专利名称：表面无皱褶的真空隔热板的制作方法
本申请是1997年12月18日申请并已被授权的美国专利申请序号08/993，536的部分继续中请，该专利通过引用并入本文。
本发明涉及改进的抽真空隔热板，也称之为真空隔热板(VIP)，其具有的含凹槽的板芯使成型板具有机械和美学角度所希望的无皱褶表面。
为了显著改进隔热系统的性能，工业上目前使用抽真空或真空板技术。除去板中大量的空气或气体为优异的隔热性能提供了可能性。
有用的真空板是那些使用含多孔或开孔刚性材料基质如刚性开孔链烯基芳烃聚合物泡沫材料板芯的真空板。泡沫材料和其它刚性材料基质的开孔或多孔结构允许材料和板中的气体迅速及基本上完全除去。刚性材料基质使板芯具有足够的机械强度和隔热性能。
使用各种多孔或开孔刚性材料基质，包括开孔链烯基芳烃聚合物泡沫材料的板芯的问题是它们在抽真空和/或暴露在高温下时出现收缩的趋势，收缩可能导致板内贮槽或保持密封的外壳的表面起皱。
希望有一种真空隔热板，它有多孔或开孔刚性材料基质，包括开孔链烯基芳烃聚合物泡沫材料的板芯，其表面为美学所希望的相当平滑、均匀并基本上没有皱褶或隆起的平面。机械上而言，若在制造其它制品时使用这些板，希望生产具有基本上平直表面的隔热板，以便这些隔热板可以平接或邻接平坦、光滑表面如电冰箱的内壁。与以先有工艺生产的隔热板相比，也希望能减少抽真空的时间。
本发明提供了一种真空隔热板，其包括A)抽真空至约10乇或更低压力的可变形贮槽，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。
在本发明的另一个实施方案中，提供了一种真空隔热板，其包括A)抽真空至约10乇或更低压力的可变形贮槽，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，其任选地有一个或多个凹槽，凹槽沿刚性材料基质的表面在至少一个方向上延伸，和C)含一个或多个凹槽的一层或多层刚性板，刚性板与板芯的主面邻接，其中贮槽基本上顺应板芯和板或多层板及其中凹槽的形状，成型板的表面基本上无皱褶。
在本发明的一个优选实施方案中，提供了一种真空隔热板，其包括开孔链烯基芳烃聚合物泡沫材料板芯和可变形的贮槽。泡沫材料包含链烯基芳烃单体单元占链烯基芳烃聚合物材料总重量50wt％以上的链烯基芳烃聚合物材料，泡沫材料的开孔含量为约70％或更多，贮槽可容纳泡沫材料并能密封，泡沫材料放置在贮槽内，贮槽密封，泡沫材料的开孔和贮槽的内部抽真空至约10乇或更低的绝对压力，泡沫材料有沿泡沫材料表面在两个方向上延伸的凹槽，贮槽基本上顺应泡沫材料和其中凹槽的形状。
在本发明的另一个实施方案中，提供了一种真空隔热板，其包括a)开孔链烯基芳烃聚合物泡沫材料板芯，b)一层或多层刚性板，和c)可变形的贮槽，泡沫材料包含链烯基芳烃单体单元占链烯基芳烃聚合物材料总重量50wt％以上的链烯基芳烃聚合物材料，泡沫材料的开孔含量为约70％或更多，刚性板与泡沫材料的主面邻接，贮槽可容纳泡沫材料和刚性板并能密封，泡沫材料和刚性板放置在贮槽内，贮槽密封，泡沫材料的开孔和贮槽的内部抽真空至约10乇或更低的绝对压力，刚性板有一个或多个凹槽，贮槽基本上顺应泡沫材料和刚性板上凹槽的形状。
本发明进一步提供了一种制造表面基本无皱褶的真空隔热板的方法，其包括a)提供一种或多种多孔或开孔刚性材料基质的板芯；b)在基质的一个或多个表面压凹槽，其中凹槽沿基质的表面在至少一个方向上延伸；c)提供能接受、容纳板芯并能放置板芯的可变形贮槽；d)将贮槽的内部抽真空至10乇或更低的绝对压力；e)密封贮槽。
本发明的一个优选实施方案进一步提供了制造表面基本无皱褶的真空隔热板的方法，其包括a)提供包含链烯基芳烃聚合物材料的开孔链烯基芳烃聚合物泡沫材料板芯，链烯基芳烃聚合物材料包括的链烯基芳烃单体单元占链烯基芳烃聚合物材料总重量50wt％以上，泡沫材料的开孔含量为约70％或更多；b)在泡沫材料的一个或多个表面压凹槽，其中凹槽沿泡沫材料的一个或多个表面在两个方向上延伸；c)提供能接受并夹持泡沫材料的可变形贮槽；d)将泡沫材料放置在贮槽内；e)将泡沫材料的开孔和贮槽的内部抽真空至10乇或更低的绝对压力；f)密封贮槽形成隔热板；g)使泡沫材料收缩及使贮槽基本上顺应凹槽内形状。
图1为本发明真空隔热板的一个实施方案的平面图，隔热板有泡沫材料板芯，其中对角交叉的凹槽连续穿过其板面。泡沫材料板芯在此图的左下角以剖面图表示。
图2为本发明真空隔热板的一个实施方案的平面图，隔热板有泡沫材料板芯(未示出)，其中矩形格栅形式的凹槽连续穿过其板面。
图3A为图2所示的隔热板沿3A-3A线放大的剖视图，示出了隔热板的泡沫材料板芯。
图3B为由图3A得到的图2所示的隔热板的放大剖视图。
图4为与本发明不相符的真空隔热板的平面图，隔热板的表面基本上都是皱褶，泡沫材料板芯在此图的左下角以剖面图表示。
图5A为图4所示的隔热板放大剖视图。
图5B为由图5A得到的图4所示的隔热板的放大剖视图。
本发明通过提供含凹槽的板芯解决了真空隔热板表面的起皱问题，真空隔热板中有由多孔或开孔刚性材料基质、如开孔链烯基芳烃聚合物泡沫材料组成的板芯。当板芯由于抽真空和/或暴露在高温下发生收缩时，可变形的贮槽或围绕板芯的外壳与收缩的板芯顺应也发生变形。凹槽为贮槽的变形或顺应形状提供了额外的表面积，如果没有凹槽，板芯一旦收缩就会在贮槽上形成皱褶。本发明显著改进了隔热板的美学和物理外观，另外的好处是减少了抽真空时间。
优选地，一种或多种多孔或开孔刚性材料基质和一层或多层刚性板的其中之一或二者都有许多凹槽。凹槽必须沿基质的表面在至少一个方向上延伸，但优选凹槽在两个方向上沿一种或多种多孔或开孔刚性材料基质和一层或多层刚性板之一或二者的表面延伸。在一个实施方案中，基质中的凹槽以交叉矩形或对角形式穿过一种或多种多孔或开孔刚性材料基质和一层或多层刚性板之一或二者的几乎整个表面。在另一个实施方案中，基质中的凹槽以凹痕形式穿过一种或多种多孔或开孔刚性材料基质和一层或多层刚性板之一或二者的几乎整个表面。虽然一般而言凹槽深约3.2毫米或更小，宽度约3.2毫米或更小，但是对特定的板芯也可更深、更宽些。
基质表面上的凹槽可采用如凹痕、沟槽或凹点等形式，凹槽可以规则或不规则的形式穿过表面，凹槽可连续地或间歇地穿过表面或沿表面延伸。凹槽在两个方向上沿基质的表面延伸，一般优选凹槽从基质的一边延伸至另一边。如果凹槽以凹痕的形式存在，则优选以规则间隔基本上穿过基质的整个表面，如果凹槽以沟槽或凹点的形式存在，则优选以交叉方式穿过表面或沿表面延伸。
优选地，凹槽保持一定的倾角和深度，以便在板芯收缩时可变形贮槽可通过变形顺应基质的表面和其中的凹槽，并使贮槽表面基本上不形成皱褶。换言之，板芯收缩后由凹槽提供的额外板芯表面积优选大致与预计的由于收缩损失的板芯总表面积相对应。凹槽在板芯内可以是任何深度或宽度，但优选深度为约1/8英寸(3.2毫米)或更小，宽度为约1/8英寸(3.2毫米)或更小。
以本领域已知的任何方法可将凹槽压入板芯中，例如a)将泡沫材料通过一套相对压痕辊，该辊有所希望的沟槽模式如在辊子上有凸出脊；b)以具有所希望沟槽模式如在板中有凸出脊的相对板压制；c)用一系列邻接板芯的金属线压制所希望的模式；d)用刀、锯、刻模机、或水喷头将希望的模式刻入板芯中；和e)用热金属线或其它热源将希望的模式熔入板芯中。若因为其它原因对板芯压缩，更长时间的压制是所希望的，但在a)和b)的情况下，凸出脊产生的瞬时压痕常常足以留下永久的凹槽。
图1和图2示出了本发明的两个实施方案。图1中，板10由泡沫材料12和贮槽14组成，沟槽16压入泡沫材料12中并以对角或交叉方式连续穿过泡沫材料表面。沟槽16在两个方向(长度和宽度)上基本沿泡沫材料12延伸。图2中，板20由泡沫材料22和贮槽24组成，沟槽26压入泡沫材料22中并以交叉矩形或格栅方式连续穿过泡沫材料表面。如图3A和3B所示，贮槽24基本上顺应泡沫材料22的形状并基本保持在沟槽26中。沟槽26在两个方向(长度和宽度)上基本沿泡沫材料22表面延伸。板10和板20的表面均基本上无皱褶。
图4示出的隔热板30与本发明不一致。隔热板30由泡沫材料32和贮槽34组成，其中贮槽34有皱褶36，贮槽34不能顺应泡沫材料32的形状。皱褶36的凸出构型如图5A和5B所示，若给定的皱褶36足够大，会在泡沫材料32上面贮槽34的下部产生真空空腔38。
本发明可用于制造任何使用暴露在大气压力下或高温下即会收缩并密封在包装封皮或贮槽内的板芯的隔热板。本发明使用的适宜板芯材料的例子为聚苯乙烯泡沫材料；其它开孔热塑性泡沫材料如聚丙烯，优选通过引用并入本文的美国专利5，527，573中所述的聚丙烯泡沫材料；聚碳酸酯泡沫材料；热固性泡沫材料如聚氨酯泡沫材料、环氧树脂泡沫材料、甲醛泡沫材料、酚醛泡沫材料、异氰脲酸酯泡沫材料；或其它任何热塑性或热固性聚合物材料，其开孔结构允许密封前由孔中除去空气和气体。根据本发明制造真空隔热板过程中，通常可用作板芯材料的其它材料为二氧化硅或其它粉末填充板，只要松散粉末可以任何方式充分挤压或粘接形成整体结构，并可在抽真空后磨光产生平滑表面。另外，若内核足够坚固允许表面磨光，则本发明可应用于进行Winton VIP’s密封时出现收缩的压缩玻璃纤维或玻璃珠板，本发明还可应用于进行Winton VIP’s密封时出现收缩的气凝胶和干凝胶填充剂材料。优选的板芯材料是聚苯乙烯和聚丙烯泡沫材料，特别优选聚苯乙烯泡沫材料。
如通过引用并入本文的WO97/27986所述，在加入真空板中之前，可任选地将泡沫材料压缩以增加单位厚度的隔热能力。WO97/27986指出，希望将泡沫材料压缩至压缩前初始(原)厚度或体积的约30％至约90％、优选约40％至约70％、更优选约50％至约60％。所希望的压缩程度随聚合物种类、泡沫材料的物理性质、抽真空程度和所希望的隔热性能变化。
可通过本领域已知的任何方法如在相对可移动的平行板之间、在可移动板与静止板或表面之间、或相对辊或皮带之间进行压缩过程，提高单位厚度的隔热能力。压缩可一步或多步依次进行，当多步进行压缩时，优选通过移去压缩源的方式允许泡沫材料在压缩步骤之间松弛。
任选地，也可压缩泡沫材料以赋予其尺寸稳定性。在对泡沫材料进行压缩的同时加热足够长的一段时间，使泡沫材料呈现尺寸稳定性。赋予尺寸稳定性的压缩和加热在1997年7月14日申请的代理机构案卷号(Attorney Docket No.)43401中已有阐述，在此通过引用并入本文。
必须在所希望的压缩程度充分保持一段时间以赋予尺寸稳定性。典型地，以定位的相对平行板或带将泡沫材料的两个主面压制，完成这种压缩。赋予尺寸稳定性所需要的压缩程度可低至压缩前初始厚度的约5％至约10％。在优选的方法中，在进行赋予尺寸稳定性的压缩和加热过程的同时产生泡沫材料表面的凹槽。利用具有与所希望凹槽模式相对应的凸起表面的相对平行板压缩泡沫材料。对泡沫材料同时进行足够时间的加热和压缩，赋予尺寸稳定性并在泡沫材料上产生凹槽。加热和压缩时间取决于泡沫材料组成和物理性质、压缩程度和暴露温度。此段时间可少至几分钟，但典型地为约1分钟或更长时间，最为典型的为约1至10分钟。
加热开孔链烯基芳烃聚合物泡沫材料，并在某一温度下保持足够长时间(与压缩步骤一起)，完成使泡沫材料产生尺寸稳定性的加热步骤。所需的温度根据聚合物物理性质和泡沫材料组成而变化，但典型地处于比玻璃化转变温度低约10-20℃的范围内。对于泡沫材料常用的聚苯乙烯树脂，典型的玻璃化转变温度在100℃-110℃之间。聚苯乙烯泡沫材料的适宜加热温度典型地在约85℃至约110℃之间。泡沫材料内的温度分布可以是均匀或不均匀的；只要泡沫材料外部和内部的温度均足以产生所希望的尺寸稳定性(与压缩步骤一起)，则温度分布可以不均匀。
可以本领域已知的任何方法如用吸嘴或放置在真空室内抽除泡沫材料内的气体。可变形贮槽的密封典型地在已达到所希望的真空度后进行。为了降低抽真空所需的时间，优选以刨削或旋刮的方式去除泡沫材料表层，获得最大的开孔表面暴露面积。
根据ASTM D2856-A，压缩前泡沫材料的开孔含量为约70％或更多，优选约90％或更多，最优选约95％或更多。泡沫材料尽可能地接近完全或100％开孔。若进行压缩，则压缩后的开孔含量等于或高于压缩前的开孔含量。
将泡沫材料的板或开孔抽真空至部分真空或接近完全真空的绝对压力。将泡沫材料开孔内的绝对压力抽至约10乇或更低，更优选约1乇或更低，最优选约0.1乇或更低。
根据ASTM D-1622-88，泡沫材料(若有压缩过程，则为压缩前)的密度为约16kg/m3至约150kg/m3，最优选约25kg/m3至约60kg/m3。泡沫材料密度随压缩程度成比例提高。
隔热板可由任何所希望大小、形状、厚度或尺寸的泡沫材料形成。最常用于形成隔热板的泡沫材料在宽度和长度方向上为正方或长方形。可使用板条和片形泡沫材料。最常见的厚度为约1/8英寸(3.2毫米)至约2英寸(50.8毫米)，但也可能超出此范围。其它可能的形状包括可用于角部的L-形泡沫材料和块状泡沫材料。隔热板常包括单层或单片泡沫材料，但也可包括两个或多个邻接或堆积的层或片。
隔热板优选包含红外衰减剂(IAA)，以增强其隔热性能。IAA优选分散在泡沫材料内，但可分散在与泡沫材料或贮槽相连作为层压板一部分的一个或多个薄层内。IAA的组成物质与与其共同使用的泡沫材料的聚合物基质不同。IAA可吸收和/或反射红外线。可用的IAA包括金属如铝、银和金的微片；二氧化钛；和碳基物质如炭黑、活性炭黑和石墨。可用的炭黑包括热裂炭黑、炉法炭黑、乙炔黑和槽法炭黑。优选的IAA为热裂炭黑和石墨。IAA优选占聚合物材料重量的约1.0-25wt％，更优选约2.0-20wt％，最优选约3.0-10wt％。
可在泡沫材料内加入各种添加剂如无机填料、颜料、抗氧剂、酸捕获剂、紫外吸收剂、阻燃剂、加工助剂、挤出助剂和类似物。
将隔热板施用于平面上，其可用于隔热平面。这种隔热板可用于各种传统隔热应用如屋顶、建筑板、冰箱、制冷机、温控室、温控集装箱和包装、热水器、冷藏车和冷藏室等。
基本无皱摺隔热板可如下形成a)提供包括链烯基芳烃聚合物材料的开孔链烯基芳烃聚合物泡沫材料板芯；b)在泡沫材料的一个或多个表面上压凹槽；c)提供能够接受并保持泡沫材料的可变形贮槽；d)将泡沫材料放置在贮槽内；e)将泡沫材料开孔和贮槽内部抽真空；f)将贮槽密封形成隔热板；和g)使泡沫材料收缩及使贮槽基本上顺应凹槽的形状。将开孔和隔热板的内部抽真空至约10乇或更低，更优选至约1乇或更低和最优选至约0.1乇或更小的绝对压力。
真空板的贮槽或外壳可采用本领域已知的任何方式形成。真空板的一个实施方案采用由三层或多层的层压片组成的贮槽或外壳，外层由抗划材料如聚酯或尼龙组成，内层由屏障材料如铝、聚偏二氯乙烯或聚乙烯醇组成。屏障材料可是独立的涂敷薄箔或薄膜的形式，当其为金属时，可通过气相沉积涂敷。中间层由可热合材料如聚乙烯或乙烯/丙烯酸共聚物组成。其它内容见通过引用并入本文的美国专利No.5，346，928和5，627，219。
为进一步增强真空板的长期性能，可在隔热板的真空腔内配备“吸收剂”材料，吸收剂材料吸收随时间推移渗入真空板内的气体和/或蒸汽。传统的吸收剂材料包括钡、铝、镁、钙、铁、镍和钒的金属和金属合金。适宜的吸收剂材料包括但不局限于通过引用并入本文的美国专利No.5，191，980、5，321，606、5，312，607和WO93/25843中提出的那些吸收剂材料。
有用的其它类型的吸收剂材料包括可用于吸收水蒸汽或水分的传统干燥剂。以小包的形式可便利地将这种材料引入真空隔热板中，小包具有内含吸收剂材料的多孔或可渗透的包装或容器。可使用的材料包括硅胶、活性氧化铝、富铝沸石、氯化钙、氧化钙、氧化钡和硫酸钙，优选材料是氧化钙。
任何平均泡孔尺寸的开孔泡沫材料基本上均可用于本发明，但优选平均泡孔尺寸尽可能小的泡沫材料，以便泡沫材料的热导率最低。根据ASTM D3576-77，优选的泡沫材料具有平均泡孔尺寸约70微米或更小、更优选约30微米或更小、最优选约10微米或更小的微孔。微孔泡沫材料的泡孔尺寸或孔径的测定根据ASTM D3576-77进行，除了测量是在由扫描电镜得到的放大照片而不是在泡沫材料上进行。
泡沫材料可由任何具有较高模量及能够吹成泡沫材料的热塑性聚合物树脂形成。根据ASTM D695，优选的树脂包括那些模量高于30，000磅/平方英寸(206，850千帕)的树脂。也可使用抽真空和/或加热或高温下出现一定程度收缩的热固性聚合物泡沫材料，如聚氨酯泡沫材料。
优选的泡沫材料为挤出链烯基芳烃聚合物泡沫材料。挤出链烯基芳烃聚合物泡沫材料通常以加热聚合物材料形成塑化或熔融聚合物材料、加入发泡剂形成可发泡凝胶、将凝胶通过模头挤出形成泡沫材料产品的方式制备。与发泡剂混合之前，将聚合物材料加热至其玻璃化转变温度或熔点或更高的温度。发泡剂可以本领域已知的任何方法如以挤出机、混合机、共混机等等加入或混入熔融聚合物材料中。发泡剂与熔融聚合物材料的混合在足以阻止熔融聚合物材料显著膨胀及使发泡剂均匀分散在聚合物材料内的高压下进行。成核添加剂可共混入聚合物熔体中或在塑化或熔融前与聚合物材料干混。将可发泡凝胶典型地冷却至低温，使泡沫材料的物理特性最优化或达到期望值。可在挤出机或其它混合设备或独立的冷却机内冷却凝胶，然后将凝胶通过所希望形状的模头挤出或运送至低压区，使其膨胀形成泡沫材料。低压区的压力低于可发泡凝胶通过模头挤出前的维持区。所述低压可以高于大气压、低于大气压(真空)或等于大气压。
最优选的微孔泡沫材料为挤出的链烯基芳烃聚合物泡沫材料。优选这些泡沫材料是因为这些泡沫材料有可能形成较小的平均泡孔尺寸如约70微米或更小。可以下列方法制造开孔含量约70％或更高、平均泡孔尺寸约70微米或更小的挤出开孔链烯基芳烃聚合物微孔泡沫材料a)加热链烯基芳烃聚合物材料，形成熔融聚合物材料；b)向熔融聚合物材料内加入成核添加剂，添加剂的用量为约0.1-5份/100份聚合物材料；c)高压下向熔融聚合物材料内加入发泡剂，形成可发泡凝胶，发泡剂总摩尔数的约50mol％或更多、优选约70mol％或更多选自1，1-二氟乙烷(HFC-152a)、1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)、二氟氯甲烷(HCFC-22)、二氧化碳(CO2)和二氟甲烷(HFC-32)、氯乙烷及上述化合物的混合物，每千克聚合物材料内发泡剂的存在量为约0.06至约0.17克摩尔或更低、优选约0.08至约0.12克摩尔或更低；d)将可发泡凝胶降至足以形成开孔含量为70％或更多的泡沫材料的发泡温度；e)将可发泡凝胶通过模头挤出至低压区，形成泡沫材料。依发泡组合物组成及加工条件不同，优选的发泡温度在约110℃至约150℃、优选115℃至约125℃之间变化。有关微孔泡沫材料的其它信息见于通过引用并入本文的WO96/34038。
适宜的链烯基芳烃聚合物材料包括链烯基芳烃均聚物及链烯基芳烃化合物与可共聚的烯属不饱和共聚单体的共聚物。链烯基芳烃聚合物材料可进一步包括少量非链烯基芳烃聚合物。链烯基芳烃聚合物材料可只由一种或多种链烯基芳烃均聚物、一种或多种链烯基芳烃共聚物、一种或多种链烯基芳烃均聚物与一种或多种链烯基芳烃共聚物的共混物或由任何上述聚合物与非链烯基芳烃聚合物的共混物组成。不管组成如何，链烯基芳烃聚合物材料均含有高于50wt％、优选约70wt％或更多的链烯基芳烃单体单元。最优选地，链烯基芳烃聚合物材料完全由链烯基芳烃单体单元组成。
适宜的链烯基芳烃聚合物包括那些由链烯基芳烃化合物如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯基苯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯和溴苯乙烯衍生的聚合物。优选的链烯基芳烃聚合物为聚苯乙烯。可有少量的单烯属不饱和化合物如C2-6烷基酸和酯、含离子键的衍生物和C4-6二烯烃与链烯基芳烃化合物共聚。可共聚化合物的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、马来酸、衣康酸、丙烯腈、马来酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯和丁二烯。优选的泡沫材料基本上、即约90wt％或更高、优选约95wt％或更高、最优选完全由聚苯乙烯组成。
预计本发明可以在真空隔热板内泡沫材料的一个或多个表面放置一个或多个带凹槽刚性板的方式实施。凹槽可采取以上描述的泡沫材料内凹槽的形状、模式及尺寸。可如上所述组装隔热板，除了与泡沫材料一起在可变形贮槽内插入一个或多个刚性板。对于典型的矩形或正方形隔热板，刚性板典型地位于泡沫材料的两个主面。刚性板可由对板芯和贮槽呈化学惰性的天然或合成材料如金属、木材、塑料制成，只要该材料的刚性足以抵抗抽真空过程中的变形。隔热板抽真空及泡沫材料收缩时，可变形贮槽顺应泡沫材料的形状并基本上靠在刚性板上的凹槽内。在VIP内或VIP外使用刚性板，可防止低熔点板芯接触瞬时热源，例如建造应用中VIP周围的聚氨酯泡沫材料发泡过程中可能遇到的情况。
虽然本发明泡沫材料、真空隔热板及方法的实施方案已给出了具体细节，但可依据制造方法及制造者的需要，以各种改变对本发明进行改进，同时仍在本发明所提出新教导和原理的范围之内。
实施例1适宜在真空板内使用的开孔聚苯乙烯泡沫材料根据美国专利No.5674915制备。按WO97/27986中所述将该泡沫材料压缩至2.5cm(1英寸)。然后使用0.85cm(1/3英寸)厚的金属刀边将一系列线条压入泡沫材料的两侧表面，用力向下压的同时沿直尺边缘对刀的侧面也加压力，将这些线条永久地压入泡沫材料表面。最终压入泡沫材料的线条的顶部约0.16cm(1/16英寸)、底部约0.008cm(1/32英寸)、深0.16cm(1/16英寸)。这些压线以菱形方式排列，菱形的两个平行边的距离为5.1cm(2英寸)，在板材的顶面和底面都有这种模式的压线。没有这种模式压线的真空板在抽真空时薄膜出现非常大的皱褶。有这一模式压线的真空板明显降至无薄膜皱褶。
实施例2按实施例1生产的泡沫材料通过辊子表面加工有凸起模子的平行压辊，当泡沫材料通过辊子时，压线压入泡沫材料。压辊上的凸脊深0.24cm(3/32英寸)、顶部为0.008cm(1/32英寸)、底部0.16cm(1/16英寸)。压入泡沫材料的压线模式为菱形，菱形平行边间的距离为5.1cm(2英寸)。以该泡沫材料制成的真空隔热板的表面皱褶明显少于由未将这一模式压线压入的泡沫材料制成的真空板。
实施例3将平均泡孔尺寸为50mm的开孔聚氨酯泡沫材料以与实施例1相同的方式进行表面压痕。有表面凹槽的样品在隔热板的任何一侧均无薄膜皱褶，而没有表面凹槽的样品有表面皱褶。
权利要求
1．一种真空隔热板，它包括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。
2．一种真空隔热板，它包括A)抽真空至约10乇或更低压力的可变形贮槽，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，其任选地有一个或多个凹槽，凹槽沿刚性材料基质表面在至少一个方向上延伸，和C)具有一个或多个凹槽的一层或多层刚性板，刚性板与板芯的主面邻接，其中贮槽基本上顺应板芯和刚性板或多层刚性板及其中凹槽的形状，成型板的表面基本上无皱褶。
3．权利要求1-2任一项的隔热板，其中所述的一种或多种多孔或开孔刚性材料基质和一层或多层刚性板的其中之一或二者都有许多凹槽。
4．权利要求1-3任一项的隔热板，其中所述的凹槽在两个方向上沿一种或多种多孔或开孔刚性材料基质和一层或多层刚性板之一或二者的表面延伸。
5．权利要求4的隔热板，其中所述的基质的凹槽以交叉矩形或对角形式穿过一种或多种多孔或开孔刚性材料基质和一层或多层刚性板之一或二者的几乎整个表面。
6．权利要求1-4任一项的隔热板，其中所述的基质的凹槽以凹痕形式穿过一种或多种多孔或开孔刚性材料基质和一层或多层刚性板之一或二者的几乎整个表面。
7．前述权利要求任一项的隔热板，其中所述的凹槽深约3.2毫米或更小，宽约3.2毫米或更小。
8．一种真空隔热板，它包括开孔链烯基芳烃聚合物泡沫材料板芯和可变形的贮槽，泡沫材料包含链烯基芳烃单体单元占链烯基芳烃聚合物材料总重量50wt％以上的链烯基芳烃聚合物材料，泡沫材料的开孔含量为约70％或更多，贮槽可容纳泡沫材料并能密封，泡沫材料放置在贮槽内，贮槽密封，泡沫材料的开孔和贮槽的内部抽真空至约10乇或更低的绝对压力，泡沫材料有沿泡沫材料表面在两个方向上延伸的凹槽，贮槽基本上顺应泡沫材料和其中凹槽的形状。
9．权利要求8的隔热板，其中所述的泡沫材料具有以交叉矩形或对角形式基本上穿过泡沫材料的整个表面。
10．权利要求8的隔热板，其中所述的泡沫材料具有以凹痕形式基本上穿过泡沫材料整个表面的凹槽。
11．权利要求8的隔热板，其中所述的凹槽深约3.2毫米或更小，宽约3.2毫米或更小。
12．权利要求8的隔热板，其中所述的泡沫材料包含链烯基芳烃单体单元占链烯基芳烃聚合物材料总重量约70wt％或更多的链烯基芳烃聚合物材料，泡沫材料的开孔含量为约90％或更多，泡沫材料的开孔和贮槽的内部抽真空至约1乇或更低的绝对压力，泡沫材料的密度为约16至约150kg/cm3，泡沫材料的平均泡孔尺寸约70微米或更小。
13．权利要求8的隔热板，其中所述的泡沫材料包含链烯基芳烃单体单元占链烯基芳烃聚合物材料总重量约70wt％或更多的链烯基芳烃聚合物材料，链烯基芳烃聚合物材料包括聚苯乙烯，泡沫材料的开孔含量为约95％或更多，泡沫材料的开孔和贮槽的内部抽真空至约0.1乇或更低的绝对压力，泡沫材料的密度为约25至约60kg/cm3，泡沫材料的平均泡孔尺寸约30微米或更小。
14．一种真空隔热板，它包括a)开孔链烯基芳烃聚合物泡沫材料板芯，b)一层或多层刚性板，和c)可变形的贮槽，泡沫材料包括链烯基芳烃单体单元占链烯基芳烃聚合物材料总重量50wt％以上的链烯基芳烃聚合物材料，泡沫材料的开孔含量为约70％或更多，刚性板与泡沫材料的主面邻接，贮槽可容纳泡沫材料和刚性板并能密封，泡沫材料和刚性板放置在贮槽内，贮槽密封，泡沫材料的开孔和贮槽的内部抽真空至约10乇或更低的绝对压力，刚性板有一个或多个凹槽，贮槽基本上顺应泡沫材料和刚性板上凹槽的形状。
15．权利要求14的泡沫材料，其中所述泡沫材料的凹槽以交叉矩形或对角形式基本上穿过泡沫材料的整个表面，凹槽深约3.2毫米或更小，宽约3.2毫米或更小。
16．权利要求14的泡沫材料，其中所述泡沫材料的凹槽以凹痕形式基本上穿过泡沫材料的整个表面，凹槽深约3.2毫米或更小，宽约3.2毫米或更小。
17．一种制造表面基本无皱褶的真空隔热板的方法，它包括a)提供包含链烯基芳烃聚合物材料的开孔链烯基芳烃聚合物泡沫材料板芯，链烯基芳烃聚合物材料包括的链烯基芳烃单体单元占链烯基芳烃聚合物材料总重量50wt％以上，泡沫材料的开孔含量为约70％或更多；b)在泡沫材料的一个或多个表面上压凹槽，其中凹槽在两个方向上沿泡沫材料的一个或多个表面延伸；c)提供能接受并夹持泡沫材料的可变形贮槽；d)将泡沫材料放置在贮槽内；e)将泡沫材料的开孔和贮槽的内部抽真空至10乇或更低的绝对压力；f)密封贮槽形成隔热板；g)使泡沫材料收缩并使贮槽基本上顺应凹槽的形状。
18．一种制造表面基本无皱褶的真空隔热板的方法，它包括a)提供一种或多种多孔或开孔刚性材料基质的板芯；b)在基质的一个或多个表面上压凹槽，其中凹槽沿基质的表面在至少一个方向上延伸；c)提供能接受、容纳板芯的可变形贮槽，并在可变形贮槽内放置板芯；d)将贮槽的内部抽真空至10乇或更低的绝对压力；e)密封贮槽。
19．权利要求1、权利要求2或权利要求18的真空隔热板，其中所述板芯的刚性材料基质为开孔热塑性泡沫材料、聚碳酸酯泡沫材料、热固性泡沫材料、聚氨酯泡沫材料、环氧树脂泡沫材料、甲醛泡沫材料、酚醛泡沫材料、异氰脲酸酯泡沫材料、二氧化硅、玻璃纤维、玻璃珠、气溶胶或干凝胶。
20．权利要求19的真空隔热板，其中所述板芯的刚性材料基质为聚苯乙烯或聚丙烯。
全文摘要
抽真空隔热板(10,20),又称之为真空隔热板(VIP),它包括:A)已抽真空至10乇或更低绝对压力的可变形贮槽(14,24),其密封围绕B)有一个或多个凹槽(16,26)的一种或多种多孔或开孔刚性材料基质的板芯(12,22),凹槽在至少一个方向上沿刚性材料基质表面延伸,其中贮槽(14,24)基本上顺应板芯和其中凹槽(16,26)的形状,成型板(10,22)的表面基本上无皱褶;和制造这种板(10,20)的方法。
文档编号F16L59/06GK1285909SQ98813041
公开日2001年2月28日 申请日期1998年9月16日 优先权日1997年12月18日
发明者B·A·马龙 申请人:陶氏化学公司