真空隔热板(VIP板)是英文Vacuum Insulation Panel的简称,是真空保温材料中的一种,是由填充芯材与真空保护表层复合而成,它有效地避免空气对流引起的热传递,因此导热系数可大幅度降低,小于0.035w/(?.k),并且不含有任何OD材料,具有环保和高效节能的特性,是目前世界上最先进的高效保温材料。
真空隔热板同其它材料相比,其极低的导热系数,在保温技术要求相同时有保温层厚度薄、体积小、重量轻的优点,适用于节能要求较高的产品,有较大技术经济意义。
1、芯材:
真空隔热板要求芯材本身导热系数低、不燃、有一定的强度、性能稳定。可供选用的有玻璃纤维和气相二氧化硅两大类。玻璃纤维具有体质轻、导热系数低、热绝缘和吸声性能好等优点,是一种较理想的芯材。但选用这种芯材制成的真空隔热板,一旦失去真空度后板材的膨胀率达到80%以上,如果应用到建筑上会带来很大的安全隐患。气相二氧化硅不仅同样具有玻璃纤维的优点,而且选用气相二氧化硅制成的真空隔热板性能非常稳定,即使真空度失效后膨胀率也在5%以下。同时,气相二氧化硅本身具有很强的活性,可以将在使用过程中可能会渗透到板材内的微量水蒸气吸附掉,从而使得真空隔热板具有更长的使用寿命。
2、阻气材料的组成:
复合阻气膜是由金属铝箔膜、纳米玻璃纤维聚合薄膜、专用粘结剂等主要材料,采用热合技术制作而成的具有高阻气性,高阻水性,耐穿刺性和易热封性的复合膜材料,其中最外层为玻纤布,作用是提高复合阻气膜的强度,降低在生产和使用过程中的破损概率。内层的复合膜主要作用是保证整个复合阻气膜的高阻气性,高阻水性,从而保证真空隔热板的导热系数、真空度以及使用寿命。
3、真空度的稳定:
为保证真空隔热板的导热系数以及使用寿命,需要在真空隔热板内添加气体吸附材料来保持板材内部真空度,气体吸附材料可以将在使用过程中可能会渗透到板材内的微量水蒸气吸附,从而进一步保证板材使用寿命。
目前,真空系统中的气体吸附材料基本为分子筛类型,这是由于普通类型的气体吸附材料对水蒸汽、空气等的吸附能力较差,而分子筛类型的稳定剂孔隙率大、比表面积大、吸附能力强,能够保证渗入到板材内的气体被充分吸附,从而保持板材的真空度。
4、抽真空封装技术:
真空隔热板的导热系数与抽真空的压力有着直接的关系,当抽真空的压力增大,导热系数会随之降低;反之则会升高,因此抽真空封装技术是降低导热系数的重要途径。
一个完整的抽真空封装过程为:将已装入复合阻气膜的半成品放入抽真空设备,进行抽真空,当真空度达到预设值后将复合阻气膜的袋口封口即可。
开发真空绝热板的目的是最大限度的减少热量传递,从而达到建筑节能的目的,热量传递的实质就是能量从高温物体向低温物体转移的过程,这是能量转移的一种方式,热量传递一般分为三种方式:热传导、热对流、热辐射。
热传导是固体热传递的主要方式,它是指物质系统(气体、液体或固体),由于内部各处温度不均匀而引起的热能(内能)从温度较高处向温度较低处输运的现象,热对流是流体(气体、液体)中热传递的主要方式,它是指流体中较热部分和较冷部分在流体本身的有序的循环流动下的发生相对位移,使温度趋于均匀从而达到热能(内能)传递的过程,热辐射是真空中唯一的热传递方式。它是指受热物体以电磁辐射的形式向外界发射并传送能量的过程。物体温度越高,辐射越强,与热传导、热对流不同,热辐射能把热能以光的速度穿过真空,从一个物体传给另一个物体。任何物体只要温度高于绝对零度,就能辐射电磁波,波长为0.4~40微米范围内的电磁波(即可见光与红外线)能被物体吸收而变成热能。
真空绝热板有效的避免了以上3种方式的热量传递,首先,真空绝热板的芯材以绝热材料为主,其导热系数一般为0.030-0.040W/(m?K),这就极大地降低了由热传导所带来的热传递,其次,抽真空封装技术减少了材料内部的空气含量,可以有效的避免由于空气对流引起的热传递,第三,专用复合阻气膜是由金属铝箔膜、纳米玻璃纤维聚合薄膜、专用粘结剂等主要材料,采用热合技术制作而成,其中的金属铝箔膜可以反射70%-90%的辐射热。