[发明专利]一种建筑墙体用真空绝热板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种用于建筑墙体保温的真空绝热板的制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，人们对建筑的需求也越来越高。21世纪是能量消耗的非常大的发展时期，建筑行业的高能耗问题也日趋凸显。2010年，我国建筑使用的能耗约占全国社会终端总能耗的28％，预测20年后，我国建筑能耗占全国社会总能耗的比例将会上升到35％。建筑环境的能耗主要取决于使用于建筑的保温材料，GB50189-2005规定对于体形系数0.3＜体形系数≤0.4的屋面，其传热系数≤0.30，对于传统保温材料，如发泡混凝土(λ＝70mW/m·K)，其厚度要达到230mm以上。因此，开发一种导热系数更低的保温材料迫在眉头。

在真空条件下，任何材料都可能会产生特殊的性能。真空绝热板是一种利用真空环境降低气体传热的一种高效保温绝热材料，其导热系数低于11.5mW/m·K。2005年IEA/ECBCSAnnex 39对芯材为气相二氧化硅的真空绝热板进行了研究并尝试应用于建筑行业。然而其芯材价格的高昂限制了其应用于国内市场。中国专利200420053407.2发明了二氧化硅气凝胶和玻璃纤维复合为芯材制备的真空绝热板，但二氧化硅气凝胶的成本较高，不宜应用于建筑墙体。中国专利201120061002.3公开了金属薄膜和玻璃纤维芯板应用于建筑墙体的真空绝热板，但玻璃纤维对真空度要求过高，服役寿命还需要进一步研究。本专利提出使用导热系数较低的硅质粉体材料与纤维质材料复合，通过模具压制工艺制备成绝热芯材，然后将绝热芯材用多层结构的膜材包裹，低压下进行热封得到真空绝热板。真空封装后的板材强度大、保温效果好、成本低，可应用于建筑墙体保温。

发明内容

为了解决上述真空绝热板的局限性，本发明公开了一种建筑墙体用真空绝热板及其制备方法。

本发明的技术方案：一种建筑墙体用真空绝热板，包括绝热芯材和包裹绝热芯材的膜材，绝热芯材由硅质粉体材料与短切纤维复合，所述的硅质粉体材料由两种尺度纳米级二氧化硅复合而成。所述的两种尺度纳米级二氧化硅的比表面积介于10-400m²/g，所述的短切纤维长度小于10mm，直径小于20μm。

所述的两种尺度纳米级二氧化硅中的一种为气相二氧化硅，另一种为硅灰。

所述气相二氧化硅的比表面积为100-400m²/g，松散堆积密度为40-60kg/m³，粒径为7-40nm，所述的硅灰的比表面积为10-20m²/g，松散堆积密度200-300kg/m³，粒径为100-225nm。

所述的短切纤维为聚丙烯纤维、玻璃纤维或植物纤维中的任意一种或任意几种的混合。

所述包裹绝热芯材的膜材为多层聚合物膜、铝箔膜或聚合物与铝箔复合膜中的任意一种。

为施工方便，所述膜材最外层可以包覆一层玻璃纤维网格布。

制备所述真空绝热板的方法，将原料混合均匀后装入模具中压制成型，然后取出成型的芯材干燥至恒重后放入由膜材预先制备的袋子中，低压下进行热封得到真空绝热板。

压制成型过程中使用的荷载为0.1～1MPa。

压制成型过程中使用的荷载优选为0.3-0.5MPa。

有益效果：

1.所采用的气相二氧化硅和硅灰均是无机不燃材料。其中气相二氧化硅非真空状态下的导热系数为20mW/m·K，导热系数低，极限真空压力高，对真空度的要求不太高；硅灰粉体的松散堆积密度为200-300kg/m³，导热系数为40mW/m·K，导热系数低，成本低。

2.所选用的气相二氧化硅和硅灰均是纳米材料，其中的气相二氧化硅的比表面积为100-400m²/g，松散堆积容重为40-60kg/m³，粒径为7-40nm，该材料吸水性强，温度为23℃，湿度为50％，每千克材料可吸收水蒸气高达0.03kg；硅灰的比表面积为10-20m²/g，松散堆积密度为200-300kg/m³，粒径为100-225nm。两种纳米材料成型后制备成芯材的孔径与空气分子的平均自由程是一个量级，降低了气体的传热。

3.采用模压成型，绝热芯材的容重可以得到人工很好地控制。

4.采用纤维质材料掺加到硅质粉体材料中，可以有效的提高材料的强度，有利于芯材的成型。