绝热材料及芯材的制作方法

文档序号:24406920发布日期:2021-03-26 17:36阅读:65来源:国知局

1.本发明涉及一种绝热材料技术领域,尤其涉及一种绝热材料及芯材。


背景技术:

2.绝热材料是指能阻滞热流传递的材料,又称热绝缘材料。传统绝热材料,如玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等,新型绝热材料,如气凝胶毡、真空板等。它们用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料。
3.绝热材料分为多孔材料,热反射材料和真空材料三类。前者利用材料本身所含的孔隙隔热,因为空隙内的空气或惰性气体的导热系数很低,如泡沫材料、纤维材料等;热反射材料具有很高的反射系数,能将热量反射出去,如金、银、镍、铝箔或镀金属的聚酯、聚酰亚胺薄膜等。真空绝热材料是利用材料的内部真空达到阻隔对流来隔热。
4.现有的绝热材料的芯材多使用由玻璃纤维、聚氨酯、聚酯、聚丙烯、聚乙烯、烘制二氧化硅、层叠结构的气凝胶片、玻璃纤维等,但存在热导率高的缺点。


技术实现要素:

5.为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种绝热材料及芯材,本发明绝热材料用芯材复合多种粒径的纤维,多种粒径的纤维相互填充,提高了芯材的填充密度,降低了芯材的导热系数。
6.本发明的第一个目的是提供一种绝热材料用芯材,以重量份计,包括以下含量的组分:
7.大粒径中空玻璃纤维10

50份、小粒径中空玻璃纤维10

50份、纳米二氧化硅粒子30

80份、发泡聚氨酯纤维10

20份、二氧化锆气凝胶20

30份、遮光剂5

10份、反射剂5

10份,其中,
8.所述大粒径中空玻璃纤维的直径为2

4微米,长度为5

10mm;所述小粒径中空玻璃纤维的粒径为1微米以下,长度为1

3mm。
9.进一步地,纳米二氧化硅粒子的粒径为50

500nm。
10.进一步地,发泡聚氨酯纤维的直径为5

10微米,长度为5

10mm。
11.进一步地,遮光剂为碳化硅、钛白粉、炭黑或氧化锆中的一种或几种。
12.进一步地,反射剂为碳化硅。
13.进一步地,二氧化锆气凝胶的气孔直径小于50nm。
14.进一步地,发泡聚氨酯纤维的导热系数不大于0.2w/m
·
k。
15.本发明的第二个目的是提供一种绝热材料,包括本发明的上述绝热材料用芯材。
16.进一步地,绝热材料包括依次设置的铝膜反射层、所述绝热材料用芯材和玻纤布。
17.进一步地,铝膜反射层远离芯材的一侧表面上设有sio2耐磨层。
18.借由上述方案,本发明至少具有以下优点:
19.通过在芯材中设置大粒径中空玻璃纤维和小粒径中空玻璃纤维,小粒径中空玻璃
纤维可填充于大粒径中空玻璃纤维之间的孔隙中,同时,添加的纳米二氧化硅粒子比表面积大、分散性好,其粒径较小,可填充于大粒径中空玻璃纤维和小粒径中空玻璃纤维的孔隙中,有效降低材料的导热率,提高绝热材料的隔热保温效果。此外,二氧化锆气凝胶的热导率很低,从而能够提高绝热材料的绝热效果。发泡聚氨酯纤维具有一定的绝热性,同时,其为发泡弹性材料,可缓冲芯材受到的外力。
20.上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合详细说明如后。
具体实施方式
21.下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
22.实施例1
23.一种绝热材料用芯材,以重量份计,由以下含量的组分组成:
24.大粒径中空玻璃纤维15份,平均直径为2.5微米,平均长度为5.5mm;
25.小粒径中空玻璃纤维15份,平均直径为0.8微米,平均长度为1.5mm;
26.纳米二氧化硅粒子30份,平均粒径为50

80nm;
27.发泡聚氨酯纤维12份,导热系数0.056w/m
·
k,平均直径为5微米,平均长度为6mm;
28.二氧化锆气凝胶23份,气孔直径小于50nm;
29.炭黑遮光剂5份;
30.碳化硅反射剂5.5份。
31.实施例2
32.一种绝热材料用芯材,以重量份计,由以下含量的组分组成:
33.大粒径中空玻璃纤维25份,平均直径为2.5微米,平均长度为5.5mm;
34.小粒径中空玻璃纤维15份,平均直径为0.8微米,平均长度为1.5mm;
35.纳米二氧化硅粒子42份,平均粒径为50

80nm;
36.发泡聚氨酯纤维16份,导热系数0.056w/m
·
k,平均直径为5微米,平均长度为6mm;
37.二氧化锆气凝胶28份,气孔直径小于50nm;
38.炭黑遮光剂7份;
39.碳化硅反射剂5份。
40.实施例3
41.一种绝热材料用芯材,以重量份计,由以下含量的组分组成:
42.大粒径中空玻璃纤维47份,平均直径为2.5微米,平均长度为5.5mm;
43.小粒径中空玻璃纤维36份,平均直径为0.8微米,平均长度为1.5mm;
44.纳米二氧化硅粒子75份,平均粒径为50

80nm;
45.发泡聚氨酯纤维18份,导热系数0.056w/m
·
k,平均直径为5微米,平均长度为6mm;
46.二氧化锆气凝胶28份,气孔直径小于50nm;
47.炭黑遮光剂9份;
48.碳化硅反射剂6份。
49.实施例4
50.一种绝热材料用芯材,以重量份计,由以下含量的组分组成:
51.大粒径中空玻璃纤维45份,平均直径为2.5微米,平均长度为5.5mm;
52.小粒径中空玻璃纤维12份,平均直径为0.8微米,平均长度为1.5mm;
53.纳米二氧化硅粒子60份,平均粒径为50

80nm;
54.发泡聚氨酯纤维15份,导热系数0.01w/m
·
k,平均直径为5微米,平均长度为6mm;
55.二氧化锆气凝胶25份,气孔直径小于50nm;
56.炭黑遮光剂7份;
57.碳化硅反射剂8份。
58.实施例5
59.一种绝热材料用芯材,以重量份计,由以下含量的组分组成:
60.大粒径中空玻璃纤维25份,平均直径为3微米,平均长度为7mm;
61.小粒径中空玻璃纤维15份,平均直径为0.5微米,平均长度为1.5mm;
62.纳米二氧化硅粒子42份,平均粒径为120

150nm;
63.发泡聚氨酯纤维16份,导热系数0.01w/m
·
k,平均直径为5微米,平均长度为6mm;
64.二氧化锆气凝胶28份,气孔直径小于50nm;
65.炭黑遮光剂7份;
66.碳化硅反射剂5份。
67.对比例1
68.一种绝热材料用芯材,以重量份计,由以下含量的组分组成:
69.大粒径中空玻璃纤维15份,平均直径为2.5微米,平均长度为5.5mm;
70.纳米二氧化硅粒子30份,平均粒径为50

80nm;
71.发泡聚氨酯纤维12份,导热系数0.056w/m
·
k,平均直径为5微米,平均长度为6mm;
72.二氧化锆气凝胶23份,气孔直径小于50nm;
73.炭黑遮光剂5份;
74.碳化硅反射剂5.5份。
75.对比例2
76.一种绝热材料用芯材,以重量份计,由以下含量的组分组成:
77.大粒径中空玻璃纤维15份,平均直径为2.5微米,平均长度为5.5mm;
78.小粒径中空玻璃纤维15份,平均直径为0.8微米,平均长度为1.5mm;
79.发泡聚氨酯纤维12份,导热系数0.056w/m
·
k,平均直径为5微米,平均长度为6mm;
80.炭黑遮光剂5份;
81.碳化硅反射剂5.5份。
82.对以上实施例和对比例的绝热材料用芯材进行导热系数的测定,各项物理性能检测均按照相关国家标准《低温真空反射绝缘材料标准规程》方法进行。结果如表1所示。
83.表1不同绝热材料用芯材的性能
[0084] 导热系数(w/m
·
k)最高承受温度(℃)实施例10.020633实施例20.021624实施例30.022618
实施例40.018645实施例50.015654对比例10.57150对比例20.62147
[0085]
实施例6
[0086]
一种绝热材料,包括依次设置的sio2耐磨层、铝膜反射层、芯材和玻纤布。其中,芯材为实施例1

5中任一种绝热材料用芯材。
[0087]
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
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