专利名称：全纸板结构支撑的真空隔热板的制作方法
技术领域：
全纸板结构支撑的真空隔热板
技术领域：
本实用新型涉及一种真空绝热材料，具体涉及用于一种全纸板结构支撑的真空隔热板。
背景技术：
目前常用的高保温材料是真空隔热板技术，真空隔热板内部是充满低导热系数的隔热材料如玻璃纤维、气凝胶等，外部采用高阻隔的薄膜包裹，再对其抽真空后封装成型。 目前大部分的真空隔热板内部为充满低导热系数材料的实心材料，当产生微量气体泄露时就导致真空度迅速降低，从而使其导热系数升高，保温性能下降，必须加入吸气材料才能延长其使用寿命；目前的真空隔热板是采用低导热系数的实心材料填充，为提高保温能力，需要芯材更低的导热系数才能够实现；而开发更低导热系数的材料存在技术难度大，生产成本高的缺点。其昂贵的价格阻碍了真空隔热技术的大批量应用。现有玻璃真空隔热板因内部有较大空间体积，为达到较高的结构强度，两侧板材使用强度较高的金属板或较厚的玻璃板作为支撑件，导致板材重量太大，而采用玻璃纤维或微孔开孔聚氨酯发泡材料作为芯材，制作工艺复杂，成本过高。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种全纸板结构支撑的真空隔热板，该隔热板是采用较低导热系数的纸板材料，通过设计合理的空间支撑结构，形成较大的真空区域，支撑结构仅占较小部分，利用大部分的真空区域实现高保温的目的。本实用新型的技术方案是全纸板结构支撑的真空隔热板，包括芯材、以及由不透气性薄膜制成的外包覆材料，所述芯材包括两块由低导热系数纸纤维板制成的上、下面板， 所述上、下面板之间夹有纸芯，所述纸芯中设有多个方形、圆形或多边形空腔。所述上、下面板可以是箱纸板或PP板。所述上、下面板粘合到所述纸芯两侧，或者放置在所述纸芯两侧抽真空后再挤压成型；该纸芯支撑结构可达到100 500Kpa的平压强度。为增加隔热板的抽空效率，所述上、下面板上开有与所述空腔一一对应的透气小孔，其孔径为0. 1 2mm。所述纸芯优选方案采用蜂窝纸板，蜂窝纸板的夹层结构与其他各种板材结构相比，具有最大的强度/质量比，因而其制成品的性能/价格比好。另外蜂窝纸板结构稳定性好，表面平整，不易变形，具有突出的抗压能力和抗弯能力，是作为支撑结构最重要的特性。隔热板外包覆材料采用多层复合高阻隔薄膜材料制作，薄膜中夹有铝金属薄层， 可有效阻隔气体泄漏，也可有效反射辐射传热。本实用新型的原理在于本实用新型采用纸板空间支撑结构，所述纸芯采用低导热系数的高强度纤维纸板制成，其压溃应力-应变曲线如图3所示。纸芯支撑壁厚度为 0. 1 5mm之间，材料导热系数在0. 06 0. 13w/ (m. k)之间；上、下面板厚度为0. 2 2mm，整个真空隔热板厚度在5 IOOmm之间，在保证结构强度的前提下，大部分为空间区域。以六边形支撑结构(蜂窝纸板)为例计算，纸纤维的导热系数最低可达到0. 063w/(m. k)，如六边形边长为1，支撑纸板厚度为t ；则真空隔热板的平均导热系数K与支撑结构材料导热系数k关系为经过研究表明，当Ι/t比值大于50以上时真空隔热板获得较好的导热系数，所述纸芯的在线弹性阶段满足产品使用需求时可尽量增加Ι/t的比值，可获得更低的平均导热系数。抽完真空后该真空隔热板的最低平均导热系数可达到0.002w/(m.k)以下。本实用新型的优点在于由于使用的芯材材料成本低廉，制作简单，使该真空隔热板材的价格远远低于目前的真空隔热板价格，合理设计的空间结构使其有足够的支撑强度同时其保温性能远优于目前的真空隔热板材，可大量应用于目前所有需要在中低温度段进行节能保温的产品上，包括需要保温的家电产品、冷藏运输链设备、建筑保温材料等；对国家的节能环保政策的实施起到极大的推进作用。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。图1为本实用新型一个实施例的结构示意图，图2为图1中真空隔热板的局部剖图，图3为六边形支撑结构的压溃应力-应变曲线图，图4为图1中真空隔热板纸芯的立体图。
具体实施方式下面通过实施例阐述本实用新型的特性实施例一参见图1，全纸板结构支撑的真空隔热板，包括芯材、以及由不透气性薄膜制成的外包覆材料1，芯材包括两块由低导热系数纸纤维板制成的上、下面板3。上、下面板3之间夹有纸芯2。上、下面板3采用0.5mm厚的箱板纸制成，四周设有围边5，如图4所示。上、 下面板表面均勻开有与纸芯2内的空腔6 —一对应的透气小孔4，如图2所示，透气小孔4 的作用是便于空腔内空气能够快速抽出。纸芯2和上、下面板3采用无挥发性胶粘合后烘干成型，纸芯2采用六边支撑结构即蜂窝纸板，是将0. 2mm厚的瓦楞纸板用耐高温无挥发性胶粘合而成。其六边形空腔6边
长为1 = 10mm，支撑厚度t = 0. 15mm ；纸板导热系数为0. Iw/(m. k)；根据公式K = ^yi
可计算出该隔热板的平均导热系数为0. 0035w/(m. k)。隔热板外层薄膜1采用五层高阻隔薄膜制作，由外到内分别是热封乙烯层、聚乙烯层、铝膜层、聚乙烯层和热封乙烯层，能够有效阻隔水分和空气；将烘干后的芯材层放入三边预先封好的高阻隔薄膜袋内，再将其放入抽真空设备中抽真空至5Pa以下，真空室内装配有热封装置，在真空状态下将开口处封死后便制作完成。[0024]实施例二 真空隔热板芯材采用带有等边三边形空腔的瓦楞纸纸芯，边长为10mm，支撑壁厚度为0. Imm;纸板导热系数为0. Iw/(m. k)，面板3采用0. Imm厚度的PP板材；经计算可得该板的平均导热系数为0. 00536w/(m. k)；装配时将烘干后的PP板放置在烘干后的纸芯2两边，装配时无需使用胶水粘贴，将其同时放入高阻隔三边封装袋中并放置在抽真空箱中抽完真空，在真空度低于5Pa以下，保持5分钟后对开口进行封口完成制作，其余部分与实施例一相同。本实用新型芯材的生产流程送芯纸一制芯上胶一制芯一压纸芯一切纸芯一纸芯拉伸对拉一复合上胶一加热预脱水一预滚压一加热烘干一滚压一裁切一检验入库。制作隔热板时，先将两片多层复合高阻隔薄膜的三边用热封进行封口并保持干燥；把切好的上、下面板3用耐高温无挥发性胶水粘合在预先备好的纸芯2两边，然后放入烘干炉中进行烘干，烘烤温度在130°C 160°C，低于纸的碳化温度183°C ；烘烤时间在 30min以上；烘干后迅速将纸芯2放入上述制作好的密封薄膜袋中，再将该薄膜袋放入低抽真空设备内进行抽空；在纸芯2内压强低于51 并维持一段时间，最后对薄膜袋开口进行热封口成型便完成真空隔热板的制作。耐高温无挥发性胶水优选方案使用淀粉胶类胶水，纸板干燥后不会再挥发出气体成分。本实用新型具有以下特点1、因空间内真空状态下的传递和对流系数接近零，而辐射传热在低温状态下效率极低；因此该真空隔热板保温性能远远优于目前的普通真空隔热板；2、本实用新型的真空隔热板由于内部空间较大，即使当高阻隔薄膜产生微小泄漏时也不会导致隔热板内的真空度迅速降低，从而有效的延长真空隔热板的使用寿命。3、由于芯材为纸板支撑结构，所用的芯材原料价格低廉，原料成本远低于目前的真空隔热板，而且制作工艺简单，可大幅降低目前真空隔热板的成本而实现大批量的应用。4、面板上有0. 1 2mm的通气小孔，在板材制作时可以有效的抽出板内空气，在板材制作室可大幅提高板材的生产效率。5、因热量无法通过真空空间进行传导和对流，本实用新型通过设计采用空心的支撑结构，以六边形支撑结构为例，其平压强度达到100 500Kpa，芯材纸横向环压强度在 8 14N · m/g ；在保证产品结构强度的同时尽量减少支撑材料的体积，增加空间的体积；在抽真空后利用真空的空间来进行保温；该设计能够大幅降低真空隔热板整体的导热系数， 增加板材的保温性能。6、对于目前的蜂窝隔音隔热板而言，该真空隔热板具有更高的结构强度，能够有效支撑内部真空空间而不会塌陷，从而形成高阻隔热量的隔热层；而且该真空隔热板的保温性能远远优于目前的蜂窝隔音隔热板，其导热系数最低能够达到0. 002w/(m. k)的水平， 其保温性能是普通蜂窝纸板的10倍以上。7、该隔热板可大量应用于目前所有需要在中低温度段进行节能保温的产品上面， 包括需要保温的家电产品、冷藏运输链设备、建筑保温材料等；对国家的节能环保政策的实施起到极大的推进作用。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
权利要求1.全纸板结构支撑的真空隔热板，包括芯材、以及由不透气性薄膜制成的外包覆材料， 所述芯材包括两块由低导热系数纸纤维板制成的上、下面板，其特征在于所述上、下面板之间夹有纸芯，所述纸芯中设有多个方形、圆形或多边形空腔，所述上、下面板上开有与所述空腔一一对应的透气小孔。
2.根据权利要求1所述全纸板结构支撑的真空隔热板，其特征在于所述纸芯为蜂窝纸板。
3.根据权利要求1-2任一项所述全纸板结构支撑的真空隔热板，其特征在于所述纸芯支撑壁厚度为0. 1 5mm之间。
4.根据权利要求1-2任一项所述全纸板结构支撑的真空隔热板，其特征在于所述纸芯采用低导热系数的高强度纸纤维板制成。
5.根据权利要求1所述全纸板结构支撑的真空隔热板，其特征在于所述上、下面板是箱纸板或PP板。
6.根据权利要求1-2任一项所述全纸板结构支撑的真空隔热板，其特征在于所述外包覆材料采用多层复合高阻隔薄膜材料制作，该薄膜中夹有铝金属薄层。
专利摘要本实用新型涉及一种真空绝热材料，具体涉及用于一种全纸板结构支撑的真空隔热板及制造方法，包括芯材、以及由不透气性薄膜制成的外包覆材料，所述芯材包括两块由低导热系数纸纤维板制成的上、下面板，所述上、下面板之间夹有纸芯，所述纸芯中设有多个方形、圆形或多边形空腔，所述纸芯采用低导热系数的高强度纸纤维板制成；所述上、下面板上开有与所述空腔一一对应的透气小孔。本实用新型的优点在于由于使用的芯材材料成本低廉，制作简单，使该真空隔热板材的价格远远低于目前的真空隔热板价格，合理设计的空间结构使其有足够的支撑强度同时其保温性能远优于目前的真空隔热板材，可大量应用于所有需要在中低温度段进行保温的产品上，对国家的节能环保政策的实施起到极大推进作用。
文档编号F16L59/065GK202171097SQ201120051709
公开日2012年3月21日 申请日期2011年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者许发芝, 高家碧 申请人:许发芝, 高家碧