【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及真空绝热板制造，尤其涉及一种基于dlp技术的纤维/粉体复合vip芯材及其制备方法与应用。
技术介绍
1、真空绝热板(vacuum insulation panel，vip)作为一种高效的绝热材料，在众多对隔热保温性能有严格要求的领域，如冷链物流、建筑节能、航空航天等有着广泛的应用前景。其基本原理是通过将纤维、粉体、泡沫等绝热芯材真空密封于阻隔膜中，基于热传导、热对流和热辐射三种热量传递方式的宏观调控，实现卓越的绝热效果，然而，传统的vip芯材制备方法在实际应用中存在明显的局限性。
2、在结构化设计制备方面，传统工艺难以实现对芯材微观结构的精确控制，无法根据不同的使用场景和热工要求设计和制备出具有特定孔隙结构、纤维分布和外形尺寸的芯材，导致产品的适应性和通用性较差。例如，在一些对绝热性能和力学性能有特殊要求的场合，如高温高压设备的隔热层或形状复杂的低温容器绝热套，传统vip结构无法满足其对结构精细化的要求。另外，传统工艺对于vip芯材的厚度控制不够精准，会直接影响vip的绝热性能和整体尺寸精度，在一些对空间要求严格的应用场景中，如精密仪器的绝热封装或狭小空间内的隔热设施，厚度偏差可能导致无法正常安装或使用，严重限制了vip的应用范围。
3、在芯材成型及vip制备方面，传统工艺无法保证高质量芯材成型及长效能vip制备。已知超细玻璃纤维芯材vip是现有vip中导热系数最低，制备工艺最为成熟的应用型产品，但是其对真空环境依赖度较高，随着外部条件影响及阻隔膜自身老化，容易导致真空环境泄露，致使其绝热性
4、数字光固化(digital light processing，dlp)增材制造技术，作为一种先进的3d打印技术，利用数字微镜器件将光投射到液态光固化树脂表面，使树脂逐层固化成型。该技术具有高精度、高分辨率以及能够实现复杂结构快速成型的特点，在众多工业制造和科研领域已得到广泛应用并取得了显著成果。鉴于其在材料成型方面的独特优势，结合多样化结构设计及数字投影打印技术，为vip芯材的制备提供了一种全新的技术思路。
5、公布号为cn102942305a的中国专利申请文献，公开了一种新型矿物棉vip芯材的制备方法，包括以下步骤：1)将岩棉纤维加入疏解机，然后加入硫酸及清水进行分散，将岩棉纤维分散至直径小于1.5μm；然后将分散后的岩棉纤维送入贮存搅拌池，再加入硫酸及清水调节为ph值3.5～4.5，质量浓度3％～4％的浆料；2)将步骤1)得到的浆料稀释至质量浓度为0.2％～0.4％，再进行除渣处理；然后将浆料输送至斜网成型器上进行湿法成型，得到湿纸；再在真空度为0.01～0.05mpa的条件下对湿纸进行抽吸脱水；3)将步骤2)得到的湿纸在200～300℃下进行干燥处理。但该专利制备的vip芯材导热性能较差，因此还有待进一步改善。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决现有的真空绝热板(vip)芯材所存在的性能较差的问题。
2、本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
3、本专利技术的第一方面提出一种基于dlp技术的纤维/粉体复合vip芯材的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将玻璃纤维、气相sio2粉体、光固化树脂、分散剂、光引发剂搅拌混匀，得到打印材料；
5、(2)根据预设结构的三维模型，采用(1)中的打印材料打印出纤维/粉体复合vip芯材，烘干，冷却；
6、(3)将(2)中的芯材放入阻隔膜中，并加入吸气剂，进行封装，即得。
7、优选的，步骤(1)中，所述玻璃纤维、气相sio2粉体、光固化树脂、分散剂、光引发剂的体积比为：(28～32)：(53～55)：(13～17)：(1～1.5)：(2.5～3.5)。
8、优选的，所述玻璃纤维的长度为4～10mm，直径为4～12μm。
9、优选的，所述气相sio2粉体的粒径为8～25nm。
10、优选的，所述光固化树脂为丙烯酸类光固化树脂，具体选自hea、hdda、tmpta中的任意一种。
11、优选的，所述分散剂选自cpd01、cpd02、cpd03中的任意一种。
12、优选的，所述光引发剂选自cpi01、cpi06、tpo中的任意一种。
13、优选的，步骤(1)中，搅拌的速度为50～200r/min，搅拌的时间为4～10h。
14、优选的，步骤(2)中，打印时，光源波长为385nm，光强为12～16mw/cm2，曝光时间为1.8～2.5s，打印层厚为40μm～50μm。
15、优选的，所述烘干的温度为90～110℃，烘干的时间为5～12h。
16、优选的，所述阻隔膜与芯材之间预留2～3mm的间隙，并在间隙内填充聚氨酯泡沫颗粒缓冲材料。
17、优选的，所述阻隔膜为复合型铝塑膜或聚酰亚胺薄膜。
18、本专利技术的第二方面提出上述制备方法制得的纤维/粉体复合vip芯材。
19、本专利技术的第三方面提出上述纤维/粉体复合vip芯材作为绝热材料在隔热保温领域中的应用。
20、本专利技术的有益效果在于：
21、1、本专利技术提出一种基于dlp技术的纤维/粉体复合vip芯材，包括玻璃纤维、气相sio2粉体、光固化树脂、分散剂、光引发剂成分，玻璃纤维直径小，长度短，有助于延长固相传热路径，从而降低导热系数；气相sio2具有高孔隙率和低导热率的特性，有助于提升芯材的绝热性能；通过精心优化的材料组成与结构设计，基于dlp打印机实现的纤维定向分层排布能有效降低固相热传导，综合各组分间的协同作用，提高了vip芯材的性能，使vip的热导率可低至0.0025～0.0035w/(m·k)，相比传统vip有显著提升。
22、2、本专利技术的芯材具有良好的抗压强度与厚度可控性，复合芯材的结构化设计以及纤维与树脂的协同作用，赋予复合芯材良好的抗压强度，可承受外部压力达2～4mpa。(与传统材料相比，纤维类芯材：0.1～0.5mpa，粉体类芯材：0.2～0.8mpa，泡沫类芯材：0.3～1.2mpa)同时，借助dlp打印技术能够精准控制芯材的厚度，可根据实际需求在8～20mm范围内调整，且在真空过程不发生大幅体积收缩。
23、3、本专利技术的芯材具有长效能使用寿命，基于dlp技术可实现密度可控的纤维/粉体复合芯材制备，孔径打印精度可达5μm，同时具备较好的抗压强度，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于DLP技术的纤维/粉体复合VIP芯材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述玻璃纤维、气相SiO2粉体、光固化树脂、分散剂、光引发剂的体积比为：(28～32)：(53～55)：(13～17)：(1～1.5)：(2.5～3.5)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维的长度为4～10mm，直径为4～12μm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述气相SiO2粉体的粒径为8～25nm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光固化树脂为丙烯酸类光固化树脂，具体选自HEA、HDDA、TMPTA中的任意一种；所述分散剂选自CPD01、CPD02、CPD03中的任意一种；所述光引发剂选自CPI01、CPI06、TPO中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，搅拌的速度为50～200r/min，搅拌的时间为4～10h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为90～110℃，烘干的时间为5～12h。
9.权利要求1～8任一项所述的制备方法制得的纤维/粉体复合VIP芯材。
10.权利要求9所述的纤维/粉体复合VIP芯材作为绝热材料在隔热保温领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于dlp技术的纤维/粉体复合vip芯材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述玻璃纤维、气相sio2粉体、光固化树脂、分散剂、光引发剂的体积比为：(28～32)：(53～55)：(13～17)：(1～1.5)：(2.5～3.5)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维的长度为4～10mm，直径为4～12μm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述气相sio2粉体的粒径为8～25nm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光固化树脂为丙烯酸类光固化树脂，具体选自hea、hdda、tmpta中的任意一种；所述分散剂选自cpd01、cpd0...
【专利技术属性】
技术研发人员：史明肖，赵喆，张宇鹏，刘建鹏，焦慧超，方立雪，陈涞鸣，胡殿钦，
申请(专利权)人：江淮前沿技术协同创新中心，
类型：发明
国别省市：
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