具有阻燃层和绝热层的集装箱制造技术

用于运输热活性材料(14)的集装箱(10)，所述集装箱包括限定容器内部(18)的多个结构板(16)，并进行配置以接收热活性材料(14)。所述容器(10)还包括与环境(E)相邻设置的外部，所述环境(E)中设置有集装箱(100)。在热活性材料和放置有容器的环境(E)之间可放置热屏障组件(24)。所述热屏障(10)包括热屏障内板(28)和热屏障外板(32)，所述热屏障内板和热屏障外板限定热吸收材料接收腔室(34)。可流动聚合物基热吸收材料设置在热吸收材料接收腔室(34)内。配置热屏障(24)以基本围住热活性材料(14)，从而减少热活性材料(14)和设置有集装箱(100)的环境(E)之间的热能迁移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有阻燃层和绝热层的集装箱专利
本专利技术涉及容器和包装材料，且更具体涉及具有减少来自和/或到达容器的热转移的热屏障组件的容器。
技术介绍
随着电运行便携式“小器件”的普及，售出以驱动这些小器件的电池的数量也相应地呈现了爆炸式增长。在过去10年销售量明显增加的电池的一种类型是锂电池。例如，据估算，在1996年售出了价值约四百万美元的锂电池，在2014年售出了价值约四十亿美元的锂电池。锂电池相对于其经常替代的碱性电池具有优势。由于锂是极具活性的材料，相对于电池中所用的材料的量，锂倾向于提供更大的功率。另外，锂电池的放电曲线比碱性电池更长且更平坦，从而在电池的使用寿命内提供持续的更高的电压。这些特征使得小装置制造商能够缩减电池的尺寸并提供小装置运行所需的同等的功率，或者在确定尺寸的电池中提供更大的功率。尽管锂电池比碱性电池更昂贵，但是其在小装置或需要大量的存储电量的装置(例如照相机和智能手机)中使用时具有特别良好的性能特征。术语“锂电池”是指所含的阴极或电解质含有金属锂或锂化合物的一类电池。锂电池的两个主要类别包括锂金属电池和锂离子电池。锂电池和锂离子电池之间具有几个重要差别。这两种电池间最重要的实质差别在于锂电池不可充电，而锂离子电池可充电。从化学角度来看，锂电池使用纯金属形态的锂，而锂离子电池使用锂化合物，其比锂电池中所用的单质锂稳定得多。锂电池不能充电，而锂离子电池设计为能够充电数百次。与其他充电电池(例如镍金属氢化物充电电池或镍镉电池)相比，锂电池的另一个优势在于，锂电池比大多数其他类型的充电电池具有更高的能量密度。例如，在具有同等尺寸和重量时，锂离子电池能够比镍基充电电池存储更多的能量。另外，锂离子电池的运行电压高于其他充电电池，从而能够在多种应用中使用单个单元电池，而镍金属氢化物或镍镉电池则需要多个单元。进一步，锂电池的自放电率低于其他类型的充电电池，从而能够将电力存储更长时间。总而言之，相比其他类型的充电电池，锂离子电池可制作得更小、更轻，具有高电压并将电力保持得更长。遗憾的是，锂电池与其他电池相比也具有某些缺点。例如，与碱性电池和镍基电池相比，锂电池制造起来更为昂贵。使用锂电池的另一缺点在于，与镍基电池相比，其着火的可能性更高。认为锂离子电池容易着火的根源在于电池中隔膜的损坏或缺陷。锂电池含有极薄的隔膜，将电池中的元件隔开。当这些隔膜损坏而不能正确工作时，电池会损坏并着火。这些“不良隔膜”损坏可能由较差的设计、制造缺陷、在电池上产生的外部损伤、较差的电池包装设计、电池设计中产生的不充分或不足够的保护以及过充等导致。由薄隔膜损伤导致的内部短路导致在后续产生热量。在特定电池中热量的产生可激发所谓的热逸散，该过程中电池会过热并着火，从而以类似于以下的方式引燃相邻的电池：在一盒火柴中，如果一根点燃的火柴与相邻的未点燃的火柴靠近，则会引燃相邻的火柴。对此，已有记录表明锂离子电池在约953华氏度时起燃，并且在燃烧过程中能超过1100华氏度。照此，燃烧的锂离子电池通常能够产生足够的热来引燃相邻的电池。电池引燃其他电池的这种能力称作“热逸散”。加剧热逸散的一个因素在于，锂电池能够在氧气不存在的情况下燃烧和引燃。因此，将电池放置在真空容器中或密封容器中并不能防止容器中的电池参与热散逸，从而使容器过热。已报道了多电池容器参与热散逸而引起相邻的多电池容纳容器变得足够热、从而引燃其中容纳的锂电池的示例。这种易着火的倾向会增加运输锂电池的货运者的风险，特别是通过航空运输电池时。运输电池增加的风险会增加运输电池的成本。运输成本可明显增加电池的成本，特别是考虑到现今出售的大多数电池在中国制造，却在远距离的市场使用，例如北美和欧洲市场。热逸散在装载有电池的飞机中能产生特别困扰的情况。由FAA威廉休斯技术中心(“FAA技术中心”)进行的测试表明，存在与锂电池相关的特定的传播特征。链反应热逸散能导致自热以及电池存储能量的释放。在着火情况下，货仓中火焰的空气温度可升高至锂的自燃点以上。如上所述，这些高温能引燃电池和进一步引燃相邻的电池，从而对货仓造成灾难性的火灾风险。尽管锂离子电池的构建中的进步已使得这种热散逸极为罕见，但是热散逸的风险仍然存在。已进行了各种控制热逸散的尝试。大多数这种尝试集中于阻燃剂的使用或液体抑制产品技术的使用。这些尝试背后所隐含的理论为消除火焰，从而在火焰扩散至相邻电池和/或相邻容器及电池之前减少燃烧电池的实际数量，而不是防止初始的燃烧或热逸散的产生。遗憾的是，这些先前的尝试在防止锂电池的热逸散中并不是完全有效的。应理解，如果有这样一种容器，它提供一种热屏障来减少相邻容器间的热传递，从而减少热逸散的量和规模(size)，进而减少由热逸散在区域中产生的热和压力，由此能够限制这种火焰和爆炸的冲击，那将是有用的。超吸收聚合物(SAP)或水凝胶是松散交联的柔性聚合物链的三维网络，所述聚合物链具有游离的离子官能团。它们基本上是能够在负载或未负载状态下吸收大于15倍于其自身干重的流体的材料，所示液体例如有水、电解液、合成尿液、盐水、诸如尿液、汗液和血液的生物液体。它们是以亲水性羧酸、羧酰胺、羟基、胺、酰亚胺基团等为特征的聚合物，不溶于水，并且是交联的聚电解质。由于其离子特性和互连结构，它们吸收大量的水和其他水溶液而不会因水分子氢键带来的溶解力而溶解，也不会增加网络的熵而使得SAP极度膨胀。向聚合物提供吸收能的因素是渗透压，其基于可移动的抗衡离子以及聚合物电解质与水之间的亲和性。相反，抑制吸收能的因素是由网状结构导致的凝胶弹性。它们不仅具有高的流体吸收能力，而且被吸收的流体不易释放，因为它们仅通过捕集而不是将其保持在结构中来固定流体。聚合物的制备方法例如在S.Kiatkamjornwong,“超吸收聚合物和超吸收聚合物组合物(SuperabsorbentPolymersandSuperabsorbentPolymerCompositions),ScienceAsia,33增刊(Supplement)1(2007):39-43以及M.J.Zohuriaan-Mehr和K.Kabiri,“超吸收聚合物材料：综述(SuperabsorbentPolymerMaterials:AReview),”IranianPolymerJournal,17(6),(2008),451-477中有描述。有多个美国专利涉及粒子超吸收干燥聚合物在防火和灭火中的应用，包括vonBlucher的美国专利第4,978,460号；vonBlucher的美国专利第5,190,110号；以及Pascente的美国专利第5,849,210号。专利技术概述配置集装箱以运输热活性材料。集装箱包括多个限定容器内部的结构板，配置所述结构板以接收热活性材料。所述容器还包括与环境相邻配置的外部，所述环境中放置有集装箱。在热活性材料和放置有容器的环境之间可放置热屏障组件。所述热屏障包括热屏障内板和第三屏障外板，所述热屏障内板和第三屏障外板限定热吸收材料接收腔室。可流动聚合物基热吸收材料配置在热吸收材料接收腔室内。配置热屏障以基本围住热活性材料，从而减少热活性材料和放置有集装箱的环境之间的热能通路。在优选的实施方式中，所述集装箱还包括用于释放压力的压力释放组件，所述压本文档来自技高网...

【技术保护点】
配置成用于运输热活性材料(14)的集装箱(10)，所述集装箱(10)包括限定容器内部(18)并进行配置以接收热活性材料(14)的多个结构板(16)，和与放置有集装箱的环境相邻设置的外部，用于放置在热活性材料(14)和放置有容器(10)的环境(E)之间的热屏障组件(24)，所述热屏障(24)包括热屏障内板(28)和热屏障外板(32)，所述热屏障内板和热屏障外板限定热吸收材料接收腔室(34)，以及设置在热吸收材料接收腔室(34)内的可流动聚合物基热吸收材料，其中热屏障(24)经配置以基本围住热活性材料(14)，从而减少热活性材料(14)和设置有集装箱(100)的环境(E)之间的热能迁移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.26 US 62/042,2361.配置成用于运输热活性材料(14)的集装箱(10)，所述集装箱(10)包括限定容器内部(18)并进行配置以接收热活性材料(14)的多个结构板(16)，和与放置有集装箱的环境相邻设置的外部，用于放置在热活性材料(14)和放置有容器(10)的环境(E)之间的热屏障组件(24)，所述热屏障(24)包括热屏障内板(28)和热屏障外板(32)，所述热屏障内板和热屏障外板限定热吸收材料接收腔室(34)，以及设置在热吸收材料接收腔室(34)内的可流动聚合物基热吸收材料，其中热屏障(24)经配置以基本围住热活性材料(14)，从而减少热活性材料(14)和设置有集装箱(100)的环境(E)之间的热能迁移。2.如权利要求1所述的集装箱，所述集装箱还包括用于将热活性材料(14)产生的压力排放至大气的压力释放组件(142)。3.如权利要求2所述的集装箱，其中，所述压力释放组件(142)包括压力释放阀(142)和/或热屏障组件(24)中的间隙，气体在过压状态下能够通过所述压力释放阀(142)和/或所述间隙。4.如权利要求1所述的集装箱(100)，其中，所述热屏障(24)包括设置在热吸收材料接收腔室(34)内部的分隔组件(38)，所述分隔组件(38)限定一系列的单元(80)，所述单元经配置以接收和保持可流动聚合物基热吸收材料(36)。5.如权利要求4所述的集装箱，其中，所述分隔组件(38)一般在整个热吸收材料接收腔室(34)中延伸，以使可流动聚合物基热吸收材料在热吸收材料接收腔室(34)中保持基本一致的分散。6.如权利要求5所述的集装箱，其中，所述分隔组件(38)包括基本设置在整个热吸收材料接收腔室(34)内的蜂窝单元(80)结构，所述蜂窝单元结构分隔组件(38)经配置以在单元(80)内接收可流动聚合物基热吸收材料(36)，以在整个热吸收材料接收腔室(34)中使聚合物基热吸收材料(36)基本均匀地分配。7.如权利要求1所述的集装箱，其中，所述结构板(16)包括底板组件(54)、至少一个与底板组件(54)连接的第一侧板组件(46,48,50,52)、可在开启位置和关闭位置之间移动的顶板组件(58)，且其中，底板组件(54)、至少一个第一侧板组件(46,48,50,52)和顶板组件(58)分别包括一个内表面(27)。8.如权利要求7所述的集装箱，其中，热屏障组件(24)包括多个热屏障板，所述热屏障板包括与底板组件的内表面相邻设置的热屏障底板(36)、与至少一个侧板组件(48)的内表面相邻设置的至少一个热屏障侧板、与顶板组件(58)的内表面相邻设置的热屏障顶板(29)，所述多个热屏障板经...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·坎贝尔，C·杰尔赫森，
申请(专利权)人：诺查股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US