一種柔性保溫隔熱膜及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種柔性保溫隔熱膜，其特征在于：包括PE保護膜、PET塑料薄膜和氣凝膠涂層；所述PE保護膜外表面設有鋁膜反射層；所述PET塑料薄膜設置在PE保護膜和氣凝膠涂層之間；本發明的氣凝膠涂層作為保溫隔熱的主要功能實現層，納米多孔結構可有效抑制氣體熱傳導和固體熱傳導，絕熱性能高效；鋁膜反射層能彌補氣凝膠不能抑制輻射熱傳導的不足，使材料全方面實現保溫絕熱；柔性保溫絕熱膜本身厚度只有幾毫米，能適應多種復雜的幾何形狀、力學和熱學性能要求；層間結合牢固，使用壽命長。
【專利說明】
一種柔性保溫隔熱膜及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于保溫材料技術領域，具體涉及一種柔性保溫隔熱膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]柔性復合材料一般由纖維增強材料和韌性聚合物基體組成，與常用的熱固性或熱塑性聚合物基體復合材料相比，具有較大的變形范圍，有較高的承載載荷能力和良好的疲勞性能。這種材料還有一個明顯的特征性能就是在低應力作用下材料呈低剛度性能，而受到高應力作用時卻有相當高的強度和剛度。
[0003]隨著隔熱材料的發展，研究人員提出了先進隔熱材料與超極絕熱材料的概念，與傳統的硅酸鋁纖維、石英纖維、氧化鋯纖維相比，它們的特征是更高的熱阻、更薄的厚度、更小的密度、更好的強度。多年的研究表明，氣凝膠具備上述的特征，代表著高效隔熱材料的發展方向。氣凝膠是由膠體粒子或有機高聚物分子相互鏈接而構成納米多孔空間網絡結構，并在多孔孔隙中充滿氣態分散介質的一種高分散固態材料，具有特殊的連續無規則多孔網絡結構，由于氣凝膠具有納米尺度的顆粒及大量的孔隙分布，使其具有很低的熱導率，但氣凝膠機械強度不夠，成型困難，所以與其他材料復合是解決此難題的一個優化方案。
[0004]授權公告號CN 204312942 U的中國專利，公開了一種氣凝膠隔熱保溫材料，其包括位于上層的第一鋁膜反射層、位于下層的第二鋁膜反射層以及分布于第一鋁膜反射層和第二鋁膜反射層之間的中間基礎層，所述的中間基礎層包含一個以上氣凝膠填充的囊狀物。該實用新型結構簡單，保溫隔熱性能優良，但是該保溫材料能實現普通的卷曲卻不能實現復雜形狀的貼覆，層間結合也容易老化。
[0005]授權公告號為CN203629449 U的中國專利，公開了一種氣凝膠防護板，包括氣凝膠板與功能填料層，所述氣凝膠板包覆所述功能填料層，所述功能填料層為多層的纖維制品。所述的氣凝膠防護板密度低，導熱系數小，保溫性能優良，且具有減震吸能效果，但是該結構的防護板能解決氣凝膠的掉粉問題，隨著震動，防護板的防護及保溫的能力將逐漸惡化。
[0006]基于氣凝膠的保溫隔熱復合材料制品多為復合板材，不適合異形物體包覆，為了適應復雜幾何形狀、力學和熱學性能的要求，發明一款基于納米氣凝膠的柔性保溫隔熱材料是十分有益的。
【發明內容】
[0007]針對上述存在的技術問題，本發明的目的是:提出了一種適應復雜幾何形狀、力學和熱學性能要求的柔性保溫隔熱膜及其制備方法。
[0008]本發明的技術解決方案是這樣實現的:一種柔性保溫隔熱膜，包括PE保護膜、PET塑料薄膜和氣凝膠涂層;所述PE保護膜外表面設有鋁膜反射層;所述PET塑料薄膜設置在PE保護膜和氣凝膠涂層之間；所述PET塑料薄膜為基體，厚度為0.5?2mm;所述氣凝膠涂層的厚度為0.5?5mm;所述鋁膜反射層的厚度為0.001?0.0lmm;所述PE保護膜的厚度為0.01?0.08mm。
[0009]優選的，所述氣凝膠涂層的氣孔率為80?97%，孔洞尺寸為7?50nm，體積密度為
0.025?0.035g/cm30
[0010]優選的，該柔性保溫隔熱膜的制備方法如下:
步驟(I)，以鹽酸為催化劑，一甲基三乙氧基硅烷(MTES)、二甲基二乙氧基硅烷(DDS)為有機相前驅體，正硅酸乙酯(TEOS)為無機相前驅體，按照Sol-Gel法中溶膠一凝膠一陳化一干燥的過程制備Si02/有機硅涂層材料。
[0011]步驟(2)，將上述Si02/有機硅涂層材料碎化，篩選出直徑小于4mm的顆粒，并與有機硅樹脂按體積比1:(0.4?0.7)的比例混合，并利用超聲震蕩使之完全混合，制成均勻分散的涂層材料。
[0012]步驟(3)，將PET塑料薄膜浸入一定濃度的碳酸鈉、碳酸氫鈉和磷酸氫二鈉配置的除油液中浸泡10?20min除油，再用蒸饋水沖洗干凈，再放入一定濃度的氫氧化鈉和丙三醇配置的粗化液中50?60min粗化，再用蒸餾水沖洗干凈，干燥待用。
[0013]步驟(4)，將步驟(2)中得到的涂層材料放入涂布機中涂覆于步驟(3)中得到的粗化后的PET塑料薄膜的一側，涂覆一層經干燥后再次涂覆，氣凝膠涂層厚度控制在0.5?5mm，得到半成品。
[0014]步驟(5)，將步驟(4)中得到的半成品送入真空鍍膜機中，使用99%的鋁線材為蒸發源，對半成品未經處理的一側進行鍍膜，厚度控制在0.001?0.0 Imm。
[0015]步驟(6)，使用熱壓法，將PE膜壓覆于鋁膜一面，即得到柔性保溫隔熱膜。
[0016]由于上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:
本發明的一種柔性保溫隔熱膜及其制備方法，氣凝膠涂層作為保溫隔熱的主要功能實現層，納米多孔結構可有效抑制氣體熱傳導和固體熱傳導，絕熱性能高效;鋁膜反射層能彌補氣凝膠不能抑制輻射熱傳導的不足，使材料全方面實現保溫絕熱;柔性保溫絕熱膜本身厚度只有幾毫米，能適應多種復雜的幾何形狀、力學和熱學性能要求;層間結合牢固，使用壽命長。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明:
附圖1為本發明的一種柔性保溫隔熱膜的結構示意圖；
其中:10、PE保護膜;20、PET塑料薄膜;30、氣凝膠涂層。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖來說明本發明。
[0019]如附圖1所示為本發明所述的一種柔性保溫隔熱膜，包括PE保護膜10、PET塑料薄膜20和氣凝膠涂層30;所述PE保護膜10外表面設有鋁膜反射層;所述PET塑料薄膜20設置在PE保護膜10和氣凝膠涂層30之間；所述PET塑料薄膜20為基體，厚度為0.5?2mm;所述氣凝膠涂層30的厚度為0.5?5mm;所述鋁膜反射層的厚度為0.001?0.0lmm;所述PE保護膜10的厚度為0.01?0.08mm;所述氣凝膠涂層30的氣孔率為80?97%，孔洞尺寸為7?50nm，體積密度為0.025?0.035g/cm3 ；該柔性保溫隔熱膜的制備方法如下: 步驟(I)，以鹽酸為催化劑，一甲基三乙氧基硅烷(MTES)、二甲基二乙氧基硅烷(DDS)為有機相前驅體，正硅酸乙酯(TEOS)為無機相前驅體，按照Sol-Gel法中溶膠一凝膠一陳化一干燥的過程制備Si02/有機硅涂層材料。
[0020]步驟(2)，將上述Si02/有機硅涂層材料碎化，篩選出直徑小于4mm的顆粒，并與有機硅樹脂按體積比1:(0.4?0.7)的比例混合，并利用超聲震蕩使之完全混合，制成均勻分散的涂層材料。
[0021]步驟(3)，將PET塑料薄膜浸入一定濃度的碳酸鈉、碳酸氫鈉和磷酸氫二鈉配置的除油液中浸泡10?20min除油，再用蒸饋水沖洗干凈，再放入一定濃度的氫氧化鈉和丙三醇配置的粗化液中50?60min粗化，再用蒸餾水沖洗干凈，干燥待用。
[0022]步驟(4)，將步驟(2)中得到的涂層材料放入涂布機中涂覆于步驟(3)中得到的粗化后的PET塑料薄膜的一側，涂覆一層經干燥后再次涂覆，氣凝膠涂層厚度控制在0.5?5mm，得到半成品。
[0023]步驟(5)，將步驟(4)中得到的半成品送入真空鍍膜機中，使用99%的鋁線材為蒸發源，對半成品未經處理的一側進行鍍膜，厚度控制在0.001?0.0 Imm。
[0024]步驟(6)，使用熱壓法，將PE膜壓覆于鋁膜一面，即得到柔性保溫隔熱膜。
[0025]實施例一，1、以鹽酸為催化劑，一甲基三乙氧基硅烷(MTES)、二甲基二乙氧基硅烷(DDS)為有機相前驅體，正硅酸乙酯(TEOS)為無機相前驅體，按照Sol-Gel法中溶膠一凝膠一陳化一干燥的過程制備Si02/有機娃涂層材料。
[0026]2、將Si02/有機硅涂層材料碎化，篩選出直徑小于4mm的顆粒，并與有機硅樹脂按體積比1:0.5的比例混合，并利用超聲震蕩使之完全混合，制成均勻分散的涂層材料。
[0027]3、將Imm后的PET塑料薄膜浸入一定濃度的碳酸鈉、碳酸氫鈉和磷酸氫二鈉配置的除油液中浸泡15min除油，再用蒸餾水沖洗干凈，再放入一定濃度的氫氧化鈉和丙三醇配置的粗化液中55min粗化，再用蒸餾水沖洗干凈，干燥待用。
[0028]4、將均勻分散的涂層材料放入涂布機中涂覆于粗化后的PET塑料薄膜的一側，涂覆一層經干燥后再次涂覆，氣凝膠涂層厚度控制在3_，得到半成品。
[0029]5、將半成品送入真空鍍膜機中，使用99%的鋁線材為蒸發源，對半成品未經處理的一側進行鍍膜，工作真空度設為3 X 10-2Pa，厚度控制在0.005_。
[0030]6、使用熱壓法，將PE膜壓覆于鋁膜一面，即得到柔性保溫隔熱膜。
[0031]該柔性保溫隔熱膜總體厚度約為4mm，適用溫度范圍寬，可在-100°C?200°C的溫度范圍內長期使用，熱導率為0.033?0.036ff/(m.k)，占用空間極少，表面壓覆PE保護膜可有效抑制鋁膜的氧化腐蝕，延長使用壽命。
[0032]本發明的一種柔性保溫隔熱膜及其制備方法，氣凝膠涂層作30為保溫隔熱的主要功能實現層，納米多孔結構可有效抑制氣體熱傳導和固體熱傳導，絕熱性能高效;鋁膜反射層能彌補氣凝膠不能抑制輻射熱傳導的不足，使材料全方面實現保溫絕熱;柔性保溫絕熱膜本身厚度只有幾毫米，能適應多種復雜的幾何形狀、力學和熱學性能要求;層間結合牢固，使用壽命長。
[0033]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并加以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種柔性保溫隔熱膜，其特征在于:包括PE保護膜、PET塑料薄膜和氣凝膠涂層;所述PE保護膜外表面設有鋁膜反射層;所述PET塑料薄膜設置在PE保護膜和氣凝膠涂層之間；所述PET塑料薄膜為基體，厚度為0.5?2mm;所述氣凝膠涂層的厚度為0.5?5mm;所述鋁膜反射層的厚度為0.0Ol?0.0lmm;所述PE保護膜的厚度為0.01?0.08mm。2.根據權利要求1所述的一種柔性保溫隔熱膜，其特征在于:所述氣凝膠涂層的氣孔率為80?97%，孔洞尺寸為7?50nm，體積密度為0.025?0.035g/cm3o3.根據權利要求1所述的一種柔性保溫隔熱膜，其特征在于:該柔性保溫隔熱膜的制備方法如下: 步驟(I)，以鹽酸為催化劑，一甲基三乙氧基硅烷(MTES)、二甲基二乙氧基硅烷(DDS)為有機相前驅體，正硅酸乙酯(TEOS)為無機相前驅體，按照Sol-Gel法中溶膠一凝膠一陳化一干燥的過程制備Si02/有機硅涂層材料； 步驟(2)，將上述Si02/有機娃涂層材料碎化，篩選出直徑小于4mm的顆粒，并與有機娃樹脂按體積比1:(0.4?0.7)的比例混合，并利用超聲震蕩使之完全混合，制成均勻分散的涂層材料； 步驟(3)，將PET塑料薄膜浸入一定濃度的碳酸鈉、碳酸氫鈉和磷酸氫二鈉配置的除油液中浸泡10?20min除油，再用蒸饋水沖洗干凈，再放入一定濃度的氫氧化鈉和丙三醇配置的粗化液中50?60min粗化，再用蒸饋水沖洗干凈，干燥待用； 步驟(4)，將步驟(2)中得到的涂層材料放入涂布機中涂覆于步驟(3)中得到的粗化后的PET塑料薄膜的一側，涂覆一層經干燥后再次涂覆，氣凝膠涂層厚度控制在0.5?5mm，得到半成品； 步驟(5)，將步驟(4)中得到的半成品送入真空鍍膜機中，使用99%的鋁線材為蒸發源，對半成品未經處理的一側進行鍍膜，厚度控制在0.001?0.0lmm; 步驟(6)，使用熱壓法，將PE膜壓覆于鋁膜一面，即得到柔性保溫隔熱膜。
【文檔編號】C09D7/12GK106042550SQ201610379015
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月1日
【發明人】馬汝軍, 陳照峰, 陳立鶴
【申請人】蘇州市君悅新材料科技股份有限公司