隔热膜及其制备方法.pdf

本发明涉及隔热材料，尤其涉及一种隔热膜及其制备方法，该隔热膜具有层状结构，其膜系结构为多层隔热单元构成的复合而成，各层隔热单元同向设置；每层隔热单元由基材层和气凝胶层组成；所述基材层是聚酰亚胺或碳纤维膜，所述气凝胶层是多孔二氧化硅气凝胶；且，相邻的隔热单元之间还具有一高温胶层。隔热膜制备方法包括以下步骤：(1)提供基材；(2)在基材单面涂布气凝胶；(3)将第(2)步制成的半成品烘干成隔热单元；(4)将多层隔热单元复合；本发明提供一种体积小使用方便，且没有环境污染的隔热膜及其制备方法。

1、  一种隔热膜，具有层状结构，其特征在于：
该隔热膜的膜系结构为多层隔热单元构成的复合而成，各层隔热单元同向设置；
每层隔热单元由基材层和气凝胶层组成；所述基材层是聚酰亚胺或碳纤维膜，所述气凝胶层是多孔二氧化硅气凝胶；
且，相邻的隔热单元之间还具有一高温胶层。

2、  根据权利要求1所述的隔热膜，其特征在于：最外层的基材层的外面，还设有一镀铝层或一镀银层。

3、  根据权利要求1或2所述的隔热膜，其特征在于：所述隔热单元的层数在3层至50层之间。

4、  根据权利要求3所述的隔热膜，其特征在于：所述隔热单元的层数为3层，或5层，或7层，或10层，或15层，或19层，或23层，或30层，或36层，或40层，或45层，或50层。

5、  根据权利要求1或2所述的隔热膜，其特征在于：所述基材层的厚度为0.01mm至0.08mm之间。

6、  根据权利要求5所述的隔热膜，其特征在于：所述基材层的厚度为0.01mm，或0.02mm，或0.03mm，或0.04mm，或0.05mm，或0.06mm，或0.07mm，或0.08mm。

7、  根据权利要求1或2所述的隔热膜，其特征在于：所述气凝胶层的厚度为0.01mm至0.3mm之间。

8、  根据权利要求7所述的隔热膜，其特征在于：所述气凝胶层的厚度为0.01mm，或0.02mm，或0.03mm，或0.035mm，或0.04mm，或0.05mm，或0.08mm，或0.1mm，或0.15mm，或0.2mm，或0.25mm，或0.3mm。

9、  根据权利要求1所述的隔热膜，其特征在于：最外层的基材层的外面还设有一镀铝层；所述隔热单元的层数为10层；所述基材层的厚度为0.03mm；所述气凝胶层的厚度为0.05mm。

10、  根据权利要求1所述的隔热膜，其特征在于：该隔热膜的最外侧二面均设有镀铝层或镀银层。

11、  一种隔热膜制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)提供基材；
(2)在基材单面涂布气凝胶；
(3)将第(2)步制成的半成品烘干成隔热单元；
(4)将多层隔热单元复合；
其中，第(1)步所称的基材是聚酰亚胺或碳纤维膜；第(2)步所称的气凝胶是多孔二氧化硅气凝胶；第(4)步所称的复合是在二层隔热单元之间置入高温胶后有压力地复合，并且各个隔热单元同向设置。

12、  根据权利要求11所述的隔热膜制备方法，其特征在于，以印刷或喷涂的方式代替第(2)步所称的涂布。

13、  根据权利要求11所述的隔热膜制备方法，其特征在于，基材层朝外的最外层隔热单元，其第(1)步所提供的是单面预先设置镀铝层的基材。

14、  根据权利要求13所述的隔热膜制备方法，其特征在于，以镀银代替镀铝。

15、  根据权利要求11所述的隔热膜制备方法，其特征在于，还包括第(5)步，多孔气凝胶层朝外的最外层隔热单元，其表面还复合一层单面预先设置镀铝层的基材。

16、  根据权利要求11所述的隔热膜制备方法，其特征在于，第(2)所述的二氧化硅气凝胶是纳米级颗粒，用分散剂调制成水状后进行涂布的。

隔热膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及隔热材料，尤其涉及一种隔热膜及其制备方法。
背景技术
隔热材料广泛地应用于生产及生活领域。因为隔热不良而导致的热能泄露，其后果已经不仅仅是热能的损失，也会产生热污染。
对于300摄氏度以上的介质，需要隔热的场合，如高温蒸汽输送管道的隔热，现有的隔热材料，多采用石棉材料，也有的在石棉外包一层铝铂，以增加隔热效果。
现有的石棉隔热材料，体积大，使用起来不方便；因石棉对人体有害，石棉易飞溅至空间，会造成环境污染。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种体积小使用方便，且没有环境污染的隔热膜。
本发明的第二个目的在于提供一种制备上述隔热膜的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种隔热膜，具有层状结构，其特征在于：该隔热膜的膜系结构为多层隔热单元构成的复合而成，各层隔热单元同向设置；每层隔热单元由基材层和气凝胶层组成；所述基材层是聚酰亚胺或碳纤维膜，所述气凝胶层是多孔二氧化硅气凝胶；且，相邻的隔热单元之间还具有一高温胶层。
隔热膜，其特征在于：所述多孔二氧化硅气凝胶层由多孔二氧化硅气凝胶颗粒构成，所述多孔二氧化硅气凝胶颗粒是纳米级颗粒。
隔热膜，其特征在于：最外层的基材层的外面，还设有一镀铝层或一镀银层。
隔热膜，其特征在于：所述隔热单元的层数在3层至50层之间。根据发明人现有的试验条件，少于3层其隔热效果不具有优势，多于50层成本太高，并且按现有制造条件，基材层和多孔气凝胶层的厚度还没办法制作成纳米级，多于50层时，隔热膜的厚度和韧性不理想。
隔热膜，其特征在于：所述隔热单元的层数为3层，或5层，或7层，或10层，或15层，或19层，或23层，或30层，或36层，或40层，或45层，或50层。
隔热膜，其特征在于：所述基材层的厚度为0.01mm至0.08mm之间。依据现有制造条件，小于0.1mm起不到时骨架作用，大于0.08时，韧性不理想。
隔热膜，其特征在于：所述基材层的厚度为0.01mm，或0.02mm，或0.03mm，或0.04mm，或0.05mm，或0.06mm，或0.07mm，或0.08mm。
隔热膜，其特征在于：所述气凝胶层的厚度为0.01mm至0.3mm之间。此为最理想的隔热厚度，小于0.01mm时，制作成本高，隔热效果也不稳定，大于0.3mm时隔热效果随气凝胶层厚度的增加而增加的不明显，造成浪费。
隔热膜，其特征在于：所述气凝胶层的厚度为0.01mm，或0.02mm，或0.03mm，或0.035mm，或0.04mm，或0.05mm，或0.08mm，或0.1mm，或0.15mm，或0.2mm，或0.25mm，或0.3mm。
隔热膜，其特征在于：最外层的基材层的外面还设有一镀铝层；所述隔热单元的层数为10层；所述基材层的厚度为0.03mm；所述气凝胶层的厚度为0.05mm。
隔热膜，其特征在于：该隔热膜的最外侧二面均设有镀铝层或镀银层。
本发明的目的还可以通过以下技术方案实现：
一种隔热膜制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)提供基材；
(2)在基材单面涂布气凝胶；
(3)将第(2)步制成的半成品烘干成隔热单元；
(4)将多层隔热单元复合；
其中，第(1)步所称的基材是聚酰亚胺或碳纤维膜；第(2)步所称的气凝胶是多孔二氧化硅气凝胶；第(4)步所称的复合是在二层隔热单元之间置入高温胶后有压力地复合，并且各个隔热单元同向设置。
隔热膜制备方法，其特征在于，以印刷或喷涂的方式代替第(2)步所称的涂布。
隔热膜制备方法，其特征在于，基材层朝外的最外层隔热单元，其第(1)步所提供的是单面预先设置镀铝层的基材。
隔热膜制备方法，其特征在于，以镀银代替镀铝。
隔热膜制备方法，其特征在于，还包括第(5)步，多孔气凝胶层朝外的最外层隔热单元，其表面还复合一层单面预先设置镀铝层的基材。
隔热膜制备方法，其特征在于，第(2)所述的二氧化硅气凝胶是纳米级颗粒，用分散剂调制成水状后进行涂布的。分散剂可以采用印刷中用的调墨油。先调制成水状再进行涂布可以充分保证二氧硅气凝胶层的厚度最小可以达到0.01mm甚至更薄，并确保涂层均匀。
本发明的隔热膜，多层隔热单元构成的复合而成，每层隔热单元由基材层和气凝胶层组成；所述基材层是聚酰亚胺或碳纤维膜，所述气凝胶层是多孔二氧化硅气凝胶。聚酰亚胺或碳纤维膜本身具有隔热作用，且耐温范围至少在-269摄氏度至400摄氏度之间，对隔热膜起骨架作用；多孔二氧化硅气凝胶具有高的气孔率，从多的气孔非常有效地阻止了热量的对流和固体传导；本发明的隔热膜由多层隔热单元逐级发生作用，防止各层多孔二氧化硅气凝胶内的气体相互流动，隔热效果更好。本发明的隔热膜，只是一种薄膜，与石棉材料相比，体积小的多，而且只需进行简单的切割即可直接使用，具有体积小使用方便。与现有技术相比，本发明的隔热膜对人体无害，且不会向石棉材料一样向周围飞溅石棉造成环境污染。本发明的另一个技术方案是上述隔热膜的制备方法，因而作为一件申请提出。
附图说明
图1是本发明第一个实施例之隔热膜的膜系结构图。
图2是本发明第五个实施例的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步详述。
参考图1，本发明的第一个实施例是一种隔热膜，具有层状结构，该隔热膜的膜系结构为多层隔热单元构成的复合而成，各层隔热单元同向设置；每层隔热单元由基材层101和气凝胶层102组成；所述基材层101是聚酰亚胺或碳纤维膜，所述气凝胶层102是多孔二氧化硅气凝胶；且，相邻的隔热单元之间还具有一高温胶层103。所述多孔二氧化硅气凝胶层由多孔二氧化硅气凝胶颗粒构成，所述多孔二氧化硅气凝胶颗粒是纳米级颗粒。最外层的基材层的外面还设有一镀铝层104；本实施例中，所述隔热单元的层数为4层；所述基材层的厚度为a＝0.03mm；所述气凝胶层的厚度为b＝0.05mm。
本发明的第二个实施例也是一种隔热膜，与本发明第一个实施例的不同之处在于，所述隔热单元有10层。
本发明的第三个实施例也是一种隔热膜，与本发明的第一个实施例的不同之处在于，最外层的基材层的外面设有一镀银层，而不是镀铝层。
本发明的第四个实施例也是一种隔热膜，与本发明的第一个实施例的不同之处在于，该隔热膜的最外侧二面均设有镀铝层；基材朝外的一侧使用预先设置好镀铝层的基材制成所述隔热单元；气凝胶层朝外的一侧另复合一层预先设置好镀铝层的基材。
参考图2，本发明的第五个实施例是一种隔热膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)提供基材；
(2)在基材单面涂布气凝胶；
(3)将第(2)步制成的半成品烘干成隔热单元；
(4)将多层隔热单元复合；
其中，第(1)步所称的基材是聚酰亚胺或碳纤维膜；第(2)步所称的气凝胶是多孔二氧化硅气凝胶；第(4)步所称的复合是在二层隔热单元之间置入高温胶后有压力地复合，并且各个隔热单元同向设置。其中，第(2)所述的二氧化硅气凝胶是纳米级颗粒，用分散剂调制成水状后进行涂布的。分散剂可以采用印刷中用的调墨油。
本发明的第六个实施例是对本发明第五个实施例的一种变换，与第五个实施例的不同之处在于，以印刷或喷涂的方式代替第(2)步所称的涂布。
本发明的第七个实施例也是对本发明第五个实施例的一种变换，与第五个实施例的不同之处在于，基材层朝外的最外层隔热单元，其第(1)步所提供的是单面预先设置镀铝层的基材。对于有防刮需求的隔热膜，可以将镀铝层设置在基材层内侧。
本发明的第八个实施例也是对本发明第七个实施例的一种变换，与第七个实施例的不同之处在于，多孔气凝胶层朝外的最外层隔热单元，其表面还复合一层单面预先设置镀铝层的基材。