真空絕熱板保溫材料的應(yīng)用研究
一、真空絕熱板的概述
1、發(fā)展概況
真空絕熱板是將隔熱性能良好的芯材裝入隔氣結(jié)構(gòu)中,抽真空后再密封起來(lái)形成的板材。VIP板的研發(fā)始于上個(gè)世紀(jì)五十年代,至今已有近六十余年的歷史,起初用粉狀二氧化硅做芯材,七十年代開(kāi)始使用開(kāi)孔泡沫塑料。九十年代以后歐美許多大公司先后開(kāi)展了VIP板的研究,取得了豐富的科研成果。現(xiàn)在VIP板在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)廣泛應(yīng)用于冰箱,冰柜,冷庫(kù),冷藏車(chē),冷藏集裝箱,醫(yī)用保溫箱,墻體保溫等領(lǐng)域,如在日本70%以上的家用冰箱保溫層使用了VIP板,在歐美VIP板已廣泛應(yīng)用在冷凍車(chē)船的運(yùn)輸保溫箱中。
二、真空絕熱板應(yīng)用研究
1、保溫效果
為了確切評(píng)估真空絕熱板隔熱效果,我們專(zhuān)門(mén)制作一套模具來(lái)成型方箱,比較真空絕熱板與常用保溫材料硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的保溫性能。
兩個(gè)箱子尺寸完全相同,其中外形尺寸40cm*40cm*44cm,保溫層壁厚4cm,箱體蓋子壁厚7cm,其中一個(gè)為純PU發(fā)泡,另外一個(gè)內(nèi)壁鑲嵌厚度為1cm的VIP板再PU發(fā)泡。實(shí)驗(yàn)時(shí)兩個(gè)箱子裝有完全一樣的冷源。將箱子放在恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī)內(nèi),設(shè)定試驗(yàn)機(jī)溫度為40℃,現(xiàn)對(duì)濕度為50%,然后測(cè)得箱內(nèi)溫度連續(xù)變化曲線(xiàn)如下:
(1)48小時(shí)觀(guān)測(cè)期間內(nèi),用了VIP板的箱子冷卻速度比純PU的箱子快,且箱內(nèi)最低平衡溫度比純PU的低很多,這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中箱子使用了VIP板,能夠大大地提升降溫速度縮減作業(yè)等待時(shí)間,且達(dá)到同樣的保溫效果,使用的冷源遠(yuǎn)比沒(méi)有使用VIP板的少。
(2)使用了VIP板的箱子回溫速度比純PU的箱子慢,這說(shuō)明使用了VIP板后能夠延長(zhǎng)保冷時(shí)間。
因此,使用VIP板加快冷卻速度,減少作業(yè)等待時(shí)間;降低回溫速度,延長(zhǎng)保冷時(shí)間;保證相同保溫效果前提下,能夠大大地降低能耗。
國(guó)外許多大公司不斷開(kāi)發(fā)VIP板產(chǎn)品,提升VIP板品質(zhì)的同時(shí),還進(jìn)行了大量深入應(yīng)用研究。如陶氏化學(xué)公司曾做過(guò)如下實(shí)驗(yàn),定量分析了使用VIP板帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效果。
2、應(yīng)用工藝
盡管VIP板有出色的絕熱保溫性能,但由于其本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)工藝等因素影響,VIP板在實(shí)際應(yīng)用有以下特點(diǎn)。
(1)VIP板結(jié)構(gòu)較為特殊,應(yīng)用過(guò)程中不能切割加工成各種規(guī)格和形狀,只能根據(jù)應(yīng)用情況事前就確定好產(chǎn)品的規(guī)格和尺寸
(2)VIP板隔氣結(jié)構(gòu)通常采用多層聚酯基薄膜,容易刮花破損,故VIP板實(shí)際應(yīng)用中通常需要外加防護(hù)裝置;
(3)VIP板阻隔薄膜強(qiáng)烈拉伸后,薄膜容易變薄產(chǎn)生氣孔,或者損壞密封邊,故VIP板通常不能折彎或者使用在曲率半徑太小的曲面上;
(4)VIP板板邊緣通常不是很平整,因此板與板拼接時(shí)有較大的間隙,故VIP板常常作為嵌板和常規(guī)的絕熱材料如硬質(zhì)聚氨酯發(fā)泡配合使用,才能填補(bǔ)拼接縫隙防止漏熱;
(5)由于生產(chǎn)設(shè)備限制,目前國(guó)內(nèi)VIP板成品面積一般在2 以?xún)?nèi),應(yīng)用到冷庫(kù)、冷藏集裝箱、墻體等壁面較大的情況下,常需要連接件來(lái)聯(lián)結(jié)成大平面;
針對(duì)VIP板上述缺陷,實(shí)際應(yīng)用中必須采取相應(yīng)的防護(hù)措施來(lái)解決:
(1)將VIP板用粘膠劑粘貼在冷藏保溫箱隔熱空間的內(nèi)側(cè)或者外側(cè),然后澆注聚氨酯原液到隔熱空間內(nèi)整體發(fā)泡,泡沫填充保溫腔內(nèi)的每個(gè)空間,同時(shí)緊緊包裹VIP板。
(2)將VIP板安放在矩形盒模內(nèi),注入聚氨酯原液發(fā)泡成型,這樣的話(huà),聚氨酯泡沫就緊緊地包裹在VIP板的周?chē)_(kāi)模后形成了聚氨酯與VIP板的塊狀復(fù)合板;