专利名称：自膨胀隔热块及其制造方法
技术领域：
本发明属于隔热保温材料和制造方法这一领域。本发明之自膨胀隔热块是一种体积能自动膨胀的块状隔热保温复合材料。
公知的在隔热保温工程中对松散隔热保温材料的应用，或是以散料直接填充，或是与胶结剂(如沥青、水泥、水玻璃)混合制成块状，再用粘贴料粘合安装。在直接填充散料的施工过程中，要对散料捣实，这时飞尘严重，施工环境恶劣，往往捣实效果差，在使用过程中散料易下沉，加上散料本身易渗透空气、易受潮，使用期长时隔热性能易劣化;将散料与胶结剂混合制成块状材料的方法，会因胶结剂的掺入而增大隔热材料的容重和导热系数，并大大增加造价，且同样存在易受潮的缺陷。中国专利CN1037202A公开了一种由铝层塑料外壳、绝热材料、吸附物质组成的绝热板，这种绝热板利用压力低的稀薄空气热传导率很小的原理来提高绝热板的绝热效果，因而在绝热板内长期保持负压状态，为此采用空气渗透性极小的铝层塑料作包裹材料即外壳，铝层塑料价格较贵，使得绝热板造价增大，而绝热板之间还需用嵌缝材料来填补缝隙，则又增加了施工难度和造价。
本发明的任务在于提供一种廉价的隔热保温性能优良的块状复合材料，它在使用过程中体积会自动膨胀，自动堵塞周围的缝隙，在安装时可不用嵌缝材料，施工简便;本发明的任务还在于提供制造这种隔热块的方法。
本发明是这样实现的在予制的型腔模即阴模内放入具有一定空气渗透性能的薄膜或薄膜袋，向内填充入具有较大压缩性和回弹性的松软隔热保温材料，振动阴模，使松软隔热材料在阴模内成型，然后将薄膜密封，并对薄膜内抽真空，抽出松散隔热材料间隙中的空气，这样薄膜内呈现负压，于是膜内松散材料受到膜外大气的正压而被压缩，形成硬实的轮廓肯定的与阴模形状相似的块状材料。在其制成后使用过程中，由于薄膜的透气性，空气将由膜外向膜内负压区逐渐渗透，膜内的负压便会逐渐消失，于是大气对本隔热块的压力亦逐渐消失，本隔热块的体积即随着逐渐自动膨胀，最终恢复成松软的可塑性大的袋包体型，这样便能自动堵塞在安装时存在于本隔热块四周的缝隙。
本隔热块是经过下述方法制造的1、根据拟采用的隔热块形状尺寸(即安装尺寸)，以拟采用的松软隔热材料及薄膜制作一试块，量出各向尺寸，然后用抽气机对试块抽真空，使其收缩，在达到予定的真空度时再量其各向尺寸，由(原尺寸-收缩后尺寸)/原尺寸＝1-收缩后尺寸/原尺寸＝线收缩率，得出各向线收缩率，然后将安装尺寸相应放大制作阴模，如阴模长度＝安装长度/(1-长度方向的线收缩率)，阴模可用木、金属板、胶泥、水泥砂浆等制作;
2、根据阴模内腔尺寸，剪裁适当尺寸的薄膜制成薄膜袋，袋上留有加料口、抽气口及密封余量，薄膜结合可以用粘合或热合;
3、将薄膜袋放入阴模内，对于扁平状阴模可直接将薄膜放入阴模内，然后填充入软质块状隔热材料，而对松散隔热材料则应分层填充;
4、振动阴模，使颗粒状松散材料均匀分布，对纤维状松散材料还应同时加压，使其密实，振动方法可采用机械振动，用台式振动器或附着式振动器，振幅3mm，振动频率2800次/min;加压可用手持木块适度加压，以不使材料碎裂为限，如此反复填充松散材料直至所需量。
5、密封薄膜袋加料口，可用粘合或热合方法密封;
6、从薄膜袋上予留的抽气口伸入抽气机的抽气管抽气，达到所要求的真空度即达到本隔热块予定的外形尺寸时立即密封抽气口。所采用的抽气机一般为小型真空泵，抽气速率为2升/秒左右，抽气管管口应设有过滤网，不让隔热材料抽入抽气机，抽气管上还应设有真空压力表，以显示抽气真空度。
由本发明构造上的特点可看出，本隔热块保持了松软隔热材料保温性能优良而又价格低廉的优点，能避免它易下沉、易渗透空气、易受潮的缺点，且制造工艺简单，所需设备轻便、投资少，易于在施工地域加工制作，易于安装，安装时可不用嵌缝材料，施工环境无飞尘，无毒无味无刺激性。综上所述，本隔热块是一种质优价廉的复合材料。
以下结合附图对本发明作进一步介绍。
图1是管壳形自膨胀隔热块的立体图;
图2是球面体自膨胀隔热块的剖面图;
参照图1、图2，微透气薄膜(1)内填充有松软隔热材料(2)，经封合余量(3)可靠密封，然后通过薄膜(1)上予留抽气口(4)对薄膜(1)内抽真空，接着密封抽气口(4)，薄膜袋(1)内即处于负压状态，此时袋内松软隔热材料(2)受到袋外大气各向一致的均匀压力而被均衡压缩，形成硬实的块型和清晰的轮廓，也就是由松软袋包状变成硬实的、轮廓清晰的块状材料。在其制成后及使用过程中，由于薄膜(1)的微透气性，空气会由膜外向处于负压的膜内逐渐渗透，使膜内负压逐渐消失，大气对该隔热块的压力也随着减小，隔热块的体积便自动逐渐膨胀，最后膜内外压差消失，隔热块完成膨胀，恢复成松软的外形，能自动堵塞周围的缝隙。
组成本隔热块的微透气薄膜(1)是具有一定的空气渗透性能的薄膜，其空气渗透系数大于1×10-13cm3·cm/cm2·S·Pa，能让本隔热块在数十天内渗透进足够的空气而完成膨胀。薄膜(1)可以是纸，如牛皮纸、羊皮纸、包装纸;或复合纸，如石蜡纸、阻燃纸、沥青防潮纸、玻璃纤维布复合纸;或易于热合的塑料薄膜，如聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜;或易于热合的塑料复合薄膜，如聚乙烯/聚偏二氯乙烯复合薄膜、聚氯乙烯/玻璃纤维布复合薄膜。要特别指出，薄膜(1)不应是铝层复合薄膜，因为铝箔是一种空气阻隔性能极好的材料，能长期保持隔热块内的负压状态，这会使得本隔热块在数百天还不能完成膨胀而影响使用。
组成本隔热块的松软隔热材料(2)是具有较大压缩性和回弹性的材料，可以是软质块状隔热材料，如玻璃纤维板、岩棉板、矿棉板、石棉板、软质聚氨脂泡沫塑料板;或是松散隔热材料，可以是植物纤维如稻壳、草屑、木屑，或矿物纤维如岩棉、矿棉、石棉、玻璃棉，或矿物颗粒如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石，或泡沫塑料碎粒如泡沫聚苯乙烯颗粒、软质泡沫聚氨脂碎块，或上述松散隔热材料的某些混合料。
对本隔热块的微透气薄膜(1)的密封可以是粘合或热合。
本隔热块因所采用的松软隔热材料种类的不同可产生1%-225%范围内的不同线膨胀率，见表1。
本隔热块因所采用的薄膜的种类和厚度的不同有着不同的膨胀表1 隔热材料种类与线膨胀率的关系
注(1)线膨胀率＝(膨胀后长度-膨胀前长度)/膨胀前长度(2)线膨胀率可因纤维方向不同而呈现各向异值，这里取最大值。
完成时间即膨胀期，见表2。
本隔热块还因所采用的抽气负压即真空度的不同而有不同的线膨胀率和膨胀期，见表3。
因此，可根据所需隔热块膨胀率、膨胀期，以及工作温区、阻燃要求、原材料来源和造价，综合选择不同的隔热材料、薄膜、抽气负压来满足使用要求。
本隔块可根据实际需要，在制作过程中采用不同的阴模而制作表2 薄膜种类和厚度与膨胀期的关系
注试块尺寸，40×20×10cm3表3抽气负压与线膨胀率和膨胀期的关系
成各种不同的形状，如管壳形、长方块、弧形块、球面块等。
本隔热块可根据使用环境的不同，配用不同的薄膜和松软隔热材料，加工成所需形状，采用填充、绑扎或铺设的常用方式施工，应用于建筑、设备、管道等的负温、常温或高温的隔热保温工程。
权利要求
1.自膨胀隔热块，其特征是(1.1)由微透气薄膜包裹松软隔热材料组成；(1.2)经对薄膜内抽真空后密封薄膜制成；(1.3)可呈各种不同外形，体型硬实、轮廓清晰；(1.4)在制成后的数十天内，本隔热块内的负压自动过渡到零压，同时本隔热块体积自动逐渐膨胀，体型变得松软。
2.根据权利要求1所述的隔热块，其特征是组成本隔热块的微透气薄膜是具有较大的空气渗透性能的薄膜，其空气渗透系数大于1×10-13cm3·cm/cm2·S·Pa，可以是(2.1)纸，如牛皮纸、羊皮纸、包装纸，或(2.2)复合纸，如石蜡纸、阻燃纸、沥青防潮纸、玻璃纤维布复合纸，或(2.3)易于热合的塑料薄膜，如聚乙烯薄膜，聚氯乙烯薄膜，或(2.4)易于热合的塑料复合薄膜，如聚乙烯/聚偏二氯乙烯复合薄膜，聚氯乙烯/玻璃纤维布复合薄膜。
3.根据权利要求1所述隔热块，其特征是组成本隔热块的松软隔热材料是具有较大压缩性和回弹性的材料，可以是(3.1)软质块状隔热材料，如玻璃纤维板、岩棉板、矿棉板、石棉板、软质聚氨脂泡沫塑料板，或(3.2)松散隔热材料，可以是植物纤维如稻壳、草屑、木屑，或矿物纤维如岩棉、矿棉、玻璃棉，或矿物颗粒如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石，或泡沫塑料碎粒如泡沫聚苯乙烯颗粒，软质泡沫聚氨脂碎块，或上述松散隔热材料的某些混合料。
4.根据权利要求1所述的隔热块，其特征是对薄膜的封合是粘合或热合。
5.根据权利要求1所述的隔热块，其特征是隔热块各种不同外形可以是管壳形或长方块或弧形块或球面块。
6.根据权利要求1所述的隔热块，其特征是隔热块体积自动膨胀的线膨胀率为1%-225%。
7.一种制造权利要求1所述隔热块的方法，其特征是(7.1)制作隔热块型腔模即阴模;(7.2)根据阴模内腔尺寸制作薄膜袋，袋上留有加料口、抽气口及密封余量;(7.3)将薄膜袋放入阴模内，或直接将薄膜放入阴模内，然后填充入软质块状隔热材料或分层填充入松散隔热材料;(7.4)振动阴模，对松散隔热材料适度加压，反复填充直至所需量;(7.5)密封薄膜袋加料口;(7.6)从薄膜袋上予留的抽气口伸入抽气管抽气，达到所要求的真空度即达到本隔热块所需外形尺寸时立即密封抽气口。
全文摘要
一种自膨胀隔热块及其制造方法。本隔热块是微透气薄膜包裹松软隔热材料经特定工艺加工并密封制成，可呈多种不同外形，在使用过程中，本隔热块体积自动逐渐膨胀，其线膨胀率为1％—225％，能自动堵塞周围缝隙。本隔热块不沉陷，可隔气防潮、不吸水，制作工艺及设备均不复杂，是一种廉价高效能的隔热保温材料，可采用填充、绑扎或铺设的施工方式，应用于建筑、设备、管道等的负温、常温或高温的隔热保温工程。
文档编号F16L59/00GK1072254SQ92109700
公开日1993年5月19日 申请日期1992年8月21日 优先权日1992年8月21日
发明者申石章, 谢忠毅 申请人:申石章, 谢忠毅