％的甲酸中和，在温度为60～70℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，最好保持真空度达0.085～0.090mpa。按质量比最好为苯酚∶甲醛∶甲醛水溶液∶氢氧化钠＝100∶180∶1，甲醛水溶液的浓度为36％～37.5％，最好为37％。
在步骤2)中，按质量比最好为脱水所得树脂∶乙二醇∶DC-193硅油∶开孔剂∶发泡剂∶固化剂＝100∶2∶1.5∶1.3∶8∶28，开孔剂选用十二烷基硫酸钠和甲基苯磺酸钠，按质量比十二烷基硫酸钠∶甲基苯磺酸钠＝1∶(1～1.5)，发泡剂选自石油醚和正戊烷，按质量比石油醚∶正戊烷＝1∶1，固化剂选自对甲苯磺酸和磷酸，按质量比甲苯磺酸∶磷酸＝1∶(1.5～2)。
在步骤5)中，在每块酚醛芯材板的短边最好离边缘40mm处开好放置吸气剂的槽孔放入吸气剂，吸气剂为圆盘状，直径为27mm，厚度为7mm，吸气剂可采用意大利塞斯(SAES)公司生产的产品。
在步骤6)中，将酚醛置于真空室中排气，使真空度达到0.1Pa，以不大于10℃/min的加温速度升温。
在步骤7)中，保温时间最好为1h。
在步骤11)中，将已处理好的酚醛芯材装入包装袋，并放进真空室排气，时间控制在2min之内。
与现有的VIP板相比，本发明所述的以酚醛为芯材的VIP板的突出优点是1.质量轻，用酚醛芯材制成的VIP板的质量是玻纤芯材制成的VIP板质量的40％。2.价格低，比用玻纤芯材制成的VIP板低20％。3.阻燃性好。4.可以大规模自动化生产不同厚度的酚醛芯材。
具体实施例方式
实施例1本发明所述的以酚醛为芯材的真空绝热板的结构组成为在酚醛芯材板的短边离边缘40mm处设有槽孔，在槽孔内放入吸气剂，在酚醛芯材板外设阻隔袋。吸气剂为seas吸气剂，吸气剂呈圆盘状，直径为27mm，厚度为7mm，吸气剂采用意大利塞斯(SAES)公司生产的产品。吸气剂用以吸附VIP板排气后板内残存的气体及从外部渗透到VIP板内部的气体。
制备时将苯酚、甲醛水溶液和氢氧化钠加入反应器中升温至68～72℃，恒温220～300min，再加热至沸腾保持80±2℃反应50～70min，冷却后加浓度为3％～5％的甲酸中和，在温度为60～70℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，按质量比苯酚∶甲醛水溶液∶氢氧化钠＝100∶(170～185)∶(0.8～1.5)，甲醛水溶液的浓度为36％～37.5％。
将脱水所得树脂、乙二醇、DC-193硅油、开孔剂和发泡剂混合搅拌均匀后，再加入固化剂，搅拌并倒入模具，放入设定温度为65～75℃的烘箱发泡，至泡体固化后取出，切割所需规格材料，按质量比脱水所得树脂∶乙二醇∶DC-193硅油∶开孔剂∶发泡剂∶固化剂＝100∶(2～3)∶(1～1.8)∶(1～1.5)∶(6～10)∶(20～30)。开孔剂选用十二烷基硫酸钠和甲基苯磺酸钠，按质量比十二烷基硫酸钠∶甲基苯磺酸钠＝1∶(1～1.5)，发泡剂选自石油醚和正戊烷，按质量比石油醚∶正戊烷＝1∶1，固化剂选自对甲苯磺酸和磷酸，按质量比甲苯磺酸∶磷酸＝1∶(1.5～2)。
切割成所需芯材尺寸，刷去芯材表面的浮尘，在每块酚醛芯材板的短边最好离边缘40mm处开好放置吸气剂的槽孔放入seas吸气剂，吸气剂为圆盘状，直径为27mm，厚度为7mm，吸气剂可采用意大利塞斯(SAES)公司生产的产品，用来吸附VIP板排气后板内残存的气体及从外部渗透到VIP板内部的气体。
将酚醛置于真空室中排气，使真空度达到0.1Pa，以不大于10℃/min的加温速度升温，加温至最高不超过350℃，排气时先关闭节流阀，等罗茨泵稳定工作后再打开节流阀。
当温度升到设定的数值，最高不超过350℃时，开始记下时间，保温0.5～2h，当真空室真空度大于0.1Pa时，可延长保温时间，直到真空度小于0.1Pa，处理完后自然冷却，当真空室温度降到80℃以下时，即可打开真空室取出已处理好的酚醛芯材，将已处理好的酚醛芯材装入包装袋(即阻隔袋)，并放进真空室排气，时间控制在2min之内。
按所使用的不同材料的包装袋，预先调好真空封口机在封口时的气缸压力、加热温度和封口时间，当真空室真空度达到所需要的数值时进行封口，真空室放入大气，取出VIP板。
实施例2与实施例1类似，其区别在于将苯酚、甲醛、甲醛水溶液和氢氧化钠加入反应器中升温至70℃，恒温240min，冷却后加浓度为3.5％的甲酸中和，在温度为60～70℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，保持真空度达0.085～0.090mpa。按质量比为苯酚∶甲醛∶甲醛水溶液∶氢氧化钠＝100∶180∶1，甲醛水溶液的浓度为37％。
在制备本发明所述的以酚醛为芯材的VIP板时，应注意以下问题1.酚醛芯材的密度最好控制在60～90Kg/M3，若密度太小，VIP板不能承受近1Kg/CM2的大气压力而被压扁；密度太大，不仅VIP板太重，而且增加成本。
2.酚醛芯材的开孔率越大越好，因为一方面开孔率大容易排气，另一方面VIP板排完气后，闭孔中的气体逐渐释放到VIP板中，使VIP板的真空变坏，VIP板的导热系数变大，甚至于使VIP板报废。
3.酚醛芯材的孔径越小越好，要使酚醛芯材的孔径小于某一真空度下气体分子的平均自由程，这时就不会产生分子间的热交换。孔径、真空度和分子的平均自由程三者之间有以下的关系如果酚醛芯材的孔径已确定，那么必须要达到某一真空度使分子的平均自由程大于酚醛芯材的孔径。
4.酚醛芯材要有一定的韧性，不能太脆，不能掉渣。
取出VIP板后可对其进行检测，具体检测方法如下1.使用仪器检测，记录下数据。所使用的检测仪器可采用JW-III型热流计式导热仪。
2.调试按规定顺序依次打开相应仪器的总开关、冷源、热源、水泵和智能化测量仪器的开关，并观察正常运行。
3.校准打开主体部分(主体部分由热板、冷板及热流计等部分组成)将标准校验板置冷热板之间，用压紧装置压紧，再调节智能化测量仪器，输入标准校验板厚度(单位为mm)，待冷热板温度达到要求温度其智能化测量仪器显示导热系数与标准值相差为≤±5％后，则校准完毕，可进行检测其它VIP板。
所得的VIP板在保存半年情况下导热系数在7～9mw/m.k之间。刚出产的VIP板的最低导热系数可达到5mw。
权利要求
1.以酚醛为芯材的真空绝热板，其特征在于其结构组成为在酚醛芯材板的短边设有槽孔，在槽孔内放入吸气剂，在酚醛芯材板外设阻隔袋。
2.如权利要求1所述的以酚醛为芯材的真空绝热板，其特征在于槽孔设在酚醛芯材板短边离边缘40mm处。
3.如权利要求1所述的以酚醛为芯材的真空绝热板，其特征在于吸气剂为seas吸气剂，呈圆盘状，直径为27mm，厚度为7mm。
4.如权利要求1所述的以酚醛为芯材的真空绝热板制备方法，其特征在于其具体步骤为1)将苯酚、甲醛水溶液和氢氧化钠加入反应器中升温至68～72℃，恒温220～300min，再加热至沸腾保持80±2℃反应50～70min，冷却后加浓度为3％～5％的甲酸中和，在温度为60～70℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，按质量比苯酚∶甲醛水溶液∶氢氧化钠＝100∶170～185∶0.8～1.5；2)发泡将脱水所得树脂、乙二醇、DC-193硅油、开孔剂和发泡剂混合搅拌均匀后，再加入固化剂，搅拌并倒入模具，放入设定温度为65～75℃的烘箱发泡，至泡体固化后取出，切割所需规格材料，按质量比脱水所得树脂∶乙二醇∶DC-193硅油∶开孔剂∶发泡剂∶固化剂＝100∶2～3∶1～1.8∶1～1.5∶6～10∶20～30；3)切割成所需芯材尺寸；4)刷去芯材表面的浮尘；5)在每块酚醛芯材板的短边开好放置吸气剂的槽孔放入吸气剂，用来吸附VIP板排气后板内残存的气体及从外部渗透到VIP板内部的气体；6)将酚醛置于真空室中排气，加温至最高不超过350℃，排气时先关闭节流阀，等罗茨泵稳定工作后再打开节流阀；7)当温度升到设定的数值，最高不超过350℃时，开始记下时间，保温0.5～2h；8)当真空室真空度大于0.1Pa时，延长保温时间，直到真空度小于0.1Pa；9)处理完后自然冷却；10)当真空室温度降到80℃以下时，即可打开真空室取出已处理好的酚醛芯材；11)将已处理好的酚醛芯材装入包装袋即阻隔袋，并放进真空室排气；12)按所使用的不同材料的包装袋，预先调好真空封口机在封口时的气缸压力、加热温度和封口时间；13)当真空室的真空度达到所需要的数值时，进行封口；14)真空室放入大气，取出VIP板。
5.如权利要求4所述的以酚醛为芯材的真空绝热板制备方法，其特征在于在步骤1)中，将苯酚、甲醛、甲醛水溶液和氢氧化钠加入反应器中升温至70℃，恒温240min，冷却后加浓度为3.5％的甲酸中和，在温度为60～70℃下减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，保持真空度达0.085～0.090mpa，按质量比为苯酚∶甲醛∶甲醛水溶液∶氢氧化钠＝100∶180∶1，甲醛水溶液的浓度为36％～37.5％。
6.如权利要求4所述的以酚醛为芯材的真空绝热板制备方法，其特征在于在步骤2)中，按质量比脱水所得树脂∶乙二醇∶DC-193硅油∶开孔剂∶发泡剂∶固化剂＝100∶2∶1.5∶1.3∶8∶28。
7.如权利要求4所述的以酚醛为芯材的真空绝热板制备方法，其特征在于开孔剂选用十二烷基硫酸钠和甲基苯磺酸钠，按质量比十二烷基硫酸钠∶甲基苯磺酸钠＝1∶1～1.5，发泡剂选自石油醚和正戊烷，按质量比石油醚∶正戊烷＝1∶1，固化剂选自对甲苯磺酸和磷酸，按质量比甲苯磺酸∶磷酸＝1∶1.5～2。
8.如权利要求4所述的以酚醛为芯材的真空绝热板制备方法，其特征在于在步骤5)中，在每块酚醛芯材板的短边离边缘40mm处开好放置吸气剂的槽孔放入吸气剂，吸气剂为圆盘状，直径为27mm，厚度为7mm。
9.如权利要求4所述的以酚醛为芯材的真空绝热板制备方法，其特征在于在步骤6)中，将酚醛置于真空室中排气，使真空度达到0.1Pa，以不大于10℃/min的加温速度升温。
10.如权利要求4所述的以酚醛为芯材的真空绝热板制备方法，其特征在于在步骤11)中，将已处理好的酚醛芯材装入包装袋，并放进真空室排气，时间控制在2min之内。
全文摘要
以酚醛为芯材的真空绝热板及其制备方法，涉及一种VIP板，提供一种芯材价格较低，阻燃性好的以发泡酚醛为芯材的VIP板及制备方法。其组成为在酚醛芯材板的短边设有槽孔，槽孔内放吸气剂，在酚醛芯材板外设阻隔袋。制备时将苯酚、甲醛水溶液和氢氧化钠加入反应器中升温，加热至沸腾，冷却后加甲酸中和，减压脱去水及未反应的醛和酚后出料，发泡，刷去芯材浮尘，在酚醛芯材板短边设放置吸气剂的槽孔并放入吸气剂，将酚醛置于真空室中排气加温，记下时间，保温处理后冷却，当真空室温度降到80℃以下时，打开真空室取出酚醛芯材，装入包装袋并放进真空室排气，调好气缸压力、加热温度和封口时间，进行封口，放入大气，取出VIP板。
文档编号F16L59/06GK1936408SQ20061012287
公开日2007年3月28日 申请日期2006年10月23日 优先权日2006年10月23日
发明者汪坤明, 胡永年 申请人:厦门高特高新材料有限公司