复合隔热材料层、隔热制品及应用制造技术

本发明专利技术提供了一种复合隔热材料层、隔热制品及应用，涉及功能性材料技术领域。该复合隔热材料层包括反射屏、各向异性导热层和隔热层，各向异性导热层位于反射屏和隔热层之间，反射屏、各向异性导热层和隔热层之间相贴合，该复合隔热材料层通过将反射屏、各向异性导热层和隔热层层叠复合的方式，抑制了热辐射、热传导以及热对流的热量传递方式，可有效提升其隔热性能，能够达到较好的隔热效果，同时，各向异性导热层的设置还可以使得隔热层的温度分布更加均匀，降低各层在非均匀温度场所产生的热冲击作用时所产生的热应力，从而提升该复合隔热材料层的热冲击防护能力。本发明专利技术还提供了一种隔热制品，包括上述的复合隔热材料层。

Composite Thermal Insulation Material Layer, Thermal Insulation Products and Their Application

The invention provides a composite insulating material layer, insulating products and applications, and relates to the technical field of functional materials. The composite thermal insulation material layer includes reflective screen, anisotropic thermal conductive layer and thermal insulation layer. The anisotropic thermal conductive layer is located between the reflective screen and the thermal insulation layer. The reflective screen, the anisotropic thermal conductive layer and the thermal insulation layer are joined together. The composite thermal insulation material layer suppresses the thermal radiation, heat conduction and convection by laminating the reflective screen, the anisotropic thermal conductive layer and the thermal insulation layer. The heat transfer mode can effectively improve the thermal insulation performance and achieve better thermal insulation effect. At the same time, the setting of anisotropic thermal conductive layer can make the temperature distribution of the thermal insulation layer more uniform, reduce the thermal stress produced by the thermal shock of each layer in the non-uniform temperature field, and thus enhance the thermal shock protection ability of the composite thermal insulation material layer. The invention also provides a heat insulation product, including the composite heat insulation material layer.

【技术实现步骤摘要】
复合隔热材料层、隔热制品及应用
本专利技术涉及功能性材料
，具体而言，涉及一种复合隔热材料层、隔热制品及应用。
技术介绍
复合隔热材料为采用多种材料复合而成且能阻滞热流传递的材料，又称热绝缘材料。复合隔热材料具有良好的隔热效果，在各工业领域均有广泛应用。虽然现有的复合隔热材料具有很好的隔热效果，但当其应用于热源温度场分布不均匀的位置时，为使冷面温度满足使用需求，需采用更多的复合隔热材料交替叠合，从而增加了隔热制品的厚度和质量；或依据温度分布形态对隔热制品进行分型，从而增加了成本；且由于各叠层材料物理性能随温度具有一定的差异性，其在非均匀温度场所产生的热冲击作用时将产生热应力，从而对其整体结构及性能产生不利影响。有鉴于此，特提出本专利技术以解决上述技术问题中的至少一个。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种复合隔热材料层，该复合隔热材料层具有良好的均热功能，能够达到优异的隔热效果和热冲击防护能力。本专利技术的第二个目的在于提供一种隔热制品，包括上述复合隔热材料层。本专利技术的第三个目的在于提供一种上述复合隔热材料层或隔热制品的应用。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术提供一种复合隔热材料层，包括反射屏、各向异性导热层和隔热层，所述各向异性导热层位于所述反射屏和隔热层之间，所述反射屏、各向异性导热层和隔热层之间相贴合。进一步的，在本专利技术技术方案基础之上，所述各向异性导热层沿平面方向的导热系数为100-2000W/m·K，所述各向异性导热层沿厚度方向的导热系数为5-40W/m·K。进一步的，在本专利技术技术方案基础之上，所述各向异性导热层包括至少一层各向异性导热薄膜；优选地，所述各向异性导热薄膜包括石墨薄膜和/或石墨烯薄膜；优选地，所述石墨薄膜包括人工石墨薄膜和/或天然石墨薄膜。进一步的，在本专利技术技术方案基础之上，所述各向异性导热层的厚度为0.01-0.1mm，优选为0.02-0.05mm。进一步的，在本专利技术技术方案基础之上，所述反射屏的材料包括金属箔或表面形成有金属层的塑料薄膜；优选地，所述金属箔包括铝箔、铜箔、金箔、镍箔、钼箔或不锈钢箔中的任意一种；优选地，所述金属层的材料为镍或铝；优选地，所述塑料薄膜包括聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜。进一步的，在本专利技术技术方案基础之上，所述反射屏的厚度为0.015-0.05mm，优选为0.02-0.03mm。进一步的，在本专利技术技术方案基础之上，所述隔热层的材料包括纤维材料和/或气凝胶材料；优选地，所述纤维材料包括纤维纸、纤维毡、纤维垫或纤维板中的任意一种。进一步的，在本专利技术技术方案基础之上，所述隔热层的厚度为0.1-20mm，优选为0.5-15mm。本专利技术还提供了一种隔热制品，包括上述的复合隔热材料层；优选地，所述隔热制品包括至少两层所述复合隔热材料层，至少两层所述复合隔热材料层交替层叠设置。本专利技术还提供了上述复合隔热材料层或隔热制品在热防护领域中的应用。与现有技术相比，本专利技术提供的复合隔热材料层具有以下有益效果：(1)本专利技术提供了一种复合隔热材料层，包括反射屏、各向异性导热层和隔热层，各向异性导热层位于反射屏和隔热层之间，反射屏、各向异性导热层和隔热层之间相贴合；其中，反射屏具有较高的反射作用，能够对从外界热源传入的热辐射进行反射隔绝热辐射；各向异性导热层利用其导热系数各向异性的特征，可将局部高温区域的热量在平面方向(X/Y轴方向)传递至低温区域，使得反射屏冷面的热量分布趋于均匀，且由于其在轴向导热系数低而进一步对通过反射屏的热量进行阻隔；隔热层由于其本身导热系数低，故可对主要以热传导方式传递的热量进行进一步抑制。故本专利技术提供的复合隔热材料层通过将反射屏、各向异性导热层和隔热层层叠复合的方式，抑制了热辐射、热传导以及热对流的热量传递方式，可有效提升其隔热性能，能够达到较好的隔热效果。另外，该复合隔热材料层中各向异性导热层的设置还可以使得隔热层的温度分布更加均匀，降低各层在非均匀温度场所产生的热冲击作用时所产生的热应力，从而提升该复合隔热材料层的热冲击防护能力。(2)本专利技术提供了一种隔热制品，包括上述的复合隔热材料层，鉴于上述复合隔热材料层所具有的优势，使得隔热制品也具有同样的优势。隔热制品优选的实施方式是将至少两层复合隔热材料层交替层叠，通过将多层的复合隔热材料层通过交替层叠的方式进行设置，使得所得到的隔热制品具有更好的隔热能力与热防护能力。(3)本专利技术提供了一种上述复合隔热材料层或隔热制品在热防护领域中的应用。鉴于上述复合隔热材料层或隔热制品所具有的优势，使得其在热防护领域中具有良好的应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术提供的一种复合隔热材料层的结构示意图；图2为本专利技术提供的复合隔热材料层结构中各向异性导热层X轴、Y轴和Z轴方向的示意图；图3为本专利技术提供的一种复合隔热材料层热量传递示意图；图4为本专利技术提供的一种隔热制品热量传递示意图；图5为本专利技术提供的另一种隔热制品热量传递示意图；图6为本专利技术提供的一种隔热性能测试装置的结构示意图。附图标记：1-加热控温装置；2-加热器；3-传热板；31-通孔；4-盖板；41-环境控温装置；5-第一热电偶；6-第二热电偶；7-温度记录仪；8-隔热试样；9-隔热基座；10-反射屏；20-各向异性导热层；30-隔热层。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种复合隔热材料层，包括反射屏10、各向异性导热层20和隔热层30，各向异性导热层20位于反射屏10和隔热层30之间，反射屏10、各向异性导热层20和隔热层30之间相贴合，具体如图1-3所示。具体的，反射屏10对热辐射射线具有很高的反射作用，通过对外界热源传入的热辐射进行反射以隔绝(或降低)热辐射。反射屏10通常是采用具有较高反射率的材料制得，此处对材料不作具体限定。各向异性导热是指在不同方向上的导热系数(导热情况)有明显差异。在本专利技术中，将各向异性导热层的最长方向定义为X轴，在平面方向与X轴垂直的方向定义为Y轴，在厚度方向上且与平面方向垂直的方向定于为Z轴。故本专利技术中所述的“各向异性导热层”是指在平面方向(X/Y轴方向)具有较高导热系数，在轴向(Z轴方向或厚度方向)具有较低导热系数的导热层。对于各向异性导热层20所采用的材料不作限定。隔热层30一般是采用具有低导热系数的隔热材料制成，此处对于所采用的具体的隔热材料不作限定。该隔热层30可利用隔热材料的特性对热传导进行抑制，也可以通过对多层隔热材料的层叠复合，降低对流传热。一般说来，当收到外界高温热源的照射时，该复合隔热材料层中反射屏10所在的一侧应靠近高温热源。在本专利技术中，反射屏10靠近高温热源的一面可称为反射屏热面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合隔热材料层，其特征在于，包括反射屏、各向异性导热层和隔热层，所述各向异性导热层位于所述反射屏和隔热层之间，所述反射屏、各向异性导热层和隔热层之间相贴合。

【技术特征摘要】
1.一种复合隔热材料层，其特征在于，包括反射屏、各向异性导热层和隔热层，所述各向异性导热层位于所述反射屏和隔热层之间，所述反射屏、各向异性导热层和隔热层之间相贴合。2.根据权利要求1所述的复合隔热材料层，其特征在于，所述各向异性导热层沿平面方向的导热系数为100-2000W/m·K，所述各向异性导热层沿厚度方向的导热系数为5-40W/m·K。3.根据权利要求1所述的复合隔热材料层，其特征在于，所述各向异性导热层包括至少一层各向异性导热薄膜；优选地，所述各向异性导热薄膜包括石墨薄膜和/或石墨烯薄膜；优选地，所述石墨薄膜包括人工石墨薄膜和/或天然石墨薄膜。4.根据权利要求1所述的复合隔热材料层，其特征在于，所述各向异性导热层的厚度为0.01-0.1mm，优选为0.02-0.05mm。5.根据权利要求1-4任意一项所述的复合隔热材料层，其特征在于，所述反射屏的材料包括金属箔或表面形成有金属层的塑料薄膜；优选地，所述金属箔包括铝箔...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴护林，李忠盛，吴永鹏，孙彩云，黄安畏，董玲抒，舒露，花泽荟，
申请(专利权)人：中国兵器工业第五九研究所，
类型：发明
国别省市：重庆,50