一种燃烧性能A级的低成本真空绝热板及其制备方法与流程
本发明属于真空绝热板，特别是涉及一种燃烧性能a级的低成本真空绝热板及其制备方法。
背景技术：
1、为减少能源消耗，在建筑行业中使用高效的保温隔热材料是一种切实可行的解决方案。国家对建筑的节能及防火等级提出更高要求，且强制执行。其中，gb55015-2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》要求建筑节能率最低是65％，gb55037-2022《建筑防火通用规范》要求：飞机库、老年人照料设施、人员密集场所、建筑高度大于100米的住宅、建筑大于50米的其他建筑等情况保温材料的燃烧性能均要达到a级。
2、目前建筑领域传统保温材料主要是聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫板、岩棉板。其中聚苯乙烯泡沫板和聚氨酯泡沫板均为有机建筑保温板，均易燃烧，且会产生有毒气体，燃烧等级最高仅能达到b1级。岩棉板作为无机建筑保温板，虽燃烧等级可达a级，但其导热系数较大，吸水性好、安装产生粉尘。
3、真空绝热板(vip板)导热系数低，同等保温效果时厚度仅为传统材料的十分之一，且原材料大多是无机的，大大降低火灾隐患，广泛应用于家电、储运及建筑领域，主要由芯材、阻隔膜、吸气剂及干燥剂组成。目前市场规模最大的芯材为气相二氧化硅和玻璃纤维，但气相二氧化硅vip板价格昂贵且对制造过程对环境影响较大，玻璃纤维vip板的老化和寿命较差。且因vip板成本高，在建筑应用中的市场份额低于1％。
4、专利cn215392440u公开了一种用于钢包保温的真空绝热内衬板，包括内衬板主体、插接板、内衬板内的真空隔热腔、真空腔两侧的保温层及工作层。使用材料种类多，包含不锈钢内衬板、无机纳米二氧化硅和陶瓷纤维纳米隔热板，金石纳米硬板。结构复杂，插接结构有支撑杆及螺栓连接结构，内衬板有定位槽和定位杆结构。其为钢包保温领域，作为建筑领域保温材料可借鉴性不高。
5、专利cn111302665a公开了设有辊压支撑双胶密封玻璃间隔腔体调控真空钢化玻璃板，真空玻璃板包括钢化玻璃板、不锈钢保护边框、气密及结构密封胶、密封管件、排气真空阀。钢化玻璃板有烧结、拉伸、压花的点阵支撑凸点，边缘有一圈拉伸或者金属胶接的凸起支撑带，两个钢化玻璃板互补扣合，胶粘连接，在真空炉中抽真空，不锈钢保护边框通过气密及结构密封胶与钢化玻璃板连接。多个真空玻璃板组成功能真空玻璃调控真空系统，包括气密进排气管道、真空表、真空阀、真空泵组、干燥器、功能气体及人工智能控制系统等，可实现整个系统的散热及保温功能。该产品结构复杂，存在长期胶接失效的风险，受场景限制，不能广泛应用于建筑领域，且成本不低。
6、因此，急需研发一种可用于建筑领域的低成本真空绝热板。
技术实现思路
1、本发明解决的技术问题是：现有技术中，常见的有机外墙保温材料板燃烧等级达不到a级而易燃，常见的无机外墙保温材料导热系数大且易吸水，常见的玻纤vip板寿命短，气相二氧化硅vip板制造过程对环境影响大，且价格昂贵，vip板在建筑领域应用受限。
2、为了解决该问题，本专利提供一种燃烧性能a级的低成本真空绝热板及其制备方法，具有较好的隔热性能、阻燃性能、结构简单低成本可制作。本发明的技术方案如下所述：
3、作为本发明的第一个方面，在于提供一种燃烧性能a级的低成本真空绝热板，包括无机外板、支撑连接件、吸气剂及内部真空腔；所述无机外板包括上下外板及侧外板；所述支撑连接件与分别位于上表面和下表面的所述上下外板相连，对所述上下外板起到支撑作用；所述吸气剂附着在所述无机外板内侧及支撑连接件上；所述内部真空腔为无机外板包裹的内部真空空间。
4、优选的，所述支撑连接件为挤出塑料件或者纤维增强复合材料拉挤件。
5、优选的，所述支撑连接件为挤出塑料件或者纤维增强复合材料拉挤件，为截面形状为工字形、矩形或双腹板箱形等，或者为实心棒材。特征在于，优选工字形梁玻璃纤维增强热固性树脂拉挤件，其外形尺寸l为20-495mm，b为9-20mm，外形尺寸h为6-30mm，厚度t为1.5-4mm。
6、优选的，所述真空绝热板包括平面板、曲面板、弯折板、异形板等各种形式板材，若应用于建筑内外墙保温领域，优选为平面板。
7、优选的，所述真空绝热板的无机外板为金属板或无机复合材料板材，所述金属板为不锈钢板、镀锌钢板、铝板等，所述无机复合材料板材指基体为无机材料，增强体为无机纤维的复合材料，如陶瓷基碳纤、陶瓷基玻纤等。所述无机外板包括上下外板与侧外板，所述无机外板尺寸设计满足《jg/t 438-2014建筑用真空绝热板》要求。
8、优选的，所述上下外板为平板或压花板，包括位于上表面和下表面的外板各一块，优选有压花结构的薄板，上下外板尺寸优选的为500mm×500mm，其厚度优选为0.5-1mm，压花形状可以为圆形、椭圆形、方形以及其他不规则形状等。材料优选为不锈钢板。
9、优选的，所述侧外板为平板或弯折板，共有四块，可以是四块均为平板，优选的两块为平板，两块为可相互插接的弯折板，可实现所述真空绝热板的插接。所述侧外板的垂向尺寸为所述真空绝热板厚度，尺寸为任意所述规范中厚度。所述侧外板的特征在于，长度优选为500mm，垂向尺寸优选为20mm、30mm，厚度优选为0.5-1mm。
10、优选的，所述真空绝热板还包括支撑连接件托架，所述支撑连接件托架为l形板材或t形板材；所述支撑连接件托架与所述上下外板焊接，所述支撑连接件插入所述支撑连接件托架，与所述上下外板相接触并起到支撑作用。
11、完成支撑连接件托架、支撑连接件与上下外板的连接后，将所述侧外板与所述上下外板进行焊接，仅留一个抽气口位置，再使用真空泵经抽气口对板材抽真空，抽真空后再焊接密封。
12、所述真空绝热板厚度小于15mm时，可以不采用所述支撑连接件托架，直接用结构胶或焊接方式将所述支撑连接件与所述上下板连接。
13、优选的，所述支撑连接件托架为金属板或无机复合材料板材，为截面l形或t形板材。特征在于，优选截面l形的不锈钢金属板，其外形尺寸l为5-40mm，外形尺寸a为2-7mm，外形尺寸b为3-10mm，厚度t为0.3-2mm。
14、优选的，所述吸气剂可涂覆在上下外板内表面及支撑连接件表面，吸气剂主要用于有效吸收真空绝热板真空密封后内部残余气体，保证真空度。可使用非蒸散型吸气剂，所述非蒸散型吸气剂选自锆铝16吸气剂、锆石墨吸气剂、锆镍吸气剂、锆铁钒吸气剂中的一种。
15、作为本发明的第二个方面，在于提供所述真空绝热板的制备方法，包括如下步骤：
16、1)取所述上下外板，压花向外凸出的方向为外侧，将所述吸气剂涂覆于所述上下外板内侧以及所述支撑连接件表面。
17、2)对所述上下外板内侧与所述支撑连接件托架连接位置进行定位标记并进行焊前处理，并对上下外板边缘进行焊前处理，方便与所述侧外板的连接。
18、3)取所述支撑连接件托架，对其进行焊前处理，将支撑连接件托架与上下外板相焊接，焊接方式包括熔焊、压焊、钎焊等，优选的使用钨极氩弧焊，特别适用于薄板件的焊接。
19、4)将所述支撑连接件插入支撑连接件托架，此时上下外板、支撑连接件托架及支撑连接件已经形成为一个整体。
20、5)取所述侧外板并对其边缘进行焊前处理，将侧外板与上下外板连接位置进行焊接，仅保留一个小的抽气口不进行焊接。
21、6)使用真空泵经抽气口对板材抽真空，然后对抽气口进行焊接密封。
22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23、本发明采用内部支撑+无机外壳形成真空结构，其结构形式简单，容易制作。制备的vip板具有内部支撑结构，能保证在真空下结构的承压性能。外壳可以为压花板结构，能提升外壳的承压性能。无机外壳可以是不锈钢金属板，最后通过焊接为一个整体，保证了结构的气密性能，不存在结构失效漏气的风险，提高了其使用寿命。无机外壳保证了结构的燃烧性能达到a级，具有良好的阻燃性能。真空结构有效减少热量传输，同等保温效果时厚度仅为传统材料的十分之一，增加建筑的有效可利用面积。所述真空绝热板可以应用于各种对节能保温绝热有要求的场景。结构简单，容易制作，可降低成本，大大增加应用于建筑领域的竞争力。
技术特征：
1.一种燃烧性能a级的低成本真空绝热板，其特征在于，包括无机外板、支撑连接件、吸气剂及内部真空腔；所述无机外板包括上下外板及侧外板；所述支撑连接件与分别位于上表面和下表面的所述上下外板相连，对所述上下外板起到支撑作用；所述吸气剂附着在所述无机外板内侧及支撑连接件上；所述内部真空腔为无机外板包裹的内部真空空间。
2.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于，所述支撑连接件为挤出塑料件或者纤维增强复合材料拉挤件。
3.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于，所述支撑连接件的截面形状为工字形、矩形或双腹板箱形，或者所述支撑连接件为实心棒材。
4.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于，所述真空绝热板的无机外板为金属板或无机复合材料板材，所述金属板选自不锈钢板、镀锌钢板或铝板，所述无机复合材料板材指基体为无机材料，增强体为无机纤维的复合材料，选自陶瓷基碳纤或陶瓷基玻纤。
5.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于，所述上下外板为平板或压花板，包括位于上表面和下表面的外板各一块，压花形状为圆形、椭圆形、方形或不规则形状。
6.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于，所述侧外板共有四块，选自四块均为平板，或者两块为平板，两块为可相互插接的弯折板。
7.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于，所述真空绝热板还包括支撑连接件托架，所述支撑连接件托架为l形板材或t形板材。
8.根据权利要求7所述的真空绝热板，其特征在于，所述支撑连接件托架为金属板或无机复合材料板材。
9.根据权利要求1所述的真空绝热板，其特征在于，所述吸气剂涂覆在上下外板内表面及支撑连接件表面，为非蒸散型吸气剂，所述非蒸散型吸气剂选自锆铝16吸气剂、锆石墨吸气剂、锆镍吸气剂、锆铁钒吸气剂中的至少一种。
10.根据权利要求1～9任一项所述的真空绝热板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
技术总结
本发明公开了一种燃烧性能A级的低成本真空绝热板及其制备方法，所述低成本真空绝热板包括无机外板、支撑连接件、吸气剂及内部真空腔；所述无机外板包括上下外板及侧外板；所述吸气剂附着在所述无机外板内侧及支撑连接件上；所述内部真空腔为无机外板包裹的内部真空空间。本发明采用内部支撑+无机外壳形成真空结构，其结构形式简单，容易制作。制备的VIP板具有内部支撑结构，能保证在真空下结构的承压性能。上下外板可为压花板结构，能提升外壳的承压性能。无机外壳保证了结构的燃烧性能达到A级，具有良好的阻燃性能。真空腔结构有效减少热量传输，同等保温效果时厚度仅为传统材料的十分之一，增加建筑的有效可利用面积。
技术研发人员：李金风,杨瑞娟,周英正,杨运民,张博明
受保护的技术使用者：山东产研先进材料研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23