本發(fā)明屬于保溫材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型鋁箔氣囊保溫層及其制備方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)傳熱機理，傳熱的方式主要有三種：傳導(dǎo)、對流和輻射。直接接觸的分子之間會產(chǎn)生熱傳導(dǎo)，為了抑制熱傳導(dǎo)，常用的方法是選用本身熱導(dǎo)率低的材料；溫差導(dǎo)致流體的自然流動，流體運動即產(chǎn)生對流，為了抑制對流，有效地方法是制造真空空間，維持一個低的氣壓壓強，減少氣體分子的碰撞，或是制造單獨的空間，分隔氣體，避免直接的對流；而第三種傳熱方式輻射，在傳播能量時不依賴于介質(zhì)，卻會與材料本身發(fā)生熱交換，為了抑制熱輻射，有效的方法是增加金屬箔障礙層，對輻射熱能進行反射。
黑體技術(shù)是增加封閉環(huán)境保溫性能的另一條途徑，其機理是：黑體在封閉環(huán)境內(nèi)，對封閉環(huán)境內(nèi)的熱量，進行吸收、聚集和輻射，形成一個持續(xù)不斷的動態(tài)放熱過程，實現(xiàn)封閉環(huán)境內(nèi)溫度變化波動小，保溫性能強的效果。
市場上常見的一種鋁箔氣囊保溫層，它的結(jié)構(gòu)中，鋁箔層能反射熱輻射能，氣囊層則利用分隔氣體的原理，避免了直接的對流換熱，由于氣囊內(nèi)的封閉空氣本身熱導(dǎo)率就低，所以整體上鋁箔氣囊保溫層是一種全方位保溫隔熱的高效保溫材料，而且相比于纖維類保溫材料還具有不懼潮濕的優(yōu)點?？紤]到所需保溫的環(huán)境是一個相對封閉的空間，黑體技術(shù)就成為了進一步提升保溫性能的可選方案。同時鋁箔氣囊保溫層本身為鋁箔和聚乙烯吹制氣囊粘結(jié)復(fù)合而成，外表面的鋁箔抗氧化性能和耐磨損性能較差，容易造成表面的破壞，聚乙烯氣囊在長期高溫下也有老化的風(fēng)險。
授權(quán)公告號為CN 202088570 U的中國專利，公開了一種新型隔熱材料，以玻璃纖維層為中間基礎(chǔ)層，上表面附結(jié)第一阻燃?xì)馀輰?，下表面附結(jié)第二阻燃?xì)馀輰?，然后在第一阻燃?xì)馀輰雍偷诙枞細(xì)馀輰油獗砻娓浇Y(jié)鋁膜層。所述的新型隔熱材料利用了鋁膜強反射能力和聚乙烯氣泡層強保溫能力，具有高保溫隔熱性能，但是該新型隔熱材料需要在高溫環(huán)境下工作，普通聚乙烯的高溫穩(wěn)定性不夠，容易老化，鋁膜也容易被腐蝕。
申請公布號CN 103672300A的中國專利，公開了一種新型絕熱保冷材料，以阻燃改性PVCCaCO3為中間基礎(chǔ)層，上表面附結(jié)第一復(fù)合鋁箔絕熱反射層，下表面附結(jié)高柔軟高彈性吸音泡棉。該新型絕熱保冷材料結(jié)構(gòu)簡單，保溫隔熱性能優(yōu)良，但是PVC的熱穩(wěn)定很差，不能適應(yīng)多變的溫度環(huán)境。
考慮到現(xiàn)有鋁箔氣囊保溫層使用環(huán)境多為高溫，且溫度環(huán)境多變，使用壽命受到極大損害，且保溫要求日趨嚴(yán)苛，發(fā)明一種抗氧化、耐磨損、穩(wěn)定性高的鋁箔氣囊保溫層是十分有益的。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種抗氧化、耐磨損、穩(wěn)定性高的鋁箔氣囊保溫層。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是：一種新型鋁箔氣囊保溫層，其特征在于：以聚乙烯囊狀氣泡層為中間基礎(chǔ)層，在中間基礎(chǔ)層上表面附結(jié)氧化鋁/鋁箔層，在中間基礎(chǔ)層下表面附結(jié)單面石墨涂層鋁箔；該新型鋁箔氣囊保溫層的總厚度約為3～16mm；其中，氧化鋁/鋁箔層與中間基礎(chǔ)層之間、中間基礎(chǔ)層與單面石墨涂層鋁箔之間通過復(fù)合膠粘劑粘結(jié)，層間剝離強度為130～180N/m，抗穿刺強度為7～12kg/cm2。
所述的聚乙烯囊狀氣泡由聚乙烯樹脂直接擠出成型，吹制時添加了一定比例的納米TiO2，氣泡直徑為4～30mm，高度為2～15mm，氣泡高度約為氣泡直徑的20％～50％，氣泡壁厚度為0.1～0.3mm；囊狀氣泡內(nèi)填充氮氣，氮氣體積占?xì)馀菘傮w積的70％～95％。
所述的氧化鋁/鋁箔層厚度為0.01～0.3mm，氧化鋁是通過直接在鋁箔背面通過陽極氧化得到，氧化膜的厚度為20～60μm，鋁箔正面與中間基礎(chǔ)層通過復(fù)合膠粘劑粘結(jié)。
所述的單面石墨涂層鋁箔厚度為0.12～0.5mm；其中，鋁箔的厚度為0.1～0.3mm，石墨涂層中的石墨粉體平均粒徑為3～6μm，所用溶劑為無機硅水基涂料，比例為每100ml溶劑中加入16～30g石墨粉，石墨涂層的厚度為0.02～0.2mm；單面石墨涂層鋁箔的鋁箔裸露一面與中間基礎(chǔ)層通過復(fù)合膠粘劑粘結(jié)。
所述的復(fù)合膠粘劑以醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯為主要單體，加入少量丙烯酸進行共聚改性而制成。
該新型鋁箔氣囊保溫層的制備方法：
(1)將無機硅水基涂料和石墨粉按每100ml溶劑16～30g石墨粉的比例混合，并加入少量鋅粉促進混合均勻，將制取的石墨涂料均勻涂覆在鋁箔背面，控制石墨涂層的厚度為0.02～0.2mm，在45～65℃下干燥2h；
(2)取另一塊一面有厚度為20～60μm氧化膜的鋁箔，用60～70℃的pH＝9～10脫脂液對無氧化膜一側(cè)進行擦拭除油，隨后用濃度為100～140g/L的硫酸進行中和并水洗；
(3)向(1)中得到的單面石墨涂層鋁箔和(2)中得到的氧化鋁/鋁箔層的鋁箔裸露一側(cè)淋膜復(fù)合膠粘劑，將添加了一定比例納米TiO2的聚乙烯樹脂吹制成囊狀氣泡，同時將氧化鋁/鋁箔層覆壓在氣泡層上表面，將單面石墨涂層鋁箔覆壓在氣泡層下表面，常溫常壓干燥。
本發(fā)明所具有的有益效果是：①表面致密的氧化膜層能提高保溫層整體對外界不良因素的抵抗能力，相比于單一的鋁箔還能提高保溫性能；②在聚乙烯樹脂中加入納米TiO2能提高氣囊的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，增強抗老化能力；③復(fù)合結(jié)構(gòu)的保溫層從抑制傳導(dǎo)、對流和輻射三個傳熱方式入手，保溫性能優(yōu)良；④運用黑體技術(shù)，進一步增強保溫性能，同時減少溫差波動。
附圖說明
圖1是一種新型鋁箔氣囊保溫層的示意圖。
圖示中10為氧化鋁膜層，20為鋁箔，30為鋁箔，40為石墨涂層，50為囊狀氣泡層，60為填充氮氣。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定。
實施例
一種新型鋁箔氣囊保溫層，其特征在于：以聚乙烯囊狀氣泡層為中間基礎(chǔ)層，在中間基礎(chǔ)層上表面附結(jié)氧化鋁/鋁箔層，在中間基礎(chǔ)層下表面附結(jié)單面石墨涂層鋁箔；該新型鋁箔氣囊保溫層的總厚度約為5mm；其中，氧化鋁/鋁箔層與中間基礎(chǔ)層之間、中間基礎(chǔ)層與單面石墨涂層鋁箔之間通過復(fù)合膠粘劑粘結(jié)，層間剝離強度可達(dá)150N/m，抗穿刺強度可達(dá)10kg/cm2。
聚乙烯囊狀氣泡由聚乙烯樹脂直接擠出成型，吹制時添加了一定比例的納米TiO2，氣泡直徑為8mm，高度為4mm，氣泡壁厚度為0.2mm；囊狀氣泡內(nèi)填充氮氣，氮氣體積占?xì)馀菘傮w積的88％。
氧化鋁/鋁箔層厚度為0.2mm，氧化鋁是通過直接在鋁箔背面通過陽極氧化得到，氧化膜的厚度為50μm，鋁箔正面與中間基礎(chǔ)層通過復(fù)合膠粘劑粘結(jié)。
單面石墨涂層鋁箔厚度為0.5mm；其中，鋁箔的厚度為0.2mm，石墨涂層中的石墨粉體平均粒徑為5μm，所用溶劑為無機硅水基涂料，比例為每100ml溶劑中加入20g石墨粉，石墨涂層的厚度為0.3mm；單面石墨涂層鋁箔的鋁箔裸露一面與中間基礎(chǔ)層通過復(fù)合膠粘劑粘結(jié)。
復(fù)合膠粘劑以醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯為主要單體，加入少量丙烯酸進行共聚改性而制成。
其制備過程如下：
(1)將無機硅水基涂料和石墨粉按每100ml溶劑20g石墨粉的比例混合，并加入少量鋅粉促進混合均勻，將制取的石墨涂料均勻涂覆在0.3mm的鋁箔背面，控制石墨涂層的厚度為0.2mm，在50℃下干燥2h；
(2)取另一塊一面有厚度為50μm氧化膜的厚度為0.2mm的鋁箔，用60℃的pH＝9的脫脂液對無氧化膜一側(cè)進行擦拭除油，隨后用濃度為100g/L的硫酸進行中和并水洗；
(3)向(1)中得到的單面石墨涂層鋁箔和(2)中得到的氧化鋁/鋁箔層的鋁箔裸露一側(cè)淋膜復(fù)合膠粘劑，將添加了一定比例納米TiO2的聚乙烯樹脂吹制成囊狀氣泡，并在氣泡中填充氮氣，同時將氧化鋁/鋁箔層覆壓在氣泡層上表面，將單面石墨涂層鋁箔覆壓在氣泡層下表面，常溫常壓干燥。
本實施例中的新型鋁箔氣囊保溫層厚度約為5mm，整體導(dǎo)熱系數(shù)為0.022～0.032W/(m·K)。使用時，氧化鋁膜朝外，石墨涂層朝內(nèi)，對需要保溫的空間進行包覆，占用空間少。表面致密的氧化鋁膜層可有效抑制外界不良因素對鋁箔的腐蝕，石墨涂層則是黑體，增強保溫能力，納米TiO2則增加聚乙烯囊狀氣泡的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，在100攝氏度以上的工作環(huán)境下使用壽命長達(dá)8年以上，無脫落分層現(xiàn)象。
上述僅為本發(fā)明的兩個具體實施方式，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何形式的簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。