隔热结构制造技术

本发明专利技术提供了一种隔热结构，其包括织物层；和安置在所述织物层的表面上的双层红外辐射反射金属涂层。所述双层红外辐射反射金属涂层包括直接涂覆到所述织物层的所述表面上的第一涂层；和涂覆到所述第一涂层上的第二涂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】隔热结构
本专利技术涉及一种隔热结构，更具体来说，涉及一种能够阻断热辐射同时减轻湿蒸气传递堵塞的隔热结构。
技术介绍
隔热和防寒材料应用于各种应用，例如建筑物结构、储能设施、飞行器和防寒服装，用于减少介质与其周围环境之间的热传递。与各种其它隔热和防寒材料(例如粉末隔热材料、泡沫隔热材料和真空板材料)相比，纤维隔热材料由于非常高的孔隙率(一般等于或大于95%)而具有例如以下的优势:隔热合乎需要、重量轻、良好湿气吸附和良好蒸气传递以及减震能力高(曾(Tseng)和郭(Kuo)，酹醒泡沫隔热材料的热福射性质(Thermalradiative properties of phenolic foam insulation),定量光谱学与福身寸传递杂志(Journal of Quantitative spectroscopy&Radiative Transfer) , 72, 349-359(2002))?在纤维隔热材料中，热传递机制主要涉及热传导和热福射(法恩沃思(Farnworth)，热流通过服装隔热材料的机制(Mechanisms of heat flow through clothing insulation),纺织研究杂志(Textile Research Journal)，53 (12)，717-725 (1983))。在多孔纤维隔热材料中，通过辐射传热是影响总热通量的一个重要因素(例如法恩沃思(1983)，吴(WU)等人(2007),杜(Du)等人(2007))。为了减少辐射热通量，一种可能的方法是增加纤维隔热材料的纤维体积分数(或降低孔隙率)(参考法恩沃思(1983)和吴等人(2007));或引入高密度薄膜以充当夹层(吴和范(Fan)，通过FTIR测量薄聚合物膜的福身寸热性质(Measurement of radiative thermal properties of thin polymer filmsby FTIR),聚合物测试(Polymer Testing), 27:122-128 (2008))。然而，这些方法导致热传导通量增加和透湿性降低。当在纤维隔热材料(例如防寒服装或睡袋)中有湿蒸气传递时，透湿性降低会引起纤维隔热材料中的湿蒸气积聚和凝结，从而降低隔热效果。因此，一项挑战是减少辐射热损失而不增加传导热损失并且不阻断湿气传递。超细纤维、金属纤维或金属化的纤维能够减少通过辐射传热，这是由于超细纤维的表面积与体积的比率相对较高，这增加了对热辐射的吸收效率，从而加强对通过辐射传热的阻断。在纤维表面电镀金属反射层能够增加辐射消光系数，并且进一步增强对热辐射的阻断。此外，可以发现这些材料具有相对高的透湿性(吉布森(Gibson)等人，基于电纺纳米纤维的多孔膜的传输性质(Transport properties of porous membranes basedon electrospun nanofibers),胶体与表面A辑:物理化学与工程问题(Colloids andSurfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects), 187-188，469-481 (2001))。然而，超细纤维的潜在问题是当其单独使用时具有相对薄弱的强度。一般来说，热辐射反射材料相对较重。因此，如果这些常规热辐射反射材料用作隔热系统的夹层或衬底层，那么重量不必要地并且大幅增加。大幅增重对于大多数防寒系统、尤其服装、睡袋和飞行器外壳来说是不合需要的。此外，由金属制成的相对厚的涂层还大大降低水蒸气的渗透性。当在极其寒冷环境下在防寒服装中使用这些材料时，水蒸气凝结，从 而导致大得多的热损失。
技术实现思路
本专利技术设法减轻上述问题中的至少一者。在第一广泛形式中，本专利技术提供了一种隔热结构，其包括:至少一个纤维网层，和在所述纤维网的每一层上形成的红外辐射反射涂层；其中所述纤维网的每一层由粗纤维层隔开，并且所述粗纤维层具有小于1%的纤维体积分数和20-35 μ m的纤维直径。优选地，纤维网可以包括由合成聚合物制成的超细纤维网，或由羊毛、绒毛、棉、合成纤维材料或其组合制成的纺织物纤维网。优选地，超细纤维网可以包括0.5-2 μ m的纤维直径、约10%的纤维体积分数和100-200μπι的厚度。此外还优选地，超细纤维网可以包括通过熔喷技术形成的纤维网。优选地，红外辐射反射涂层可以包括由铝或氧化铝制成的涂层。典型地，红外辐射反射涂层可以包括约IO-1OOnm的厚度。此外典型地，红外辐射反射涂层通过物理气相沉积、磁控溅射、电弧等离子体沉积、化学气相沉积和溶胶-凝胶方法在所述超细纤维网或纺织物上形成。优选地，粗纤维层可以包括由羊毛、绒毛、棉、合成纤维材料或其组合制成的纤维层。在第二广泛形式中，本专利技术提供了一种隔热系统，其包括根据本专利技术的第一广泛形式的隔热结构。典型地，所述隔热系统可以体现为一件衣服、睡袋、用于建筑物的隔热系统、电动汽车和/或飞行器外壳的组件。有利地，根据本专利技术，采用至少两个由超细纤维网或纺织物形成的纤维网层，在纤维网的每一层上形成红外辐射反射涂层，和由粗纤维层隔开纤维网中的每一者，本专利技术维持整个隔热结构的强度并且阻断热辐射而不阻塞湿蒸气传递，从而改善隔热性能。此外，本专利技术相比于其它竞争性技术展现相对较轻的重量。在第三广泛形式中，本专利技术提供了一种隔热结构，其包括:织物层；和安置在织物层的表面上的双层红外辐射反射金属涂层；其中所述双层红外辐射反射金属涂层包括直接涂覆到所述织物层的所述表面上的第一涂层；和涂覆到所述第一涂层上的第二涂层。优选地，双层红外辐射反射金属涂层的第一涂层可以包括铜、金、铅和锌中的至少一者O优选地，双层红外辐射反射金属涂层的第二涂层可以包括铝、银和锡中的至少一者。优选地，双层红外辐射反射金属涂层可以安置在织物层的相对表面上。优选地，本专利技术可以包括多个形成多层结构的织物层，所述织物层中的每一者包括安置在所述织物层中的每一者的至少一个表面上的双层红外辐射反射金属涂层。所述多个织物层可以包括大致类似的宽度或可以具有不同宽度。典型地，所述多个堆叠在一起的织物层的最外织物层的最外表面可以无双层涂层安置在其上。优选地，织物层可以包括棉和合成纤维材料中的至少一者。典型地，织物层可以包括针织和编织的织物结构中的至少一者。典型地，织物层可以包括平纹、斜纹和缎纹组织结构中的至少一者。优选地，本专利技术可以包括发热纤维层。此外优选地，所述发热纤维层可以布置在相邻织物层之间。优选地，发热纤维层可以包括聚酯、粘胶、尼龙、棉和羊毛纤维材料中的至少一者。优选地，发热纤维层可以通过非编织、熔喷和针织技术中的至少一者来形成。典型地，发热纤维层可以包括相变材料(PCM)纤维。优选地，本专利技术可以包括布置在最外织物层前面的隔热纤维层。典型地，所述隔热纤维层可以由非织造、熔喷和针织技术中的至少一者形成。典型地，双层红外辐射反射金属涂层的第一和第二涂层可以通过化学处理、物理气相沉积、溅射、电弧等离子体沉积、化学气相沉积和溶胶-凝胶方法中的至少一者来涂覆。优选地，双层红外辐射反射涂层可以包括大致在10_330nm范围内的厚度。在第四广泛形式中，本专利技术提供了一种隔热系统，其包括根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔热结构，其包括至少一个纤维网层，和在所述纤维网的每一层上形成的红外辐射反射涂层；其中所述纤维网的每一层由粗纤维层隔开，并且所述粗纤维层具有小于1%的纤维体积分数和20‑35μm的纤维直径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种隔热结构,其包括 至少一个纤维网层，和 在所述纤维网的每一层上形成的红外辐射反射涂层； 其中所述纤维网的每一层由粗纤维层隔开，并且所述粗纤维层具有小于1%的纤维体积分数和20-35 μ m的纤维直径。2.根据权利要求1所述的隔热结构，其中所述至少一个纤维网包括由合成聚合物制成的超细纤维网，或由羊毛、绒毛、棉、合成纤维材料中的至少一者制成的纺织物纤维网。3.根据权利要求2所述的隔热结构，其中所述超细纤维网包括0.5-2 μ m的纤维直径、约10%的纤维体积分数和100-200 μ m的厚度。4.根据权利要求1所述的隔热结构，其中所述超细纤维网包括通过熔喷技术制造的纤维网。5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的隔热结构，其中所述红外辐射反射涂层包括由铝和氧化铝中的至少一者制成的涂层。6.根据权利要求5所述的隔热结构，其中所述红外辐射反射涂层包括大致在IO-1OOnm范围内的厚度。7.根据权利要求2所述的隔热结构，其中所述红外辐射反射涂层包括通过物理气相沉积、磁控溅射、电弧等离子体沉积、化学气相沉积和溶胶-凝胶方法中的至少一者在所述超细纤维网或纺织物上形成的涂层。8.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的隔热结构，其中所述粗纤维层包括由羊毛、绒毛、棉和合成纤维材料中的至少一者制成的纤维层。9.一种隔热系统，其包括如权利要求1到8中任一权利要求所述的隔热结构。10.根据权利要求9所述的隔热系统，其中所述隔热结构形成一件防寒服装、睡袋、建筑物的隔热系统、电动汽车或飞行器外壳中的至少一者的一部分。11.一种隔热结构，其包括: 织物层；和 安置在所述织物层的表面上的双层红外辐射反射金属涂层； 其中所述双层红外辐射反射金属涂层包括直接涂覆到所述织物层的所述表面上的第一涂层；和涂覆到所述第一涂层上的第二涂层。12.根据权利要求11所述的隔热结构，其中所述双层红外辐射反射金属涂层的所述第一涂层包括铜、金、铅和锌中的至少一者。13.根据权利要求11或12所述的隔热结构，其中所述双层红外辐射反射金属涂层的所述第二涂层包括铝、银和锡中的至少一者。14.根据权利要求11到13中任一权利要求所述的隔热结构，其中所述双层红外辐射反射金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘培生，刘理璋，马纳斯·库马尔·萨卡尔，范金土，
申请(专利权)人：盈保发展有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81