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真空隔熱板

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VIP真空隔熱板(真空絕熱板)的高阻隔薄膜結構及性能分析

發布時間:2018-10-12 20:36:11

VIP 真空絕熱板專用高阻隔薄膜結構及性能分析
刁子軍
 
       概要:闡述了真空絕熱行業的發展現狀及前景,針對真空絕熱板專用的高阻隔薄膜的材料組成、生產工藝及性能特點作了詳細的描述及分析。
 
關鍵詞:VIP 板;真空絕熱;高阻隔薄膜;
 
一、VIP  真空絕熱板行業簡介
       Vacuum insulation panel(簡稱 VIP)真空絕熱板,是近年開發的真空保溫材料中的一種,是由填充芯材與真空保護表層復合而成,它有效地避免空氣對流引起的熱傳遞,因此導熱系數可大幅度降低,小于 0.004w/m.k,并且不含有任何 OD 材料,具有環保和高效節能的特性,是目前世界上最先進的高效保溫材料。 同其它材料相比,VIP 真空絕熱板以其極低的導熱系數,在保溫技術要求相同時有保溫層厚度薄、體積小、重量輕的優點,適用于節能要求較高的產品,有較大技術經濟意義。主要用于保溫絕熱,如冰箱、深冷冰柜、電熱水器、自動販賣機、冷凍箱、冷藏集裝箱、建筑墻體保溫和 LNG 儲運等。冰箱采用 VIP 隔熱:可以節能 10%~30%,并且增加有效容積 20%-30%。采用 VIP 隔熱,除了經濟意義外,還有冰箱重量輕,體積小的優點。冰箱門和冷凍箱的上開門,要求質輕、壁薄,采用 VIP 隔熱有較大的技術經濟意義。
       這種高效保溫材料在國外一些發達國家已經有了十多年的使用歷史,隨著國家對家用電器產品提出的能耗要求以及在當今節能減排的政策推動下,很多國內知名企業開始采用 VIP改良冰箱隔熱層,整個冰箱制造業似乎刮起了一陣 VIP 應用試驗的大風潮,這種新型保溫材料正被保溫制冷行業各商家所關注,市場前景十分廣闊。
 
二、VIP  真空絕熱板專用薄膜
       真空絕熱板的結構是由芯材、隔膜以及吸氣劑組成。表面隔膜材料的主要功能
長期保證真空絕熱板內的真空度。真空絕熱板的性能及使用壽命,很大程度上取決于表面隔膜材料在其使用過程中對氣體的抗滲透能力。真空絕熱板內的真空度愈低,則其隔熱性能愈佳。為了提高薄膜抗氣體滲透性能,表面薄膜選用金屬與塑料的復合膜,例如,鋁箔塑料膜等。 表面薄膜封口部分的氣體滲透性對產品使用壽命也有很大影響,因此特別的封口技術來解決好薄膜封口的透氣性能問題。
 
 
將芯材裝入隔熱膜
將芯材裝入隔熱膜,抽真空制作成真空絕熱板
三、產品生產工藝及材料結構
       真空絕熱板專用高阻隔薄膜在VIP產品上發揮著隔絕水氣、密封包裝兩大功能。真空絕熱板專用高阻隔薄膜是由多層高阻隔薄膜、金屬箔膜、納米聚合薄膜,采用低粘度、高粘合力的粘合劑,通過“干式復合”和高溫高頻熱合形成的。生產工藝好壞與是否合理將直接決定產品的重要性能,如熱封強度、透氣性、抗拉伸性能等等。目前國內外各生產廠家的材料結構不一,通常采用四層材料和五層材料復合。
四層結構:NY/VMPET/AL/PE
五層結構:NY/PE/AL/VMPET/PE
 
原材料性能概述
NY:英文全稱NYLON,中文名:尼龍有抗拉伸性及耐刺雜性特殊好、耐低溫、高溫等優點,常用于抽真空及有尖角物品的包裝;一般作印刷材料或復合材料使用。
 
PE :中文名:聚乙烯
PE是一種典范的結晶聚合物,依據合成的方法不同,其重要分HDPE、MDPE、LDPE
及LLDPE;具有非常好的柔軟性的同時有耐酸、堿、耐低溫、100℃高溫等多種特征;作復合材料時其具有良好的熱封性能,并且可以做到低溫熱封。
 
VMPET:中文名:鍍鋁聚脂膜;
在PET表面蒸鍍一層鋁,讓其具有鋁箔(AL)的阻隔性能;具有良好的隔水、隔氧性,
防紫外光作用,但隔斷性比真正的鋁箔要差。
 
AL:中文名:鋁箔
阻隔氧與水份非常好,透水透氧率均為1,是很好的阻隔性材料,但因無熱封性能通常
作為復合材料。
 
四、產品性能測試項目及參考標準
1. 產品規格尺寸及偏差檢測,參考標準GB/T 6673-2001和GB/T 6672-2001; 
2. 拉斷力和斷裂伸長率的測定,參考標準GB/T 13022-1991;
3. 剝離力的測定,參考標準GB/T 8808-1988;
4. 熱封強度的測定,參考標準國標GB2918;
5. 氧氣透過量的測定,儀器:透氣儀、透氣室、測壓裝置、真空泵
6. 水蒸氣透過量的測定,恒溫恒濕箱、分析天平、干燥器、量具(千分尺)、密封臘、干燥劑;
7. 耐壓試驗,儀器設備:砝碼、上加壓盤、試驗袋、下加壓盤;
8. 跌落試驗;
9. 溶劑殘留量的測定,儀器設備:氫燃離子檢測型氣相色譜儀;
10. 摩擦系數的測定,參考標準GB 10006-88;
11. 化學性能的檢驗,參考標準:二氨基甲苯的測定按GB/T14937-1994 的規定進行,其它項目按GB/T5009.60-1996 的規定進行;
12. 異常毒性的檢驗;
 
五、真空包裝袋性能指標要求
       目前真空絕熱板主要應用于冷藏設備,如冰箱、冷藏車、冷凍箱等工業化設備,該類產品的壽命通常為 10-20 年,對于真空絕熱板的使用年限同樣要求達到 20 年左右,通過多項極限試驗表明要使該類產品的壽命滿足使用要求,其高阻隔包裝袋材料需達到以下技術指標:
1. 各層間的剝離力>40N,
2. 熱合強度>40N
3. 氧氣透過率≤0.1㎝3/(m2•24h•0.1Mpa) 38攝氏度
4. 水蒸氣透過率≤0.1g/(m2•24h) 38攝氏度
5. 橫向拉伸強度>70N/15mm
6. 縱向拉伸強度>70N/15mm
7. 殘留溶劑量≤5mg/ m2
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