用于真空绝热板的具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜和外层复合膜

摘要

本发明公开了一种用于真空绝热板的具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜和外层复合膜，属于真空绝热板技术领域。该PE膜由阻燃母粒、线性聚乙烯、高压聚乙烯和溴系阻燃剂按一定比例混合并挤出成膜制得，该PE膜用于真空绝热板外层复合膜，外层复合膜由内至外依次为PE膜、聚酰胺膜、铝箔、PET膜、玻璃纤维布；以本发明PE膜作为最内层制备的真空绝热板外层复合膜达到A级防火级别，隔热性能良好，抗穿刺能力强。

说明书

技术领域

本发明涉及真空绝热板技术领域，具体涉及一种用于真空绝热板的具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜和外层复合膜。

背景技术

环保和节能成为当前世界经济发展的主题，研制高效节能的环保材料已经成为缓解能源危机的迫切之需，真空绝热板(Vacuum Insulation Panel.VIP)应时而生，目前已在冰箱、冷藏集装箱、建筑等领域得到广泛应用。VIP是基于真空绝热机理而制成的一种真空保温材料，主要由被抽真空的芯层多孔介质隔热材料、用以将芯材与外界隔离的隔气结构和气体吸附材料三部分组成，通过最大限度地提高芯材真空度来实现绝热。但如何保证VIP在整个系统使用周期内的热稳定性和长期有效性，已成为诸多研究者和使用者最为关心的课题。

事实上，VIP的导热系数并不是恒定不变的，随着其在保温场合使用时间的推移，外界气体通过隔气结构渗透到板内，使其绝热性能随之衰减，导热系数进而随之上升。即VIP导热系数的增加主要是因为气体的渗透和芯材对水分的吸收。目前，隔气结构膜多为几种材料复合而成，一般应包含阻气层、阻热层、防辐射层、热封层等，至少应包含阻气层和热封层。目前最为常用的高阻隔复合膜多含有作为阻气层的铝箔、作为热封层的低密度聚乙烯和作为支撑和阻热材料的聚对苯二甲酸乙二酯组成。

隔气结构是VIP板的重要组成部分，其主要作用是形成一定的封闭空间，阻碍外界空气、水蒸汽的渗透，维持芯材内部真空度以维持VIP的绝热性能，故而其阻气性能是影响VIP内部真空度和使用寿命的最为重要的因素。另外，由于隔气结构膜置于VIP板内部芯材和外部环境(工况)之间，因此隔气结构膜的抗穿刺能力也应该有一定要求，以延长其使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于真空绝热板的具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜和外层复合膜，该PE膜具有高的阻燃、阻气和防水性能，同时具有优异的抗穿刺性能。以该PE膜作为最内层制备的真空绝热板外层复合膜达到A级防火级别，隔热性能良好，抗穿刺能力强。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于真空绝热板的具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜，其制备原料由阻燃母粒、线性聚乙烯(7042)、高压聚乙烯(HDPE)和溴系阻燃剂组成，其中：PE膜各原料重量比例如下：

所述阻燃母粒是将线性低密度聚乙烯(7042)、POE塑料和超细氢氧化镁粉体混合后，经密炼机混炼及挤出造粒获得；按重量百分含量计，所述阻燃母粒中各组分含量如下：

线性低密度聚乙烯(7042) 30-45％；

POE塑料 10-15％；

超细氢氧化镁粉体 40-60％。

所述超细氢氧化镁粉体的中位径(D50)为1-10μm；所述阻燃母粒制备时还可加入常规抗氧剂和润滑剂，抗氧剂加入量0.2-0.5wt.％；润滑剂加入量0.2-0.5wt.％。所述溴系阻燃剂中溴含量大于75wt.％。

所述阻燃母粒的制备过程中，密炼机密炼温度是170℃左右，挤出机各段温度从150～190℃。具体温度在生产时根据实际情况可进行调整。

该具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜的制备过程为：将所述阻燃母粒、线性聚乙烯、高压聚乙烯(HDPE)和溴系阻燃剂按比例混合，并经吹膜温度170-185℃挤出吹膜，得到所述玻璃纤维布。

所述PE膜厚度为8-15C。

所述阻燃母粒在使用前先进行干燥处理，干燥处理的温度为90-105℃，干燥时间6-8小时。

所述PE膜用于真空绝热板外层复合膜的最内层。所述真空绝热板外层复合膜为五层复合结构，由内至外依次为PE膜、聚酰胺膜(PA)、铝箔、PET膜、中碱性玻璃纤维布；其中：PE膜厚度8-15C，聚酰胺膜厚度1.2-1.7C，铝箔厚度0.5-1.0C，PET膜厚度1.0-1.5C、中碱性玻璃纤维布按照100-120g/m

所述中碱性玻璃纤维布的pH值为7-10。

本发明设计原理及有益效果如下：

1、本发明采用改进的PE膜作为真空绝热板外层复合膜的最内层膜，经测定真空绝热板外层复合膜达到A级防火级别，且抗穿刺能力强(抗穿刺强度≥12N)。

2、本发明在制备PE膜时，先对阻燃母粒进行干燥处理，处理温度90-105℃，时间6-8小时。温度低于90℃则阻燃母粒与LLDPE混合后吹膜时易出现气泡，温度高于105℃则阻燃母粒在干燥时就会黏在一起，从而影响后续吹膜的均匀性。

3、本发明设计的阻燃母粒中以超细氢氧化镁粉体为阻燃剂，即具有阻燃性能，同时还能在高温条件下吸收部分燃烧热值，从而进一步提高所制备的真空绝热板外层复合膜的隔热性能。

4、本发明设计的阻燃母粒中采用无机阻燃剂，与其他组分以一定配比制备的PE膜，具有抗老化、减小收缩等性能。

附图说明

图1为真空绝热板外层复合膜结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，以下结合实例对本发明进行描述，但实例仅为对本发明的特点和优点做进一步阐述，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

本实施例为PE膜的制备，具体过程如下：

1、制备阻燃母粒：所述阻燃母粒是将线性低密度聚乙烯(7042)、POE塑料、超细氢氧化镁粉体混合后，经密炼机170℃混炼及挤出造粒获得，挤出机各段温度从150～190℃；本实施例按重量百分含量计的阻燃母粒中各组分含量为：线性低密度聚乙烯(7042)37.5％，POE塑料12.5％，超细氢氧化镁粉体49.4％，抗氧剂1010为0.3％，润滑剂(TAS-2A)0.3％。其中超细氢氧化镁粉体的中位径(D50)为3-8μm。

2、将制备的阻燃母粒进行干燥处理，温度为100℃，干燥时间7.5小时。干燥温度以与线性聚乙烯7042混合后吹膜没有气泡为准，如温度超过110℃，颗粒会黏在一起。

3、制备PE膜：将干燥后的阻燃母粒、线性聚乙烯7042、高压聚乙烯(HDPE)和溴系阻燃剂混合，PE膜中各原料重量百分含量为：阻燃母粒58％，线性聚乙烯(7042)18％，高压聚乙烯(HDPE)18％，溴系阻燃剂6％。所述挤出吹膜温度180℃，因设备不同，各段温度可根据挤出管膜的状态进行调整。所述溴系阻燃剂中溴含量大于75wt.％。

实施例2

本实施例为真空绝热板用外层复合膜的制备，具体过程如下：

采用实施例1制备的PE膜作为最内层，由内至外依次为PE膜、聚酰胺膜、铝箔、PET膜、中碱性玻璃纤维布(图1)；其中：PE膜厚度110μm，聚酰胺膜厚度1.5C，铝箔厚度0.7C，PET膜厚度1.2C、中碱性玻璃纤维布按照110g/m

所制备的真空绝热板用外层复合膜性能测试如表1所示。

表1外层复合膜(玻纤布110g/PET12μm/Al 7μm/PA15μm/PE110μm)性能