有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板及其制备方法.pdf

一种有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板，包括外壳、芯材、芯板和真空腔，其特征在于外壳为低碳钢板或低碳钢复合板，芯材位于真空腔内为外壳提供附加强度、保证外壳在大气压下的平整性，真空腔是由外壳在常压高温下玻璃焊接封边、在真空下高温封口而形成的封闭腔体，所述低碳钢板的边部焊接处有密封条，所述低碳钢板与所述玻璃焊料的热膨胀系数相匹配；所述封口是将预制在外壳上的抽气口在真空炉中利用低温焊料根据液体密封原理自动密封，低温焊料包括低温金属和合金焊料。本发明的制作方法工艺简单，所制备的有抽气口的金属真空复合绝热板能够克服现有保温板、真空绝热板的不足，并能增加强度以及隔热、隔音和防火性能以及装饰功能。

1.  一种有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板，包括外壳、芯材、芯板和真空腔，其特征在于所述外壳为低碳钢板或低碳钢复合板，所述芯材和芯板位于真空腔内，所述芯板和\或芯材为所述外壳提供附加强度、保证所述外壳在大气压下的平整性，所述真空腔是由外壳在常压高温下玻璃焊接封边、在真空下高温封口而形成的封闭腔体，所述低碳钢板的边部焊接处有密封条，所述低碳钢板与所述玻璃焊料的热膨胀系数相匹配；所述封口是将预制在外壳上的抽气口在真空炉中利用低温焊料根据液体密封原理自动密封，所述低温焊料包括低温金属和合金焊料。

2.  如权利要求1所述的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板，其特征在于所述有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板包括平面板、曲面板、弯折板和异形板。

3.  如权利要求1所述的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板，其特征在于所述芯材为玻璃纤维、珠光砂、珍珠岩、蛭石或气凝胶。

4.  如权利要求1所述的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板，其特征在于所述芯材经过初步干燥、包装、抽真空后再放入所述外壳内。

5.  如权利要求1所述的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板，其特征在于所述真空腔有一至数个，所述真空腔为两个时，上下两个真空腔沿下上表面的对角线错位叠放粘接，使其形成搭接边，以减少安装时的边部冷桥影响。

6.  如权利要求1所述的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板，其特征在于所述芯板为金属板、玻璃板、陶瓷板或耐高温的高聚物板。

7.  如权利要求1所述的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板，其特征在于所述芯板为镜面板或其表面镀有低辐射膜。

8.  如权利要求1所述的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板，其特征在于所述玻璃焊接为压力焊接。

9.  如权利要求1所述的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板，其特征在于所述真空腔内有吸气剂。

10.   权利要求1至9任一项所述的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，根据所需要制作的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板的形状和大小分别制作两块外壳板、一块芯板和芯材，将用于形成真空腔的两块外壳板进行折边成型、在边部焊接处制作密封条，并在其中一块外壳板上制作抽气口，对芯材进行干燥或成型处理； 
第二步，将芯材和芯板放入下外壳板所形成的空腔中，在下外壳板的焊接处涂覆玻璃焊料，再将两块外壳板上下对齐合在一起，然后送入封边加热炉中，通过玻璃焊料的加热熔化、降温凝固将两块外壳板的边部气密性地焊接在一起；
第三步，在抽气口处放置好低温焊料后送入真空炉中，先将真空炉升温至有利于排气的温度，再将真空炉抽真空至100Pa以下，然后将真空炉升温至封口的温度，低温焊料熔化将抽气口自动封闭，随炉降温、低温焊料凝固后对真空腔实现气密性焊接，打开真空炉得到有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板。

有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板及其制备方法
技术领域
本发明涉及真空绝热板，尤其涉及一种有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板及其制作方法。
背景技术
目前建筑外墙保温所用的材料分为A级保温材料和B级保温材料，A级保温材料的防火性能好，但其保温性能、耐水性能等都低于B级保温材料，而且存在价格高、施工工艺复杂等问题；B级保温材料具有成本低、保温性能好、施工工艺成熟等优点，但其耐久性不好、耐热性能差、易燃烧，燃烧时不仅释放出大量的有毒烟气，而且能够加速大火的蔓延，所以在高层建筑和公共建筑中禁止使用有机保温材料用于外墙保温。真空绝热板近几年来被应用于建筑保温领域，其主要优点是属于A级保温材料、保温性能好、厚度薄、单位质量轻等，但也存在明显的缺点如真空袋气密性差、耐穿刺强度低、边部存在冷桥，真空衰减快、容易涨袋、保温寿命短等。因此，建筑保温需要研究开发保温性能好、使用寿命长的新型A级保温材料。
本专利申请人在2013年7月公开了一系列真空板及其制作方法，虽然解决了现有保温材料存在的防火、保温、使用寿命等方面的矛盾和问题，但是由于直接将金属板焊接在一起，所以其边部存在明显的冷桥，使其保温性能达不到最佳状态。
发明内容
 本发明所要解决的技术问题是在于针对现有建筑隔热板、保温板、真空绝热板存在的缺陷，提供一种新型的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板及其制作方法，这种有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板的制作方法工艺简单，所制备的有抽气口的金属真空复合绝热板能克服现有隔热板、真空绝热板和保温板的不足，可有效保证有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板的气密性、延长使用寿命，并能增加其强度以及隔热、隔音、防火性能，同时还具有很好的装饰效果。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板，包括外壳、芯材、芯板和真空腔，其特征在于所述外壳为低碳钢板或低碳钢复合板，所述芯材和芯板位于真空腔内，所述芯板和\或芯材为所述外壳提供附加强度、保证外壳在大气压下的平整性，所述真空腔是由外壳在常压高温下玻璃焊接封边、在真空下高温封口而形成的封闭腔体，所述低碳钢板的边部焊接处有密封条，所述低碳钢板与所述玻璃焊料的热膨胀系数相匹配；所述封口是将预制在外壳上的抽气口在真空炉中利用低温焊料根据液体密封原理自动密封，所述低温焊料包括低温金属和合金焊料。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，根据所需要制作的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板的形状和大小分别制作两块外壳板、一块芯板和芯材，将用于形成真空腔的两块外壳板进行折边成型、在边部焊接处制作密封条，并在其中一块外壳板上制作抽气口，对芯材进行干燥或成型处理； 
第二步，将芯材和芯板放入下外壳板所形成的空腔中，在下外壳板的焊接处涂覆玻璃焊料，再将两块外壳板上下对齐合在一起，然后送入封边加热炉中，通过玻璃焊料的加热熔化、降温凝固将两块外壳板的边部气密性地焊接在一起；
第三步，在抽气口处放置好低温焊料后送入真空炉中，先将真空炉升温至有利于排气的温度，再将真空炉抽真空至100Pa以下，然后将真空炉升温至封口的温度，低温焊料熔化将抽气口自动封闭，随炉降温、低温焊料凝固后对真空腔实现气密性焊接，打开真空炉得到有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板。
其中，所述有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板包括平面板、曲面板、弯折板、异形板等各种形式的板材。
其中，所述有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板有用于安装用的连接件或凹槽或孔等。
其中，所述外壳为低碳钢板或复合板，其上面可以有装饰、防护层，如涂料、电镀层、氟碳漆和装饰板等；
进一步，所述外壳优选超薄板，以减轻重量和成本；
进一步，所述外壳可以是同一种材料，也可以是两种不同的材料。
其中，所述芯材是无机保温材料，如玻璃纤维、珠光砂、珍珠岩、蛭石、气凝胶等。
其中，所述芯材内部可以有红外反射材料如铝箔片等，以减少辐射传热。
其中，所述芯材经过初步干燥、包装、抽真空后再放入所述外壳内，以减小外壳在大气压下的变形量、保持外壳的平整性。
其中，所述真空腔是由一块或两块低碳钢板焊接而成的气密性腔体，所述低碳钢板的C含量不大于0.06%，优选搪瓷用低碳钢板，厚度为0.3-3mm，优选0.3-1mm。
其中，所述真空腔可以是一至数个，所述真空腔为两个时，上下两个真空腔沿下上表面的对角线错位叠放粘接，使其形成搭接边，以减少所述复合真空板安装时的边部冷桥影响。
其中，所述真空腔的低碳钢板可采用镜面板、如其表面为高级的精整表面，或其内表面经过处理使其具有极低的辐射率、如镀铝膜等。
其中，所述真空腔的内壁可以有隔热、隔音的涂层；所述真空腔内可以有吸气剂，吸气剂在高温、高真空下自动激活。
其中，所述低碳钢板的边部焊接处有密封条，所述密封条由玻璃或金属等制成；
进一步，所述密封条由玻璃制成时，优选将低温玻璃粉通过印刷、打印、喷涂等方式制作在所述低碳钢板上经高温烧结而成，可以单独进行烧结、也可以与玻璃焊料一起进行烧结；所述低温玻璃粉的熔化温度高于所述玻璃焊料的焊接温度；
进一步，所述密封条为金属时可以是单独焊接在所述低碳钢板上的金属板、条，也可以是所述低碳钢板折边；所述密封条为金属板、条时只能与一块低碳钢板相连接，不能在所述真空腔内形成冷桥；
进一步，所述密封条在所述低碳钢板的焊接处形成一个密闭的条框，所述密封条在组成所述真空腔的下低碳钢板的边部焊接处至少有两个密闭的条框，所述玻璃焊料放置于所述两个密闭条框所围成的区域内，所述密封条在组成所述真空腔的上低碳钢板的边部焊接处至少有一个密闭的条框，所述上低碳钢板的密封条能够插入所述下低碳钢板的两条密封条之间。
其中，所述芯板为金属板、玻璃板、陶瓷板或耐高温的高聚物板。
其中，所述芯板为镜面板或其表面镀有低辐射膜。
其中，所述玻璃焊接是指利用玻璃焊料在高温下将两块低碳钢板焊接在一起，所述玻璃焊料选择市售的低温玻璃焊料，其焊接温度一般为380-480℃，选择低温玻璃焊料有利于降低成本、提高产能等；所述玻璃焊接，可以施加一定的压力，即进行压力焊接，以使焊接和结合更加牢固可靠、真空腔和板面更加平整，并能消除因焊料厚度不均匀、真空腔表面不平整得不到芯材和芯板均匀有效支撑而导致的封边应力；所述压力大约为0.1MPa，所述施压的方式可以采用机械施压、气压或液压等。
其中，所述抽气口可以设置在真空腔的表面或侧面。
其中，所述抽气口可以直接在外壳上冲压制成，也可以先制作好抽气口再焊接在外壳上。
其中，所述封边加热炉或真空炉是间歇式生产的单体炉，或是连续式生产的隧道窑炉；所述封边加热炉的封边温度为360-500℃，优选为380-480℃；所述真空炉的真空度为1-100Pa，优选为5-50Pa；所述真空炉的封口温度为150-450℃，优选为280-350℃。
本发明的有益效果是:
本发明在玻璃焊料的焊接处增加了密封条，密封条不仅可以限制玻璃焊料熔化后无规则的流动、使封边整齐好看，防止发生因玻璃焊料流失而造成的漏焊现象、提高产品的合格率，而且能够将玻璃焊料的平面焊接变为立体焊接，使焊接更加牢固、可靠，真空腔的气密性可好，真空板的使用寿命更长；本发明以玻璃焊接代替金属（间）焊接，由于玻璃的导热系数只有金属的1%甚至更小、所以可以很好地解决真空板的边部冷桥问题，由于玻璃和金属的材质不同、所以玻璃焊接的真空板具有更好的隔音性能；以热膨胀系数与玻璃焊料相匹配的低碳钢板代替常用的金属板，解决了玻璃与金属之间的焊接问题；在玻璃焊接时施加约一个大气压的压力，使玻璃焊料凝固后真空腔定型在使用状态，消除了封边应力，避免了真空板在使用过程中脆性玻璃焊料因受力不均而造成的损坏，从而保证了真空板的隔热性能和使用寿命；有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板主要由金属材料组成，芯材选用无机材料，所以具有很好的防火性能；有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板由多种材料复合而成，所以不但厚度薄、重量轻，而且具有很高的机械强度；有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板其外壳通过芯板的增强使其在大气压力下保持平整性和光滑性，并能增加其机械强度；有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板采用常温常压下封边、高温真空下封口，其制作工艺简单、生产成本低，能够机械化、自动化、大批量生产，产品可广泛应用于内墙、外墙及幕墙，能够大大减少材料和能源的消耗、减轻建筑物的重量、缩短建筑周期；有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板不但可以应用于新建建筑，而且可以应用于现有建筑的节能和外观改造，既可以湿贴又可以干挂，与现有保温材料相比可以大大节省施工时间、提高隔热和隔音效果；有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板还可以做成异形板，直接用于冰箱、冰柜、冷藏车厢、保温箱、冷藏库、冷藏集装箱等的生产；还可以用于高温领域，如各种炉体的外保温等。
附图说明
图1为本发明的有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板结构示意图。
图中：1.外壳，2.芯材，3.芯板，4.抽气口，5.低温焊料，6.玻璃焊料，7.密封条。
具体实施方式
参见附图，有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板由外壳1、芯材2和芯板3组成，外壳1由厚度为0.3-1.0mm的低碳钢板构成；芯材2为玻璃纤维、珠光砂、珍珠岩、蛭石、气凝胶等，优选将芯材1进行干燥、塑料袋包装、预抽真空等处理；芯板3为金属板、玻璃板、陶瓷板或耐高温的高聚物板，优选3-5mm的钢化玻璃板或1-2mm的铝合金板或耐高温塑料板，直接放在真空腔中；抽气口4由外壳1的上低碳钢板直接冲压出的抽气嘴和金属盖组成，抽气嘴内放置低温焊料5如锡、锌、镁及其低熔点合金，低温焊料5溶化后自动对抽气口4进行密封。有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板的制作方法如下：首先裁剪两块同样大小的低碳钢板用于制作外壳1，并利用冲压的方式对两块低碳钢板进行折边成型和制作抽气口4，通过印刷或喷涂的方式以低温玻璃粉为原料把密封条7印制在低碳钢板的边部焊接处，再制取一块略小一点的钢化玻璃板作为芯板3；其次将一定粒度珠光砂和珍珠岩等经连续式窑炉干燥后，装入塑料袋中、经抽真空后封口，使其成为具有较小的体积和一定的形状的芯材2；再次将经过处理的芯材2和芯板3，放入下外壳板的空腔中，在下外壳板的焊接处涂覆玻璃焊料6，再将两块外壳板上下对齐合在一起，然后送入封边加热炉中，封边加热炉的封边温度为400-450℃，通过玻璃焊料6的加热熔化、降温凝固将外壳1的边部气密性地焊接在一起，完成封边；最后在抽气口4内放置低温焊料5，将成批的复合板送入真空炉中，抽真空至100Pa以下，抽真空时的温度最好在300℃以上，以促进真空腔内气体尤其是水分的排除，再升温至封口温度，低温焊料5熔化将抽气口4自动封闭，随炉降温，低温焊料5凝固后真空腔实现气密性密封，打开真空炉得到有密封条和抽气口的金属真空复合绝热板；为了保护外壳1和起到装饰作用，抽气口4处涂抹密封胶、外壳1的表面可以涂刷氟碳漆或粘贴装饰板。
所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。