真空绝热板

它不包含任何物质,却于无形中发挥着极为出色的隔热性能

2018年10月1日 Read time: MinutesMinute

在真空绝热板中的应用优势

真空绝热板(VIP)可谓隔热技术领域首屈一指的产品,特别是填充了瓦克HDK®气相二氧化硅的真空绝热板,其性能更是无与伦比。位于德国伊尔森布尔格(Ilsenburg)的Vitec公司为防火门、冷藏室及各种建材提供定制真空绝热板。“真空”的物理学定义为:一个不存在任何物质的空间状态。根据经验,抽尽绝热板内残留的空气可以将其隔热效果提升五至六倍。这背后的原理非常简单:通过防止空气中的气体分子导热,真空可以实现不到0.004 W·m−1·K−1的极低导热率。因此,厚度仅2厘米的真空绝热板,其隔热性能可与12到14厘米厚的标准绝热板不相上下。真空技术的应用非常广泛:真空绝热板可以为保温包装、制冷装置、冷藏室、热水箱、防火门、建筑外墙、地板及平屋顶提供出色的冷热防护。

热导率图

即便在相对较高的气压下,HDK®气相二氧化硅的绝热性能也远胜于其它绝热材料,同时其在低压下还具有出众的长期稳定性。(资料来源:巴伐利亚应用能源研究中心(ZAE Bayern))

微孔二氧化硅

真空绝热板的理想填充材料包括硬质泡沫塑料、玻璃纤维以及最重要的HDK®气相二氧化硅。“HDK®是一种高度支化的微孔二氧化硅,拥有许多微型气孔,因此密度非常低。”负责为该产品系列提供技术支持的Jörg Heinlein博士解释道。凭借高度支化的形态,二氧化硅可以极为有效地抑制热传导,是一种出色的隔热材料。此外,采用HDK®进行填充的真空绝热板还具有尺寸稳定性和长期性能出众等优势。而且,填充了HDK®的绝热板的真空程度可以低于填充了其它材料的绝热板。

员工与真空绝热板成品

在位于德国伊尔森布尔格的Vitec公司,经过处理的真空绝热板正在等待打包。将经过加工的隔热材料内部进行抽真空处理,可以令其隔热效果提升六倍左右。

在Vitec位于德国伊尔森布尔格的总部外合影

在Vitec位于德国伊尔森布尔格的总部外合影(左起):Hannah Ullrich (瓦克销售经理)、Joachim Luther(Vitec总经理)、Olaf Jansen和Ralf Frohnwieser(Vitec销售团队)、Jörg Heinlein博士(瓦克技术支持部门)。

从隔热门开始

HDK®的 所有这些特性均深受Vitec公司的青睐,该公司于2008年从母公司Torlit分拆出来,目前两家公司在德国伊尔森布尔格(Ilsenburg)共享一个全新的生产基地。Torlit生产的隔热门可用于仓库、冷藏室及其它对安全要求较高的区域;与其相邻的子公司Vitec则为这些隔热门生产真空绝热板。

一名员工正在用保护膜包装绝热板

一名员工正在准备一块绝热板,以便在其表面覆上保护膜并进行真空处理。

利用真空绝热板,Torlit得以将防火门的厚度从110毫米降至20毫米。对于将HDK®作为真空绝热板的填充芯材,兼任Torlit和Vitec两家公司总经理的Joachim Luther提出了另一项重要论据:“根据我们的经验,隔热性强的材料通常也易燃。”而二氧化硅具有阻燃性,因此是防火门的理想选择,他进一步解释说。“借助二氧化硅,我们的防火门不仅变得更薄更轻,而且隔热性和消防安全性也更高了。”Luther在总结二氧化硅的优势时表示。作为防火门与冷藏室门领域的专家,Torlit的工程师们对众多隔热材料的优势和劣势了如指掌。例如,他们不建议将矿棉用于冷藏领域,因为矿棉会吸水,继而丧失隔热性能。作为在建筑应用中极其常见的绝热材料,聚苯乙烯必须达到极高的厚度。Torlit的第一代防火门采用基于陶瓷颗粒的无机泡沫,这些陶瓷颗粒由极脆的酚醛树脂配制而成。十年前,Torlit的工程师在经过短暂的试验期后,最终决定基本只采用填充了瓦克HDK®二氧化硅的真空绝热板来生产防火门。

齐平安装

防火门和冷藏室门一般根据客户的具体需求进行定制,而其内置真空绝热板也采用定制化生产,以便齐平安装至门内。这就意味着Torlit需要灵活、快速的真空绝热板供应。“我们要在两到三周内交付任意尺寸的防火门,但是真空绝热板生产商通常需要六到八周才能交付,这给我们造成了很大的不便。”Luther表示,“为了提高生产和交付速度,我们不得不自行生产真空绝热板。”

真空绝热板的生产原理非常简单:根据需求,将一定厚度(通常为几厘米厚)的绝热材料塞入铝箔袋,抽成真空再对袋子进行热封即可。在真空绝热板中填充HDK®需要专业的工程技术,不过Vitec在过去十年里已然积累了丰富的相关经验,可以轻松应对填充过程中所涉及的以下挑战:

遮光剂不会吸收或反射从外部进入绝热材料的热辐射,从而进一步降低真空绝热板的热导率。

几袋HDK®气相二氧化硅正放在木托上

HDK®制作真空绝热板(VIP)的优势:

• 即便在真空强度较低的情况下,HDK®也能凭借微孔结构为真空绝热板提供出色的隔热效果• HDK®可赋予真空绝热板长久的隔热性能• HDK®可作为极为坚固的支撑件,使真空绝热板在较高的外部压力下也能保持不变形• HDK®具有阻燃性• 采用HDK®制成的真空绝热板填充芯材可重复利用

防潮屏障

采用HDK®混合物制成的成型板在压实后,便被塞入专用铝箔袋中。铝箔袋由多层聚合物与金属薄层组成,这两种材料都是为了尽可能地阻挡气体和湿气渗入,从而确保真空绝热板能够更长久地保持隔热性能。Vitec的工程师预计,其真空绝热板的使用寿命长达十年。此外,HDK®气相二氧化硅超胜其它填料还有一大原因:例如,玻璃纤维芯和聚合物泡沫都比气相二氧化硅更易老化,因为这些填充芯材的内部压力上升速度较快,导致材料的隔热特性随之退化。平屋顶和屋顶露台保温等特殊应用需要极为坚固的绝热板,针对这一需求,Vitec可提供采用极为坚硬的玻纤增强塑料进行封装的真空绝热板。“在施工现场,你哪怕直接走在这些真空绝热板上,也不会有任何问题。”Vitec的销售人员Ralf-Geoffrey Frohnwiese说道。针对建筑保温系统,Vitec还提供由传统绝热材料(挤塑聚苯乙烯,即XPS)制成且边缘厚度约10毫米的真空绝热板,这类绝热板就可以根据具体需求进行后续加工。Frohnwieser解释道。“这样,如果出现常见的施工误差,也可以进行弥补。”同时,不同真空绝热板接缝处的热传导也能够得到抑制。屋顶和外墙外保温系统用真空绝热板采用定制化生产,在交付给建筑商时还附有相应的安装平面图。

“二氧化硅具有阻燃性,因此是防火门的理想选择。”

Vitec总经理Joachim Luther

真空绝热板的生产

对于施工现场用真空绝热板,Vitec提供附带安装平面图的定制生产服务。

废旧锂电池收纳专用容器

Vitec公司的另一项最新的研发成果是一款用于废旧锂电池收集箱的创新型解决方案。这些安全容器一般用于收集电动汽车、电动自行车或其它大型电气设备的废旧电池,并被运输至废旧电池处理公司进行处理。废旧锂电池的运输需遵循严格的政府标准,因为锂电池可发生自燃并导致1,000°C以上的火灾。因此,安全容器必须采用特殊材料,确保即便发生火灾,其外壳温度也不能超过100°C。“在这个项目中,我们将Vitec在金属建材和真空绝热板生产方面的优势完美地结合起来,与合作伙伴联合开发了一款可以满足客户所有需求的收集箱。”Vitec公司的销售主管Olaf Jansen先生表示。真空绝热板在容器内精确排布,形成一个具有超强隔热性能的内箱。此外,箱内还有一块金属层压板,用于防止真空绝热板在装货等情况下受到损坏。Vitec始终致力于保持灵活性和专业性,而Jansen认为,上述及类似应用正代表了公司未来的发展方向:“我们不追求数量,而是更看重定制产品的开发和优化。”

联系人

有关详细信息,请联系:

Hannah Ullrich
销售经理
气相二氧化硅瓦克有机硅
+49 152 093 519 30
hannah.ullrich@wacker.com