VIP 真空絕熱板專用高阻隔薄膜結(jié)構(gòu)及性能分析
刁子軍
概要：闡述了真空絕熱行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景，針對(duì)真空絕熱板專用的高阻隔薄膜的材料組成、生產(chǎn)工藝及性能特點(diǎn)作了詳細(xì)的描述及分析。
關(guān)鍵詞：VIP 板；真空絕熱；高阻隔薄膜；
一、VIP 真空絕熱板行業(yè)簡(jiǎn)介
Vacuum insulation panel(簡(jiǎn)稱 VIP)真空絕熱板，是近年開(kāi)發(fā)的真空保溫材料中的一種，是由填充芯材與真空保護(hù)表層復(fù)合而成，它有效地避免空氣對(duì)流引起的熱傳遞，因此導(dǎo)熱系數(shù)可大幅度降低，小于 0.004w/m.k，并且不含有任何 OD 材料，具有環(huán)保和高效節(jié)能的特性，是目前世界上最先進(jìn)的高效保溫材料。 同其它材料相比，VIP 真空絕熱板以其極低的導(dǎo)熱系數(shù)，在保溫技術(shù)要求相同時(shí)有保溫層厚度薄、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，適用于節(jié)能要求較高的產(chǎn)品，有較大技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。主要用于保溫絕熱，如冰箱、深冷冰柜、電熱水器、自動(dòng)販賣機(jī)、冷凍箱、冷藏集裝箱、建筑墻體保溫和 LNG 儲(chǔ)運(yùn)等。冰箱采用 VIP 隔熱：可以節(jié)能 10％～30％，并且增加有效容積 20%-30%。采用 VIP 隔熱，除了經(jīng)濟(jì)意義外，還有冰箱重量輕，體積小的優(yōu)點(diǎn)。冰箱門和冷凍箱的上開(kāi)門，要求質(zhì)輕、壁薄，采用 VIP 隔熱有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。
這種高效保溫材料在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)有了十多年的使用歷史，隨著國(guó)家對(duì)家用電器產(chǎn)品提出的能耗要求以及在當(dāng)今節(jié)能減排的政策推動(dòng)下，很多國(guó)內(nèi)知名企業(yè)開(kāi)始采用 VIP改良冰箱隔熱層，整個(gè)冰箱制造業(yè)似乎刮起了一陣 VIP 應(yīng)用試驗(yàn)的大風(fēng)潮，這種新型保溫材料正被保溫制冷行業(yè)各商家所關(guān)注，市場(chǎng)前景十分廣闊。
二、VIP 真空絕熱板專用薄膜
真空絕熱板的結(jié)構(gòu)是由芯材、隔膜以及吸氣劑組成。表面隔膜材料的主要功能
長(zhǎng)期保證真空絕熱板內(nèi)的真空度。真空絕熱板的性能及使用壽命，很大程度上取決于表面隔膜材料在其使用過(guò)程中對(duì)氣體的抗?jié)B透能力。真空絕熱板內(nèi)的真空度愈低，則其隔熱性能愈佳。為了提高薄膜抗氣體滲透性能，表面薄膜選用金屬與塑料的復(fù)合膜，例如，鋁箔塑料膜等。 表面薄膜封口部分的氣體滲透性對(duì)產(chǎn)品使用壽命也有很大影響，因此特別的封口技術(shù)來(lái)解決好薄膜封口的透氣性能問(wèn)題。
三、產(chǎn)品生產(chǎn)工藝及材料結(jié)構(gòu)
真空絕熱板專用高阻隔薄膜在VIP產(chǎn)品上發(fā)揮著隔絕水氣、密封包裝兩大功能。真空絕熱板專用高阻隔薄膜是由多層高阻隔薄膜、金屬箔膜、納米聚合薄膜，采用低粘度、高粘合力的粘合劑，通過(guò)“干式復(fù)合”和高溫高頻熱合形成的。生產(chǎn)工藝好壞與是否合理將直接決定產(chǎn)品的重要性能，如熱封強(qiáng)度、透氣性、抗拉伸性能等等。目前國(guó)內(nèi)外各生產(chǎn)廠家的材料結(jié)構(gòu)不一，通常采用四層材料和五層材料復(fù)合。
四層結(jié)構(gòu)：NY/VMPET/AL/PE
五層結(jié)構(gòu)：NY/PE/AL/VMPET/PE
原材料性能概述
NY：英文全稱NYLON，中文名：尼龍有抗拉伸性及耐刺雜性特殊好、耐低溫、高溫等優(yōu)點(diǎn)，常用于抽真空及有尖角物品的包裝；一般作印刷材料或復(fù)合材料使用。
PE ：中文名：聚乙烯
PE是一種典范的結(jié)晶聚合物，依據(jù)合成的方法不同，其重要分HDPE、MDPE、LDPE
及LLDPE；具有非常好的柔軟性的同時(shí)有耐酸、堿、耐低溫、100℃高溫等多種特征；作復(fù)合材料時(shí)其具有良好的熱封性能，并且可以做到低溫?zé)岱狻?/span>
VMPET：中文名：鍍鋁聚脂膜；
在PET表面蒸鍍一層鋁，讓其具有鋁箔（AL）的阻隔性能；具有良好的隔水、隔氧性，
防紫外光作用，但隔斷性比真正的鋁箔要差。
AL：中文名：鋁箔
阻隔氧與水份非常好，透水透氧率均為1，是很好的阻隔性材料，但因無(wú)熱封性能通常
作為復(fù)合材料。
四、產(chǎn)品性能測(cè)試項(xiàng)目及參考標(biāo)準(zhǔn)
1. 產(chǎn)品規(guī)格尺寸及偏差檢測(cè)，參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6673-2001和GB/T 6672-2001；
2. 拉斷力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定，參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13022-1991；
3. 剝離力的測(cè)定，參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8808-1988；
4. 熱封強(qiáng)度的測(cè)定，參考標(biāo)準(zhǔn)國(guó)標(biāo)GB2918；
5. 氧氣透過(guò)量的測(cè)定，儀器：透氣儀、透氣室、測(cè)壓裝置、真空泵
6. 水蒸氣透過(guò)量的測(cè)定，恒溫恒濕箱、分析天平、干燥器、量具（千分尺）、密封臘、干燥劑；
7. 耐壓試驗(yàn)，儀器設(shè)備：砝碼、上加壓盤、試驗(yàn)袋、下加壓盤；
8. 跌落試驗(yàn)；
9. 溶劑殘留量的測(cè)定，儀器設(shè)備：氫燃離子檢測(cè)型氣相色譜儀；
10. 摩擦系數(shù)的測(cè)定，參考標(biāo)準(zhǔn)GB 10006-88；
11. 化學(xué)性能的檢驗(yàn)，參考標(biāo)準(zhǔn)：二氨基甲苯的測(cè)定按GB/T14937-1994 的規(guī)定進(jìn)行，其它項(xiàng)目按GB/T5009.60-1996 的規(guī)定進(jìn)行；
12. 異常毒性的檢驗(yàn)；
五、真空包裝袋性能指標(biāo)要求
目前真空絕熱板主要應(yīng)用于冷藏設(shè)備，如冰箱、冷藏車、冷凍箱等工業(yè)化設(shè)備，該類產(chǎn)品的壽命通常為 10-20 年，對(duì)于真空絕熱板的使用年限同樣要求達(dá)到 20 年左右，通過(guò)多項(xiàng)極限試驗(yàn)表明要使該類產(chǎn)品的壽命滿足使用要求，其高阻隔包裝袋材料需達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo)：
1. 各層間的剝離力＞40N，
2. 熱合強(qiáng)度＞40N
3. 氧氣透過(guò)率≤0.1㎝3/(m2•24h•0.1Mpa) 38攝氏度
4. 水蒸氣透過(guò)率≤0.1g/(m2•24h) 38攝氏度
5. 橫向拉伸強(qiáng)度＞70N/15mm
6. 縱向拉伸強(qiáng)度＞70N/15mm
7. 殘留溶劑量≤5mg/ m2