一种真空隔热板芯材的生产工艺的制作方法

技术领域：

本发明涉及真空隔热板芯材领域，具体地说是一种真空隔热板芯材的生产工艺。

背景技术：
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真空隔热板（简称vip）是一种新型的保温绝热材料，具有导热系数低，绝热保温效果好，节能、低碳、环保、安全等多项优点，是由填充芯材与真空保护表层复合而成，因此真空隔热板芯材作为填充芯材，其原料的绝热性能要求极高，故以气相二氧化硅或以玻璃纤维作为生产真空隔热板芯材的原料，利用气相二氧化硅粉形成的多孔状结构，气孔内的空气分子就会失去自由流动的能力，相对附着在气孔壁上，使热传导的能力下降到接近最低极限，起到阻隔绝热的作用，然而气相二氧化硅的高成本是阻止真空隔热板广泛使用的最重要因素；而玻璃纤维具有耐热性强、耐腐蚀性好、机械强度高等优点，但是玻璃纤维的缺点是内部间隙较大，需要添加吸气剂，单独以玻璃纤维为主要原料，其使用寿命大概为15年左右，对于真空隔热板芯材而言，其使用寿命较短。

其次，真空隔热板芯材按传统的搅拌、压制的生产工艺，存在如下缺陷：1、原料在干式搅拌过程中粉末搅拌不彻底，真空隔热板芯材在生产制作过程中，混合物之间相容性差，无法均匀分数，经压制后制得的真空隔热板芯材无法形成较高孔隙率以及气孔的均匀性，致使无法得到低导热系数的板芯材；2、压制粉末时，轴向压力施压于粉末体，轴向压制压力一般为0.5mpa-0.8mpa，模具侧壁对压坯侧面形成侧压力，压坯的混合材料固化过程中产生的内应力在脱模释放后易引起回弹或翘曲，影响真空隔热板芯材的结构强度。

技术实现要素：
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本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种真空隔热板芯材的生产工艺，通过原料的比例配置，经过充分搅拌以及真空压制，降低生产成本，形成低导热系数以及高强度的真空隔热板芯材。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种真空隔热板芯材的生产工艺，包括：

s1、配备原料：以重量份数计，选取60%-90%的气相二氧化硅粉、20%-40%的遮光剂以及2%-10%的玻璃纤维粉；

s2、搅拌：采用专用的搅拌装置搅拌，搅拌速度为600r/min-800r/min，搅拌装置包括搅拌筒，搅拌筒的底部具有第一搅拌组件，搅拌筒的两侧均具有第二搅拌组件，使搅拌装置内的原料在搅拌过程中由下至上产生涡流，混合后的原料向两侧的第二搅拌组件流动，不断循环搅拌，得到混合粉末；

s3、真空压制：

a、真空挤压，将步骤s2中制得的混合粉末放入模具中，进行真空抽压；

b、压制，将抽压完毕后的模具放置在压板机上，压板机的上模向模具内的粉末向下压制，压制压力为0.2mpa-0.4mpa，使模具内的粉末压制形成真空隔热板芯材；

s4、脱模，取真空隔热板芯材进行切割包装。

本发明的进一步改进在于：步骤s3中的真空挤压，具体步骤如下：将矩形状的模具的底面以及侧面刷上胶层，将毛毡涂覆在模具的底面以及侧面形成毛毡层，在毛毡层的外部刷上胶层再涂覆玻璃纤维布，将步骤s2中制得的混合粉末导入模具内，在模具的上端面用脱模布盖上，并在脱模布上通过刷胶层涂覆导流网，在导流网上放置真空管，然后再导流网上通过刷胶层涂覆真空橡胶布，脱模布、导流网与真空橡胶布的侧端面均向模具的侧端面延伸，真空管的一端置于真空橡胶布内，真空管的另一端连接真空泵，真空泵对模具内的粉末进行真空抽压。

本发明的进一步改进在于：搅拌装置还包括置于搅拌筒下方的支架，第一搅拌组件包括固定在支架上的第一电机，第一电机的电机轴竖向贯穿支架至搅拌筒的内部，且第一电机的电机轴置于搅拌筒内部的一端固定连接有第一搅拌刀头，第一搅拌刀头包括固定设置在电机轴的一端的圆盘，圆盘水平设置，且圆盘的边缘处固定连接有多个倾斜于圆盘垂直面设置的第一搅拌片，多个第一搅拌片的呈等圆周分布，第一搅拌片为镰刀状结构；

第二搅拌组件包括置于支架上的电机箱以及置于电机箱内的第二电机，第二电机的电机轴通过齿轮组连接有多个第二搅拌刀头，多个第二搅拌刀头错位设置在搅拌筒内，第二搅拌刀头包括水平贯穿电机箱和搅拌筒侧壁的转动杆，转动杆置于搅拌筒内的一端上依次连接有第二搅拌片、第三搅拌片、第四搅拌片。

本发明的进一步改进在于：第二搅拌片包括与第二电机的一端垂直连接的连接部a以及分别置于连接部a两侧的倾斜部a，倾斜部a的外侧端连接有连接部b，倾斜部a向第二电机方向扩散倾斜，第三搅拌片的中心与连接部a的中心固定连接且第三搅拌片的延伸方向垂直于连接部a的延伸方向，第四搅拌片包括与第三搅拌片的中心垂直连接的连接部c以及分别置于连接部c两侧的倾斜部b，倾斜部b的外侧端连接有连接部d，倾斜部b向着背离第二电机方向扩散倾斜，连接部c与连接部a对应设置。

本发明的进一步改进在于：第二搅拌片、第三搅拌片与第四搅拌片的宽度逐步递减。

本发明的进一步改进在于：齿轮组包括置于转动杆一端上的第一齿轮，第一齿轮置于电机箱内并靠近电机箱的侧壁设置，第二电机的电机轴上套设有第二齿轮，多个第一齿轮环绕置于第二齿轮的外圆周且第一齿轮与第二齿轮相互啮合。

本发明的进一步改进在于：转动杆贯穿电机箱与搅拌筒的外圆周上均套设有轴承，轴承与对应的电机箱、搅拌筒固定连接。

本发明的进一步改进在于：搅拌筒的上端具有密封盖，密封盖的中心具有入料口，搅拌筒的下侧具有向下倾斜的下料口。

本发明的进一步改进在于：步骤s4中制得的真空隔热板芯材的导热系数为0.01w/mk-0.016w/mk，所述真空隔热板芯材的孔隙率为92%-96%，抗压强度为680kpa-750kpa。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过原料的比例配置，经过充分搅拌以及真空压制，降低生产成本，形成低导热系数以及高强度的真空隔热板芯材，导热系数为0.01w/mk-0.016w/mk，孔隙率为92%-96%，抗压强度为680kpa-750kpa。

2、搅拌装置通过设置特殊的第一搅拌刀头、第二搅拌刀头的结构，使由上至下落入的原料，在第一搅拌刀头的高速水平搅拌下，形成向上的涡流，形成涡流的原料向侧边的第二搅拌刀头流动，第二搅拌刀头竖向搅拌，对粉末团体产生巨大的剪切力，可使原料分散细腻均匀，保证原料在后期压制成真空隔热板芯材时的高孔隙率、低孔径以及气孔的均匀性，从而大大降低真空隔热板芯材的导热系数。

3、先真空挤压再进行压制，使原料使用量少，原料成本低，真空压制的板芯材导热系数更低。粉末在松散状态表面不规则，直接压制会使粉末彼此之间具有较大摩擦，会使颗粒之间相互搭架而产生拱桥孔，压制后的压坯气孔无法实现低孔径以及均匀性，而先真空挤压再压制的工艺步骤，相对避免粉末颗粒之间的摩擦，保证原料压制成真空隔热板芯材时的高孔隙率、低孔径以及气孔的均匀性。

附图说明：

图1为本发明一种用于真空隔热板芯材的生产工艺的搅拌装置的结构示意图。

图2为本发明一种用于真空隔热板芯材的生产工艺的步骤s3中模具在真空挤压状态下的结构示意图。

图3为本发明一种用于真空隔热板芯材的生产工艺的搅拌装置的第一搅拌刀头的结构示意图。

图4为本发明一种用于真空隔热板芯材的生产工艺的搅拌装置的第二搅拌刀头的结构示意图。

图5为本发明一种用于真空隔热板芯材的生产工艺的搅拌装置的第二搅拌刀头的连接示意图。

图6为图1的a-a向剖视图。

图中标号：

1-搅拌筒、2-支架、3-第一搅拌组件、4-第二搅拌组件、6-密封盖、7-入料口、8-下料口、9-模具、10-毛毡层、11-玻璃纤维布、12-脱膜布、13-导流网、14-真空管、15-真空橡胶布、16-真空泵、17-混合粉末；

31-第一电机、32-第一搅拌刀头、321-圆盘、322-第一搅拌片；

41-电机箱、42-第二电机、43-齿轮组、44-第二搅拌刀头、45-转动杆、46-第二搅拌片、47-第三搅拌片、48-第四搅拌片、49-轴承；

431-第一齿轮、432-第二齿轮；

461-连接部a、462-倾斜部a、463-连接部b；

481-连接部c、482-倾斜部b、483-连接部d。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本实施例一种真空隔热板芯材的生产工艺，包括：

s1、配备原料：以重量份数计，选取60%-90%的气相二氧化硅粉、20%-40%的遮光剂以及2%-10%的玻璃纤维粉；

s2、搅拌：采用专用的搅拌装置搅拌，搅拌速度为600r/min-800r/min，搅拌装置包括搅拌筒1，搅拌筒1的底部具有第一搅拌组件3，搅拌筒1的两侧均具有第二搅拌组件4，使搅拌装置内的原料在搅拌过程中由下至上产生涡流，混合后的原料向两侧的第二搅拌组件4流动，不断循环搅拌，得到混合粉末17；

s3、真空压制：

a、真空挤压，将步骤s2中制得的混合粉末17放入模具9中，进行真空抽压；

b、压制，将抽压完毕后的模具9放置在压板机上，压板机的上模向模具9内的粉末向下压制，压制压力为0.2mpa-0.4mpa，使模具9内的粉末压制形成真空隔热板芯材；

s4、脱模，取真空隔热板芯材进行切割包装。

进一步的，步骤s3中的真空挤压，具体步骤如下：将矩形状的模具9的底面以及侧面刷上胶层，将毛毡涂覆在模具9的底面以及侧面形成毛毡层10，在毛毡层10的外部刷上胶层再涂覆玻璃纤维布11，将步骤s2中制得的混合粉末导入模具9内，在模具9的上端面用脱模布12盖上，并在脱模布12上通过刷胶层涂覆导流网13，在导流网13上放置真空管14，然后再导流网13上通过刷胶层涂覆真空橡胶布15，脱模布12、导流网13与真空橡胶布15的侧端面均向模具9的侧端面延伸，真空管14的一端置于真空橡胶布15内，真空管14的另一端连接真空泵16，真空泵16对模具9内的粉末进行真空抽压。

本发明通过原料的比例配置，经过充分搅拌以及真空压制，降低生产成本，形成低导热系数以及高强度的真空隔热板芯材，遮光剂的设置来增强真空隔热板芯材对高温红外线的辐射的抵抗。步骤s4中制得的真空隔热板芯材的导热系数为0.01w/mk-0.016w/mk，所述真空隔热板芯材的孔隙率为92%-96%，抗压强度为680kpa-750kpa。

搅拌装置通过设置特殊的第一搅拌组件3、第二搅拌组件4的结构，使由上至下落入的原料，在第一搅拌组件3的高速水平搅拌下，形成向上的涡流，形成涡流的原料向侧边的第二搅拌组件4流动，第二搅拌组件4竖向搅拌，对粉末团体产生巨大的剪切力，可使原料分散细腻均匀，保证原料在后期压制成真空隔热板芯材时的高孔隙率、低孔径以及气孔的均匀性，从而大大降低真空隔热板芯材的导热系数。

采用先真空挤压再进行压制的步骤，使原料使用量少，原料成本低，真空压制的板芯材导热系数更低。粉末在松散状态表面不规则，直接压制会使粉末彼此之间具有较大摩擦，会使颗粒之间相互搭架而产生拱桥孔，压制后的压坯气孔无法实现低孔径以及均匀性，而先真空挤压再压制的工艺步骤，相对避免粉末颗粒之间的摩擦，保证原料压制成真空隔热板芯材时的高孔隙率、低孔径以及气孔的均匀性。

其次，先真空挤压粉末再在压制压力为0.2mpa-0.4mpa下进行压制，本发明中真空压制压力小于直接压制的压力，真空挤压的过程中有效隔绝模具9与压坯之间的相互压力，避免压坯的混合材料固化过程中产生的内应力在脱模释放后易引起回弹或翘曲，保证真空隔热板芯材的结构强度，使其抗压强度达680kpa-750kpa，同时降低了压坯对模具9的挤压力，毛毡层10、玻璃纤维布11的设置对模具9起到保护的作用，避免长期压制使用过程中发生形变从而影响了真空隔热板芯材的成型尺寸，脱模布12的设置不仅有效隔绝模具9与压坯之间的相互压力，也便于脱模，导流网13的设置便于模具9内的气体排出形成真空腔室。

进一步的，如图1所示，搅拌装置还包括置于搅拌筒1下方的支架2，第一搅拌组件3包括固定在支架2上的第一电机31，第一电机31的电机轴竖向贯穿支架2至搅拌筒1的内部，且第一电机31的电机轴置于搅拌筒1内部的一端固定连接有第一搅拌刀头32，如图3所示，第一搅拌刀头32包括固定设置在电机轴的一端的圆盘321，圆盘321水平设置，且圆盘321的边缘处固定连接有多个倾斜于圆盘321垂直面设置的第一搅拌片322，多个第一搅拌片322的呈等圆周分布，第一搅拌片322为镰刀状结构；

第二搅拌组件4包括置于支架2上的电机箱41以及置于电机箱41内的第二电机42，第二电机42的电机轴通过齿轮组43连接有多个第二搅拌刀头44，多个第二搅拌刀头44错位设置在搅拌筒1内，如图4所示，第二搅拌刀头44包括水平贯穿电机箱41和搅拌筒1侧壁的转动杆45，转动杆45置于搅拌筒1内的一端上依次连接有第二搅拌片46、第三搅拌片47、第四搅拌片48。

进一步的，第二搅拌片46包括与第二电机42的一端垂直连接的连接部a461以及分别置于连接部a461两侧的倾斜部a462，倾斜部a462的外侧端连接有连接部b463，倾斜部a462向第二电机42方向扩散倾斜，第三搅拌片47的中心与连接部a461的中心固定连接且第三搅拌片47的延伸方向垂直于连接部a461的延伸方向，第四搅拌片48包括与第三搅拌片47的中心垂直连接的连接部c481以及分别置于连接部c481两侧的倾斜部b482，倾斜部b482的外侧端连接有连接部d483，倾斜部b482向着背离第二电机42方向扩散倾斜，连接部c481与连接部a461对应设置。

进一步的，第二搅拌片46、第三搅拌片47与第四搅拌片48的宽度逐步递减。

第一搅拌刀头32特殊的结构，对原料搅拌时产生向上涡流，经竖向搅拌后，可对原料产生巨大剪切力；第二搅拌刀头44特殊的结构，进一步提高了剪切力，同时错位设置的第二搅拌刀头44，以及第二搅拌片46、第三搅拌片47、第四搅拌片48的分层结构，提高了单位数量粉末的搅拌接触面积，使搅拌彻底细腻均匀。

进一步的，如图所示，齿轮组43包括置于转动杆45一端上的第一齿轮431，第一齿轮431置于电机箱41内并靠近电机箱41的侧壁设置，第二电机42的电机轴上套设有第二齿轮432，多个第一齿轮431环绕置于所述第二齿轮432的外圆周且第一齿轮431与第二齿轮432相互啮合。

多个第二搅拌刀头44通过齿轮组43实现同步转动，通过金属齿轮传递动力，转矩成倍增加，运行状况稳定，噪声低。

进一步的，如图5所示，转动杆45贯穿电机箱41与搅拌筒1的外圆周上均套设有轴承49，轴承49与对应的电机箱41、搅拌筒1固定连接，轴承49的设置起到提高转动灵活性的作用。

进一步的，搅拌筒1的上端具有密封盖6，密封盖6的中心具有入料口7，搅拌筒1的下侧具有向下倾斜的下料口8。搅拌筒1的下侧具有向下倾斜的下料口8，密封盖6的设置可采用传统的盖体与筒体的螺纹连接后密封圈密封方式，结构简单。

实施例1

一种真空隔热板芯材的生产工艺，包括：

s1、配备原料：以重量份数计，选取60%的气相二氧化硅粉、20%的遮光剂以及2%的玻璃纤维粉；

s2、搅拌：采用专用的搅拌装置搅拌，搅拌速度为600r/min，搅拌装置包括搅拌筒1，搅拌筒1的底部具有第一搅拌组件3，搅拌筒1的两侧均具有第二搅拌组件4，使搅拌装置内的原料在搅拌过程中由下至上产生涡流，混合后的原料向两侧的第二搅拌组件4流动，不断循环搅拌，得到混合粉末17；

s3、真空压制：

a、进行真空挤压，将矩形状的模具9的底面以及侧面刷上胶层，将毛毡涂覆在模具9的底面以及侧面形成毛毡层10，在毛毡层10的外部刷上胶层再涂覆玻璃纤维布11，将步骤s2中制得的混合粉末导入模具9内，在模具9的上端面用脱模布12盖上，并在脱模布12上通过刷胶层涂覆导流网13，在导流网13上放置真空管14，然后再导流网13上通过刷胶层涂覆真空橡胶布15，脱模布12、导流网13与真空橡胶布15的侧端面均向模具9的侧端面延伸，真空管14的一端置于真空橡胶布15内，真空管14的另一端连接真空泵16，真空泵16对模具9内的粉末进行真空抽压；

b、压制，将抽压完毕后的模具9放置在压板机上，压板机的上模向模具9内的粉末向下压制，压制压力为0.2mp,使模具9内的粉末压制形成真空隔热板芯材；

s4、脱模，取真空隔热板芯材进行切割包装。

实施例2

具体实施方式如实施例1大体一致，不同的在于：步骤s1中配备原料，以重量份数计，选取8%的气相二氧化硅粉、340%的遮光剂以及8%的玻璃纤维粉；步骤s2中搅拌速度为700r/min；步骤s3中，压制压力为0.3mpa。

实施例3

具体实施方式如实施例1大体一致，不同的在于：步骤s1中配备原料，以重量份数计，90%的气相二氧化硅粉、40%的遮光剂以及10%的玻璃纤维粉；步骤s2中搅拌速度为800r/min；步骤s3中，压制压力为0.4mpa。

实施例1制得的真空隔热板芯材的导热系数达0.016w/mk，孔隙率为92%，抗压强度为680kpa；实施例2制得的真空隔热板芯材的导热系数达0.01w/mk，孔隙率为95%，抗压强度为720kpa；实施例3制得的真空隔热板芯材的导热系数达0.014w/mk，所述真空隔热板芯材的孔隙率为95%，抗压强度为700kpa，实施例2为最佳实施方案。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。