真空绝热板保温材料的应用研究

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  一、真空绝热板的概述

  1、发展概况

  真空绝热板是将隔热性能良好的芯材装入隔气结构中,抽真空后再密封起来形成的板材。VIP板的研发始于上个世纪五十年代,至今已有近六十余年的历史,起初用粉状二氧化硅做芯材,七十年代开始使用开孔泡沫塑料。九十年代以后欧美许多大公司先后开展了VIP板的研究,取得了丰富的科研成果。现在VIP板在国内外已经广泛应用于冰箱,冰柜,冷库,冷藏车,冷藏集装箱,医用保温箱,墙体保温等领域,如在日本70%以上的家用冰箱保温层使用了VIP板,在欧美VIP板已广泛应用在冷冻车船的运输保温箱中。

  二、真空绝热板应用研究

  1、保温效果

  为了确切评估真空绝热板隔热效果,我们专门制作一套模具来成型方箱,比较真空绝热板与常用保温材料硬质聚氨酯泡沫塑料的保温性能。

  两个箱子尺寸完全相同,其中外形尺寸40cm*40cm*44cm,保温层壁厚4cm,箱体盖子壁厚7cm,其中一个为纯PU发泡,另外一个内壁镶嵌厚度为1cm的VIP板再PU发泡。实验时两个箱子装有完全一样的冷源。将箱子放在恒温恒湿试验机内,设定试验机温度为40℃,现对湿度为50%,然后测得箱内温度连续变化曲线如下:

  (1)48小时观测期间内,用了VIP板的箱子冷却速度比纯PU的箱子快,且箱内最低平衡温度比纯PU的低很多,这说明实验中箱子使用了VIP板,能够大大地提升降温速度缩减作业等待时间,且达到同样的保温效果,使用的冷源远比没有使用VIP板的少。

  (2)使用了VIP板的箱子回温速度比纯PU的箱子慢,这说明使用了VIP板后能够延长保冷时间。

  因此,使用VIP板加快冷却速度,减少作业等待时间;降低回温速度,延长保冷时间;保证相同保温效果前提下,能够大大地降低能耗。

  国外许多大公司不断开发VIP板产品,提升VIP板品质的同时,还进行了大量深入应用研究。如陶氏化学公司曾做过如下实验,定量分析了使用VIP板带来的经济效果。

  2、应用工艺

  尽管VIP板有出色的绝热保温性能,但由于其本身的结构特点和生产工艺等因素影响,VIP板在实际应用有以下特点。

  (1)VIP板结构较为特殊,应用过程中不能切割加工成各种规格和形状,只能根据应用情况事前就确定好产品的规格和尺寸

  (2)VIP板隔气结构通常采用多层聚酯基薄膜,容易刮花破损,故VIP板实际应用中通常需要外加防护装置;

  (3)VIP板阻隔薄膜强烈拉伸后,薄膜容易变薄产生气孔,或者损坏密封边,故VIP板通常不能折弯或者使用在曲率半径太小的曲面上;

  (4)VIP板板边缘通常不是很平整,因此板与板拼接时有较大的间隙,故VIP板常常作为嵌板和常规的绝热材料如硬质聚氨酯发泡配合使用,才能填补拼接缝隙防止漏热;

  (5)由于生产设备限制,目前国内VIP板成品面积一般在2 以内,应用到冷库、冷藏集装箱、墙体等壁面较大的情况下,常需要连接件来联结成大平面;

  针对VIP板上述缺陷,实际应用中必须采取相应的防护措施来解决:

  (1)将VIP板用粘胶剂粘贴在冷藏保温箱隔热空间的内侧或者外侧,然后浇注聚氨酯原液到隔热空间内整体发泡,泡沫填充保温腔内的每个空间,同时紧紧包裹VIP板。

  (2)将VIP板安放在矩形盒模内,注入聚氨酯原液发泡成型,这样的话,聚氨酯泡沫就紧紧地包裹在VIP板的周围,开模后形成了聚氨酯与VIP板的块状复合板;

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