真空絕熱材料及其施工方法技術(shù)

一種真空絕熱材料，其特征在于，該材料是在一種由金屬箔層壓于或由金屬或金屬氧化物蒸鍍于塑料薄膜上而形成的復(fù)合薄膜制成的容器中，將一種由硅酸鈣的針狀晶體三維交錯(cuò)地結(jié)合而成的成形體，在減壓狀態(tài)下密封包裝而制成的，該材料在２０℃時(shí)的熱導(dǎo)率不大于０．０１５千卡／米·小時(shí)·℃。（*該技術(shù)在2014年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及真空絕熱材料，更具體而言，本專利技術(shù)涉及改進(jìn)的真空絕熱材料，通過使用特定的硅酸鈣成形體作為絕熱芯材，可以顯示出極好的絕熱性能。氟里昂-聚氨酯泡沫絕熱材料利用氟里昂的低導(dǎo)熱性，已普遍用作極好的絕熱材料。然而，由于近年來已限制使用氟里昂，因此，不使用氟里昂，而能顯示出極好絕熱性能的絕熱材料已成為當(dāng)前的需要。最近，已提供了一種絕熱材料，其制作步驟是將細(xì)無機(jī)顆粒，例如二氧化硅粉末等作為絕熱芯材裝入具有阻擋氣體特性的韌性容器(袋)中，然后，將該容器內(nèi)部抽真空到減壓狀態(tài)，從而使細(xì)無機(jī)顆粒緊密地附著在容器內(nèi)，然后將該容器密封。然而，上述真空絕熱材料牽涉到在廢棄時(shí)會(huì)散發(fā)出粉塵而造成環(huán)境污染的問題。鑒于上述情況，本專利技術(shù)的目的是要提供一種新型真空絕熱材料，這種絕熱材料不會(huì)在廢棄時(shí)產(chǎn)生粉塵而造成環(huán)境污染，而且不使用氟里昂也能顯示出極好的絕熱性能，此外，還要提供一種制作上述絕熱材料的方法。附圖說明圖1是說明本專利技術(shù)真空絕熱材料的一個(gè)實(shí)施例的截面示意圖；圖2是說明本專利技術(shù)真空絕熱材料的另一個(gè)實(shí)施例的截面示意圖；圖3是說明本專利技術(shù)真空絕熱材料制作方法的一個(gè)實(shí)施例的截面示意圖，上述圖中示出了硅酸鈣成形體(1)、構(gòu)成容器的塑料薄膜層(2)、構(gòu)成容器的金屬層(3)、構(gòu)成容器的塑料薄膜層(4)、容器的密封區(qū)(5)、真空絕熱材料(6)、聚氨酯泡沫成形體(7)、內(nèi)壁(8)以及外壁(9)；圖4示出了實(shí)施例1中制得的硅酸鈣晶體的放大倍數(shù)為1,000倍的照片；圖5示出了實(shí)施例4中制得的硅酸鈣晶體的放大倍數(shù)為1,000倍的照片；和圖6示出了實(shí)施例4中制得的硅酸鈣晶體的放大倍數(shù)為10,000倍的照片。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)人已對(duì)該絕熱材料的性能作了認(rèn)真的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，最重要的是選擇能夠容易抽真空并能達(dá)到高度減壓狀態(tài)的絕熱芯材。此外，在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過深入研究已發(fā)現(xiàn)，在一些無機(jī)成形體中，最好的一種絕熱芯材是特定的硅酸鈣成形體，這樣，就完成了本專利技術(shù)。本專利技術(shù)是根據(jù)上述的發(fā)現(xiàn)而完成的。本專利技術(shù)的第一要點(diǎn)是提供了一種真空絕熱材料，其特征在于，該材料是在一種由金屬箔層壓于或由金屬或金屬氧化物蒸鍍于塑料薄膜上而形成的復(fù)合薄膜制成的容器中，將一種由硅酸鈣的針狀晶體三維交錯(cuò)地結(jié)合而成的成形體，在減壓狀態(tài)下密封包裝而制成的，該材料在20℃時(shí)的熱導(dǎo)率不大于0.015千卡/米·小時(shí)·℃。本專利技術(shù)的第二要點(diǎn)，提供了一種真空絕熱材料，其特征在于，它由上述的真空絕熱材料嵌入聚氨酯泡沫成形體的內(nèi)部而構(gòu)成。本專利技術(shù)的第三要點(diǎn)，提供了一種，其特征在于，將上述真空絕熱材料放置在準(zhǔn)備加工絕熱材料的空間處，然后，在發(fā)泡條件下將聚異氰酸酯和多羥基化合物注入該空間的其余部分，使聚氨酯發(fā)泡并固化。下面，將參照附圖對(duì)本專利技術(shù)作詳細(xì)說明。首先說明用于本專利技術(shù)真空絕熱材料的硅酸鈣成形體。在本專利技術(shù)中，成形體(1)包括用作絕熱芯材的交織成三維狀態(tài)的硅酸鈣針狀晶體。該硅酸鈣成形體是已知的。本專利技術(shù)的最大特點(diǎn)是根據(jù)下列理由選擇特定的硅酸鈣成形體作為絕熱芯材。即，真空絕熱材料通常是采用真空包裝機(jī)，將絕熱芯材在減壓狀態(tài)下嚴(yán)密地封裝到具有阻擋氣體特性的韌性容器中而制成的。另外，由于在硅酸鈣針狀晶體三維交錯(cuò)而形成的成形體中存在著較大容積的相互連通的空隙，因此可以容易地達(dá)到獲得低熱導(dǎo)率所需的減壓狀態(tài)。用于本專利技術(shù)的硅酸鈣成形體基本上通過以下方法制作將硅酸質(zhì)原料和石灰質(zhì)原料分散在水中，在加熱下進(jìn)行水熱反應(yīng)，制得含有硅酸鈣水合物的含水漿體，將該含水漿體進(jìn)行壓濾成形，然后干燥或在蒸氣養(yǎng)護(hù)后進(jìn)行干燥。非晶態(tài)的或晶態(tài)的硅酸質(zhì)原料均可使用，可以特別作為實(shí)例的是一些天然產(chǎn)品，例如硅藻土、石英砂和石英。此外，還可以作為實(shí)例的是一些工業(yè)副產(chǎn)品，例如硅塵和通過濕法生產(chǎn)磷酸過程中生成的副產(chǎn)品氟硅酸與氫氧化鋁反應(yīng)而得到的二氧化硅。可以作為實(shí)例的石灰質(zhì)原料是生石灰、熟石灰、碳化鈣等。通常，石灰質(zhì)原料是在制備成含有松散石灰顆粒的石灰乳之后使用。參考為數(shù)眾多的已知文獻(xiàn)，例如日本專利文獻(xiàn)55-29952號(hào)，即可制備這種石灰乳。上述文獻(xiàn)公開了一種具有沉降體積不小于45毫升的石灰乳。所謂沉降體積表示通過緩慢或平穩(wěn)地將50毫升石灰乳注入直徑1.3厘米，容積不小于50立方厘米的圓筒形容器中，靜置20分鐘后測定的熟石灰顆粒的沉降體積(毫升)。在水熱反應(yīng)時(shí)，水的用量以固體含量(硅酸質(zhì)原料和石灰質(zhì)原料的含量)為基準(zhǔn)，不小于15倍(以重量計(jì))。水熱反應(yīng)在飽和蒸氣壓不低于10千克/平方厘米的加熱條件下進(jìn)行1-5小時(shí)，經(jīng)過水熱反應(yīng)即可制得含硅酸鈣水合物的含水漿體。采用例如壓濾機(jī)將該含水漿體加壓脫水成形。根據(jù)脫水成形機(jī)脫水區(qū)的形狀，可以其將成形為不同形狀的板或管。通常在溫度為150-200℃條件下，在脫水成形后干燥或在蒸氣養(yǎng)護(hù)后干燥5-30小時(shí)，而干燥前的蒸氣養(yǎng)護(hù)，通常可以在與水熱反應(yīng)相同的條件下進(jìn)行。在通過上述方法制得的成形體中，硅酸鈣的針狀晶體被交織成三維狀態(tài)，如果上述水熱反應(yīng)的條件得到滿足，它將具有較高的比強(qiáng)度。具體而言，該成形體具有表觀密度0.02-0.09克/立方厘米，抗壓強(qiáng)度通常不低于1千克/平方厘米，具體為2-6千克/平方厘米。如上所述，具有低表觀密度的成形體可以克服現(xiàn)有真空絕熱材料的缺點(diǎn)，在現(xiàn)有真空絕熱材料中，是用細(xì)無機(jī)顆粒作為絕熱芯材，其表觀密度高達(dá)0.28-0.30克/立方厘米，重量比氟里昂發(fā)泡的聚氨酯絕熱材料約大10倍。而利用低表觀密度的成形體，可以獲得與氟里昂發(fā)泡的聚氨酯絕熱材料媲美的輕質(zhì)真空絕熱材料。硅酸鈣的針狀晶體主要由雪硅鈣石晶體、硬硅鈣石晶體或這些晶體的混合物組成。這種晶系可在水熱合成反應(yīng)中通過CaO/SiO2的摩爾比調(diào)節(jié)而形成。通常，CaO/SiO2的摩爾比約為0.8-1.2，隨著CaO/SiO2摩爾比的增加，優(yōu)先生成硬硅鈣石晶體。在本專利技術(shù)優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方案中，硅酸鈣的針狀晶體是在具有粗糙的內(nèi)部或空心的內(nèi)部的殼表面上有許多晶須的晶體。通常，殼的外徑為10-120微米，晶須的長度為1-20微米。此外，在本專利技術(shù)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，硅酸鈣的針狀晶體是，其中的殼本身進(jìn)一步生長成針狀晶體且在網(wǎng)狀殼表面上有許多晶須的晶體。這類晶體結(jié)構(gòu)是通過使用高純的硅酸原料獲得的，而具有網(wǎng)狀殼的晶體結(jié)構(gòu)可以通過使用主要含非晶態(tài)材料的硅酸原料獲得。在本專利技術(shù)優(yōu)選的另一個(gè)實(shí)施方案中，構(gòu)成絕熱芯材的硅酸鈣成形體含有輻射熱吸收劑。碳化硅、氧化鈦等適合于作為輻射熱吸收劑使用。輻射熱吸收劑通常以尺寸為0.5-30微米的細(xì)顆粒形式使用，通常在硅酸鈣成形體的生產(chǎn)工序中添加，例如添加到含有硅酸鈣水合物的含水漿體中。輻射熱吸收劑在硅酸鈣成形體中的含量通常為0.5-20％(以重量計(jì))。其次，說明用于本專利技術(shù)真空絕熱材料的容器(袋)。在本專利技術(shù)中，采用層壓金屬箔或?qū)⒔饘倩蚪饘傺趸镎魵獾矸e到塑料薄膜上而構(gòu)成的復(fù)合膜作為該容器的組成材料。這種復(fù)合膜具有阻擋氣體的性能和韌性。通常，該容器的形狀為兩端開口的筒狀體。各種薄膜只要具有韌性均可用作塑料薄膜。例如聚酯薄膜、聚丙烯薄膜等都適宜使用。此外，具有極好阻擋氣體特性的薄膜，例如以偏二氯乙烯為基礎(chǔ)的樹脂薄膜、偏二氯乙烯涂層薄膜或類似的薄膜也同樣適用。鋁膜可以作為金屬箔的典型實(shí)例。用于蒸鍍的金屬或金屬氧化物的典型實(shí)例是鋁、氧化硅、氧化鎂本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：粟田滿，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：三菱化學(xué)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國別省市：