阻隔膜和采用所述阻隔膜的真空隔熱板的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種真空隔熱板包層，所述真空隔熱板包層具有基材、低熱導(dǎo)率有機(jī)層和低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層。所述低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層包括低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料和/或低熱導(dǎo)率金屬材料。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
阻隔膜和采用所述阻隔膜的真空隔熱板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開(kāi)涉及耐用的阻隔膜。本公開(kāi)還提供了采用這些阻隔膜的真空隔熱板。
【背景技術(shù)】
[0002]真空隔熱板(VIP)是一種隔熱形式，由圍繞芯的基本氣密的包層構(gòu)成，其中空氣已被排空。它用于例如電氣用具和建筑建造中，以提供比常規(guī)隔熱材料更好的隔熱性能。因?yàn)榭諝饴┤氚鼘幼罱K會(huì)降低VIP的隔熱值，因此已知的設(shè)計(jì)使用與可熱密封的材料層合的金屬薄片作為包層以提供阻氣性能。然而，由于熱橋效應(yīng)，金屬薄片的高熱導(dǎo)率會(huì)降低VIP的總體熱隔熱性能。在另一方面，金屬化聚合物基材(如那些用于食品級(jí)包裝膜的金屬化聚合物基材)具有低熱導(dǎo)率，但并不能滿(mǎn)足VIP的阻隔要求。需要這樣的包層膜，所述包層膜將高阻隔能力與低熱導(dǎo)率以及低比輻射率特性結(jié)合。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本公開(kāi)提供了一種實(shí)用性強(qiáng)的阻隔膜，用作真空隔熱板的包層。它結(jié)合了抗穿刺性、低比輻射率和低熱導(dǎo)率。
[0004]因此，在一個(gè)方面，本公開(kāi)提供了一種真空隔熱板包層，其包括:具有兩個(gè)相對(duì)的主表面的基材;與基材的相對(duì)主表面之一直接接觸的第一層，其中第一層為低熱導(dǎo)率有機(jī)層或低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層;與第一層直接接觸的第二層，其中第二層為低熱導(dǎo)率有機(jī)層或低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層，并且其中第二層與第一層中所選的材料不相同。
[0005]在一些實(shí)施方案中，低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層將包括低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料，和/或低熱導(dǎo)率金屬材料。在這些實(shí)施方案及其他實(shí)施方案中，低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層還可具有低熱導(dǎo)率金屬材料和低比輻射率金屬材料。此外，低熱導(dǎo)率金屬本身可包含具有低比輻射率的金
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[0006]在一些實(shí)施方案中，可存在附加的低熱導(dǎo)率有機(jī)層。還可存在任選的熱密封層。線(xiàn)性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的共混物被視為合適的。熱密封層可通過(guò)擠壓、涂布或?qū)雍戏绞绞┘又磷韪裟ぁ？赡鼙憷氖牵霭鼘泳哂凶枞继匦?。例如，所述基材本身可包含阻燃材料，或者可將單?dú)的阻燃層定位成與基材的與第一層相對(duì)的相對(duì)主表面直接接觸?？赡鼙憷氖?，真空隔熱板還包括芯層。根據(jù)本公開(kāi)的真空隔熱板包層有利地具有低于0.lcc/m2/日的氧透過(guò)率和低于0.lg/m2/日的濕蒸汽透過(guò)率。本公開(kāi)的一些實(shí)施方案具有低于0.005cc/m2/日的氧透過(guò)率和低于0.005g/m2/日的濕蒸汽透過(guò)率。
[0007]在另一方面，本公開(kāi)提供了一種阻隔膜，其包括:具有兩個(gè)相對(duì)的主表面的基材；與基材的相對(duì)主表面之一直接接觸的第一層，其中第一層為低熱導(dǎo)率有機(jī)層或低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層；以及與第一層直接接觸的第二層，其中第二層為低熱導(dǎo)率有機(jī)層或低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層，并且其中第二層與第一層中所選的材料不相同，并且其中低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層包括至少一種低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料和至少一種低熱導(dǎo)率金屬材料。
[0008]已總結(jié)了本公開(kāi)的示例性實(shí)施方案的多個(gè)方面和優(yōu)勢(shì)。以上
【發(fā)明內(nèi)容】
并非旨在描述本公開(kāi)的每個(gè)例舉的實(shí)施方案或每種實(shí)施方式。另外的特征和優(yōu)點(diǎn)在如下實(shí)施方案中公開(kāi)。下面的附圖和【具體實(shí)施方式】更具體地例示使用本文所公開(kāi)的原理的某些實(shí)施方案。
【附圖說(shuō)明】
[0009]結(jié)合附圖來(lái)考慮本公開(kāi)各種實(shí)施方案的以下詳細(xì)描述可以更完全地理解本公開(kāi)，其中:
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性真空隔熱板包層的側(cè)視圖。
[0011]圖2是采用圖1包層的示例性真空隔熱板的前視圖。
[0012]雖然可不按比例繪制的以上附圖示出了本公開(kāi)的各種實(shí)施方案，但還可以想到其他的實(shí)施方案，如在【具體實(shí)施方式】中所指出的。在所有情況下，本公開(kāi)通過(guò)示例性實(shí)施方案的表示而非通過(guò)表達(dá)限制來(lái)描述當(dāng)前公開(kāi)的發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出許多其他的修改形式和實(shí)施方案，這些修改形式和實(shí)施例也在本公開(kāi)的實(shí)質(zhì)和范圍之內(nèi)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如本說(shuō)明書(shū)所使用，由端值表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)所包含的所有數(shù)值(如，I至 5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5等)。
[0014]除非另外指明，否則說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方案中所使用的所有表達(dá)數(shù)量或成分、特性量度等的數(shù)值在一切情況下均應(yīng)理解成由術(shù)語(yǔ)“約”所修飾。因此，除非有相反的說(shuō)明，否則前述說(shuō)明書(shū)和所附實(shí)施方案列表中示出的數(shù)值參數(shù)可根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員使用本公開(kāi)的教導(dǎo)內(nèi)容尋求獲得的所需特性而變化。在最低程度上，并且不試圖將等同原則的應(yīng)用限制到受權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的實(shí)施方案的范圍的條件下，至少應(yīng)該根據(jù)所記錄的有效數(shù)位的數(shù)值和通過(guò)應(yīng)用慣常的四舍五入法來(lái)解釋每一個(gè)數(shù)值參數(shù)。
[0015]對(duì)于以下給出定義的術(shù)語(yǔ)，除非基于以下術(shù)語(yǔ)表中使用的術(shù)語(yǔ)的修改形式的具體引用，在權(quán)利要求書(shū)或在說(shuō)明書(shū)中的其他地方提供了不同的定義，否則整個(gè)說(shuō)明書(shū)、包括權(quán)利要求都應(yīng)該以這些定義為準(zhǔn):
[0016]術(shù)語(yǔ)表
[0017]詞語(yǔ)“一個(gè)”、“一種”和“所述”與“至少一個(gè)”可互換使用，意指一個(gè)或多個(gè)所描述元素。
[0018]術(shù)語(yǔ)“層”是指在基材上的或涂覆基材的任何材料或材料的組合。
[0019]術(shù)語(yǔ)“疊層”是指這樣的布置，其中特定層被置于至少一個(gè)其他層之上，但這兩層并不一定直接接觸，并且這兩層之間可能存在中間層。
[0020]用于描述各層位置的取向詞語(yǔ)，諸如“在頂上”、“之上”、“覆蓋”、“最上方”、“鋪蓋”、“下面的”等，是指相對(duì)于水平設(shè)置的、面向上的基材的層的相對(duì)位置。非預(yù)期的是，在制造期間或之后，基材、層或涵蓋該基材和層的制品應(yīng)該具有任何特別的空間取向。
[0021]描述一層相對(duì)于另一層和基底或兩個(gè)其他層的位置的術(shù)語(yǔ)“由...分離”意思是所述層在其他層和/或基底之間，但非必需與其他層和/或基底鄰接。
[0022]術(shù)語(yǔ)“(共)聚合物”或“(共)聚合物的”包括均聚物和共聚物，以及可例如通過(guò)共擠出法或通過(guò)反應(yīng)(包括例如，酯交換反應(yīng))以混溶共混物形式形成的均聚物或共聚物。術(shù)語(yǔ)“共聚物”包括無(wú)規(guī)、嵌段、接枝和星型共聚物。
[0023]本公開(kāi)提供了阻隔膜、由這些阻隔膜形成的VIP包層和包含這些包層的VIP?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖1，示出了根據(jù)本公開(kāi)的示例性阻隔膜20。阻隔膜20包括基材22，該基材具有第一主表面24和第二主表面26。第一層30與基材22的第一主表面24直接接觸，該第一層繼而與第二層40接觸。作為第一層30在下文描述的層和作為第二層40在下文描述的層實(shí)際上可以任何順序施加于基材22，并仍獲得合適的阻隔特性，并且任何順序被視為處于本公開(kāi)的范圍內(nèi)。
[0024]在一些實(shí)施方案中，諸如所示實(shí)施方案中，第一層30為低熱導(dǎo)率有機(jī)層32。此外，良好的柔性、韌性和對(duì)所選基材的粘附性被視為可取的?？刹捎弥T如輥涂(例如，凹版輥涂)或噴涂(例如，靜電噴涂)單體的常規(guī)涂布方法來(lái)制備低熱導(dǎo)率有機(jī)層32，然后使用例如紫外光輻射進(jìn)行交聯(lián)。還可通過(guò)單體的瞬間蒸發(fā)、氣相沉積來(lái)制備低熱導(dǎo)率有機(jī)層32，然后進(jìn)行交聯(lián)，如下列美國(guó)專(zhuān)利所述:美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4，842，893(￥1&1匕丨8等人)；美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4，954，371(Yializis);美國(guó)專(zhuān)利號(hào) 5，032，461(Shaw 等人)；美國(guó)專(zhuān)利號(hào) 5，440，446(Shaw 等人)；美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5，725，909(Shaw等人)；美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6，231，939(Shaw等人)；美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6，045，864(Lyons等人)；美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6，224，948(Affinito)以及美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2008/0292810(Anderson等人)，所有這些專(zhuān)利以引用方式并入本文。
[0025]在一些實(shí)施方案中，諸如所示實(shí)施方案中，第二層40為低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層(在所示實(shí)施方案中44、46和48的統(tǒng)稱(chēng))。這種低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層包括至少一種低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料44和至少一種低熱導(dǎo)率金屬無(wú)機(jī)材料46。低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料44優(yōu)選地具有不超過(guò)0.5或甚至為0.015胃/(111.°K)的熱導(dǎo)率。
[0026]低熱導(dǎo)率金屬無(wú)機(jī)材料46優(yōu)選地具有不超過(guò)I，或甚至為0.2W/(m.°K)的熱導(dǎo)率。合適的低熱導(dǎo)率金屬無(wú)機(jī)材料46的另一可用特性為低比輻射率水平，其中小于0.6或甚至為0.1的值被視為可取的。
[0027]在一些所示實(shí)施方案中，存在任選的第二低熱導(dǎo)率金屬無(wú)機(jī)材料48以提供所需的物理特性。具體地講，例如，硅鋁層提供柔性特性，并且比剛討論的硅鋁氧化物層沉積更快。通過(guò)濺射便利地施加此類(lèi)層，并且介于約10和50nm之間的厚度被視為便利的，其中大約20nm的厚度被視為特別合適的。
[0028]一些實(shí)施方案，諸如所示實(shí)施方案還包括施加至遠(yuǎn)離基材22側(cè)上的第二層40的可選聚合物層50。可采用這種層以物理保護(hù)非金屬無(wú)機(jī)材料44。一些實(shí)施方案可包括附加層，以便獲得所需特性。例如，如果附加的阻隔特性被視為可取的，則可任選地施加包括例如以上保護(hù)性第二聚合物層的非金屬無(wú)機(jī)材料的附加層。
[0029]現(xiàn)在參見(jiàn)圖2，示出采用圖1包層的完整真空隔熱板100的前視圖。便利地已通過(guò)熱焊接將兩片阻隔膜20a和20b面對(duì)面地附接，以形成真空隔熱板包層102。包層102內(nèi)部為芯104，參見(jiàn)本視圖中的略圖。芯104被真空密封于包層102內(nèi)。
[0030]基材
[0031]基材22便利地為聚合物層。雖然可使用各種聚合物，但當(dāng)阻隔膜用于真空隔熱板時(shí)，抗穿刺性和熱穩(wěn)定性為特別珍貴的特性。可用的聚合物抗穿刺膜的示例包括諸如下列的聚合物:聚乙烯(PE)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚醚酰亞胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、商品名為ARTON的聚合物(可得自日本東京的日本合成橡膠公司(Japanese Synthetic RubberC0.))、商品名為AVATREL的聚合物(可得自俄亥俄州布雷克斯維爾市的百路馳公司(B.F.Goodrich C0.))、聚乙烯-2，6_萘二甲酸、聚偏二氟乙烯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚氯乙烯(PVC)和乙烯-乙烯醇(EVOH)。可用的還為熱固性聚合物，諸如聚酰亞胺、聚酰亞胺苯并噁唑、聚苯并噁唑和纖維素衍生物。厚度約為0.002英寸(0.05mm)的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)被視為便利的選擇，同樣地，雙軸取向聚丙烯(BOPP)膜也是便利的選擇。雙軸取向聚丙烯(BOPP)可從若干供應(yīng)商處商購(gòu)獲得:德克薩斯州休斯頓的?？松梨诨瘜W(xué)公司(ExxonMobil Chemical Company of Houston，Tex.);英國(guó)史云頓的大陸聚合物公司(Continental Polymers of Swindon，UK);臺(tái)灣臺(tái)北市的凱盛國(guó)際公司(KaisersInternat1nal Corporat1n of Taipei City ,Taiwan)以及印度尼西亞雅加達(dá)的PTIndopoly Swakarsa工業(yè)公司(ISI) (PT Indopoly Swakarsa Industry(ISI)of Jakarta,Indonesia)。在標(biāo)題為 “Cloth-like Polymeric Films”(布樣聚合物膜)(Jackson等人)的WO 02/11978中提出了合適膜材料的其他示例。在一些實(shí)施方案中，所述基材可為兩個(gè)或更多個(gè)聚合物層的層合。
[0032]低熱導(dǎo)率有機(jī)層
[0033]當(dāng)通過(guò)單體的瞬間蒸發(fā)、氣相沉積然后交聯(lián)來(lái)形成低熱導(dǎo)率有機(jī)層32時(shí)，可揮發(fā)丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯(在本文中稱(chēng)為“(甲基)丙烯酸酯”)單體為可用的，其中優(yōu)選可揮發(fā)丙烯酸酯單體。合適的(甲基)丙烯酸酯單體具有足夠的蒸汽壓力以在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，并在蒸汽涂布機(jī)中冷凝為液體或固體涂層。
[0034]合適的單體的示例包括，但不限于:二丙烯酸己二醇酯、丙烯酸乙氧基乙酯、(單)丙烯酸氰乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸月桂酯、
羧乙基丙烯酸酯、丙烯酸四氫糠基酯、二腈丙烯酸酯、丙烯酸五氟苯基酯、丙烯酸硝基苯基酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧乙酯、(甲基)丙烯酸2，2，2_三氟甲酯、二丙烯酸二乙二醇酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙烯酸三丙二醇酯、二丙烯酸四乙二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、丙氧基化二丙烯酸新戊二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸四乙二醇酯、雙酸A環(huán)氧二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸I，6_己二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羥乙基)-異氰脲酸酯三丙烯酸酯、三丙烯酸赤蘚糖醇酯、丙烯酸苯硫基乙酯、丙烯酸萘氧基乙酯、產(chǎn)品編號(hào)為RDX80094的環(huán)氧丙稀酸酯(可得自新澤西州費(fèi)爾菲爾德的RadCure公司(RadCure Corp.,Fairfield,N.J.))以及它們的混合物。聚合物層中可以包括多種其他固化材料，諸如例如乙烯基醚、乙烯基萘、丙烯腈以及它們的混合物。
[0035]具體地講，三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯被視為合適的。其便利地通過(guò)例如濃縮的有機(jī)涂層，然后通過(guò)UV引發(fā)的自由基乙稀基聚合來(lái)施加。介于約250和1500nm之間的厚度被視為便利的，其中大約750nm的厚度被視為特別合適的。
[0036]低比輻射率金屬無(wú)機(jī)材料
[0037]可用于例如至少一種低熱導(dǎo)率金屬無(wú)機(jī)材料46和/或48的低比輻射率金屬無(wú)機(jī)材料包括鋁，但優(yōu)選為銀、金、銅、錫、鉻、鎳、鉑、鎢、鋅、鎂、鉬、銠和/或它們的合金或組合。金屬以足夠的厚度沉積以得到非常低的比輻射率，優(yōu)選小于0.6，或甚至小于0.1。具體地講，銅錫合金CusoSrm(按重量計(jì))被視為便利的，其可作為濺射靶從加利福尼亞州洛杉磯的DHF公司(DHF of Los Angeles,CA)商購(gòu)獲得，并且其比輻射率“ε”為0.07，熱導(dǎo)率“k”為0.26W/(πι.°Κ)。硅鋁合金也是可用的。
[0038]在一些實(shí)施方案中，可能便利的是，部分氧化低比輻射率金屬材料。在一些實(shí)施方案中，低比輻射率金屬無(wú)機(jī)材料可伴有低熱導(dǎo)率金屬材料(其也可或不可具有低比輻射率)的另外夾層。
[0039]低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料
[0040]低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料44可便利地由金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氧氮化物，以及氧化物、氮化物和氧氮化物的金屬合金形成。在一個(gè)方面，低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料44包括金屬氧化物。優(yōu)選的金屬氧化物包括氧化鋁、二氧化硅、硅鋁氧化物、硅鋁氮化物和硅鋁氧氮化物工仙^池^^^丨必^^冗沾?氧化鋁鋅^抑彿氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯^于其阻燃特性，計(jì)劃使用Ca2S14t3低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料44可通過(guò)多種方法制備，諸如在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5，725，909(Shaw等人)和美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5，440，446(Shaw等人)中所描述的那些方法，其公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入。低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料通常可通過(guò)反應(yīng)蒸發(fā)、反應(yīng)濺射、化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積和原子層沉積來(lái)制備。優(yōu)選的方法包括真空制備法，諸如反應(yīng)濺射和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積。
[0041]將低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料44便利地作為薄層施加。硅鋁氧化物被視為特別便利的，因?yàn)槠錇榭蛇x的第二聚合物層50提供良好的阻隔特性，以及良好的界面粘附性。通過(guò)濺射便利地施加此類(lèi)層，介于約5和10nm之間的厚度被視為便利的，其中大約20nm的厚度被視為特別合適的。
[0042]
[0043]再次參見(jiàn)圖2，在一些實(shí)施方案中，真空隔熱板100包括芯104，其便利地為具有小(例如尺寸大約為4微米)開(kāi)孔的硬質(zhì)泡沫塑料的形式。微孔泡沫芯的一個(gè)來(lái)源為密歇根州米德蘭的陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Company ,Midland, Ml)。在一些實(shí)施方案中，在芯面中切割或形成平行間隔排空通道或溝槽。有關(guān)如何可將芯真空密封于包層中的信息公開(kāi)于美國(guó)專(zhuān)利6，106，449(Wynne)中，該專(zhuān)利以引用方式并入本文。其他可用的材料包括熱解法二氧化硅、玻璃纖維和氣凝膠。
[0044]熱密封層
[0045]還可存在任選的熱密封層。聚乙烯或線(xiàn)性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的共混物被視為合適的。熱密封層可通過(guò)擠壓、涂布或?qū)雍戏绞绞┘又磷韪裟?。包含高密度聚乙烯的共擠出復(fù)合材料層也被視為合適的。
[0046]阻燃層
[0047]可能便利的是，所述包層具有阻燃特性。例如，所述基材本身可包含阻燃材料，或者可將單獨(dú)的阻燃層定位成與基材的與第一層相對(duì)的相對(duì)主表面直接接觸。有關(guān)適用于分層產(chǎn)品的阻燃材料的信息見(jiàn)于美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2012/0164442(Ong等人)，其公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文。
[0048]在組裝期間最小化對(duì)隔熱特性損害的設(shè)計(jì)考慮
[0049]如上所述阻隔膜20包括一些層，尤其是低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層40，最尤其是低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料44，其可在一定程度上易碎。如果其提供的真空密封出現(xiàn)損壞，則阻隔膜20將失去其一些良好的(低)熱導(dǎo)率特性。在成品VIP的制造過(guò)程中，尤其在真空抽吸步驟中，使阻隔膜經(jīng)受高應(yīng)變和應(yīng)力?？紤]到膜作為經(jīng)受彎曲的梁，其具有中性平面，在那梁整個(gè)厚度上的壓縮應(yīng)力變?yōu)榱?，并轉(zhuǎn)換為拉伸應(yīng)力。因此，希望評(píng)估為阻隔膜20(包括任何可選的熱密封和阻燃層)所選材料的機(jī)械性能，并調(diào)整每種材料的厚度大小，使得低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層40對(duì)于使膜彎曲遠(yuǎn)離其平坦?fàn)顟B(tài)的移動(dòng)，位于或靠近膜的中性平面。如果相對(duì)于低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料44的層的厚度，中心線(xiàn)位于所有層(包括可選層)的總厚度的±10%內(nèi)，所有層包括阻隔膜20，來(lái)自阻隔膜20的所計(jì)算中性平面，則可以說(shuō)阻隔膜滿(mǎn)足這一標(biāo)準(zhǔn)。在一些便利的實(shí)施方案中，相對(duì)于低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料層44厚度的中心線(xiàn)位于所有層(包括可選層)的總厚度的±5%內(nèi)，所有層包括阻隔膜20，來(lái)自阻隔膜20的計(jì)算的中性平面。
[0050]各種非限制性的示例性實(shí)施方案和實(shí)施方案的組合如下:
[0051]實(shí)施方案A。一種制品，其包括真空隔熱板包層，所述包層包括:
[0052](a)具有兩個(gè)相對(duì)主表面的基材；
[0053](b)與基材的相對(duì)主表面之一直接接觸的第一層，其中第一層為低熱導(dǎo)率有機(jī)層或低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層；
[0054](C)與第一層直接接觸的第二層，其中第二層為低熱導(dǎo)率有機(jī)層或低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層，并且其中第二層與第一層中所選的材料不相同。
[0055]實(shí)施方案B。根據(jù)實(shí)施方案A所述的制品，其中低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層包括低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料。
[0056]實(shí)施方案C。根據(jù)實(shí)施方案A至B所述的制品，其中低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層包括低熱導(dǎo)率金屬材料。
[0057]實(shí)施方案D。根據(jù)實(shí)施方案A至C所述的制品，其中低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層包括低熱導(dǎo)率金屬材料和低比輻射率金屬材料。
[0058]實(shí)施方案E。根據(jù)實(shí)施方案C或D所述的制品，其中低熱導(dǎo)率金屬包括具有低比輻射率的金屬合金。
[0059]實(shí)施方案F。根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的制品，其還包括附加的低熱導(dǎo)率有機(jī)層。
[0060]實(shí)施方案G。根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的制品，其還包括熱密封層。
[0061]實(shí)施方案H。根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的制品，其中所述基材包括阻燃材料。
[0062]實(shí)施方案I。根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的制品，其還包括與基材的與第一層相對(duì)的相對(duì)主表面直接接觸的阻燃層。
[0063]實(shí)施方案J。根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的制品，其中真空隔熱板包層還包括芯層。
[0064]實(shí)施方案K。根據(jù)實(shí)施方案B和實(shí)施方案F至J中任一項(xiàng)所述的制品，其中低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料選自下列物質(zhì)中的至少一者:氧化鋁、二氧化硅、硅鋁氧化物、硅鋁氮化物和硅鋁氧氮化物工仙^⑴^工扣^丨…^^^叾…?氧化鋁鋅^…^氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯和Ca2S14o
[0065]實(shí)施方案L。根據(jù)實(shí)施方案C至J中任一項(xiàng)所述的制品，其中低熱導(dǎo)率金屬材料選自T1、Sr、V、Mn、N1、Cr、Sn 和 Co 中的至少一者。
[0066]實(shí)施方案Μ。根據(jù)實(shí)施方案D至J中任一項(xiàng)所述的制品，其中低比輻射率金屬材料選自下列物質(zhì)中的至少一者:鋁、銀、金、銅、錫、鉻、鎳、鉑、鎢、鋅、鎂、鉬、銠、硅和/或它們的合金或組合。
[0067]實(shí)施方案N。根據(jù)實(shí)施方案E至M中任一項(xiàng)所述的制品，其中金屬合金選自鋁/硅、銅/錫中的至少一者。
[0068]實(shí)施方案O。根據(jù)前述實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的制品，其中真空隔熱板包層具有低于0.lcc/m2/日的氧透過(guò)率和低于0.lg/m2/日的濕蒸汽透過(guò)率。
[0069]實(shí)施方案P。一種阻隔膜，其包括:
[0070](a)具有兩個(gè)相對(duì)主表面的基材；
[0071](b)與基材的相對(duì)主表面之一直接接觸的第一層，其中第一層為低熱導(dǎo)率有機(jī)層或低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層；
[0072](C)與第一層直接接觸的第二層，其中第二層為低熱導(dǎo)率有機(jī)層或低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層，并且其中第二層與第一層中所選的材料不相同，
[0073]其中，低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層包括至少一種低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料和至少一種低熱導(dǎo)率金屬材料。
[0074]實(shí)施方案Q。根據(jù)實(shí)施方案P所述的膜，其中低熱導(dǎo)率金屬材料包括低比輻射率金屬材料。
[0075]實(shí)施方案R。根據(jù)實(shí)施方案Q所述的膜，其中低熱導(dǎo)率金屬材料包括具有低比輻射率的金屬合金材料。
[0076]實(shí)施方案S。根據(jù)實(shí)施方案P至R中任一項(xiàng)所述的膜，其還包括熱密封層。
[0077]實(shí)施方案T。根據(jù)實(shí)施方案P至S中任一項(xiàng)所述的膜，其中所述基材包括阻燃材料。
[0078]實(shí)施方案U。根據(jù)實(shí)施方案P至T中任一項(xiàng)所述的膜，其還包括與基材的與第一層相對(duì)的相對(duì)主表面直接接觸的阻燃層。
[0079]實(shí)施方案V。根據(jù)實(shí)施方案P至U中任一項(xiàng)所述的制品，其中低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料選自下列物質(zhì)中的至少一者:氧化鋁、二氧化硅、硅鋁氧化物、硅鋁氮化物和硅鋁氧氮化物、Cu0、Ti02、IT0、Si3N4、TiN、Zn0、氧化鋁鋅、Zr02、氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯和Ca2Si04。
[0080]實(shí)施方案W。根據(jù)實(shí)施方案P至V中任一項(xiàng)所述的制品，其中低熱導(dǎo)率金屬材料選自T1、Sr、V、Mn、N1、Cr、Sn 和 Co 中的至少一者。
[0081]實(shí)施方案X。根據(jù)實(shí)施方案Q至W中任一項(xiàng)所述的制品，其中低比輻射率金屬材料選自下列物質(zhì)中的至少一者:鋁、銀、金、銅、錫、鉻、鎳、鉑、鎢、鋅、鎂、鉬、銠、硅和/或它們的合金或組合。
[0082]實(shí)施方案Y。根據(jù)實(shí)施方案R至X中任一項(xiàng)所述的制品，其中金屬合金選自鋁/硅和銅/錫中的至少一者。
[0083]實(shí)施方案Z。根據(jù)實(shí)施方案A至O中任一項(xiàng)所述的制品，其中低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層位于或靠近制品的中性平面。
[0084]實(shí)施方案AA。根據(jù)實(shí)施方案P至Y中任一項(xiàng)所述的阻隔膜，其中低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層位于或靠近阻隔膜的中性平面。
[0085]本公開(kāi)的示例性實(shí)施方案已在上文中描述，且進(jìn)一步通過(guò)以下實(shí)施例的方式在下文中進(jìn)行說(shuō)明，不應(yīng)當(dāng)以任何方式將這些實(shí)施例理解為對(duì)本公開(kāi)范圍的強(qiáng)加限制。相反，應(yīng)當(dāng)清楚地理解，可以采取各種其他實(shí)施方案、修改形式及其等同物，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀本文說(shuō)明書(shū)之后，在不脫離本公開(kāi)的實(shí)質(zhì)和/或所附權(quán)利要求書(shū)的范圍的前提下，這些其他實(shí)施方案、修改形式及其等同物將顯而易見(jiàn)。
[0086]實(shí)施例
[0087]如下實(shí)施例旨在說(shuō)明在本公開(kāi)范圍內(nèi)的示例性實(shí)施方案。雖然闡述本公開(kāi)的廣義范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但在具體實(shí)施例中所列出的數(shù)值盡可能精確地記錄。然而，任何數(shù)值都固有地包含一定的誤差，在它們各自的試驗(yàn)測(cè)定中存在的標(biāo)準(zhǔn)偏差必然會(huì)引起這種誤差。在最低程度上，并且不試圖將等同原則的應(yīng)用限制到權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)的條件下，至少應(yīng)該根據(jù)所記錄的有效數(shù)位的數(shù)值和通過(guò)應(yīng)用慣常的四舍五入法來(lái)解釋每個(gè)數(shù)值參數(shù)。
[0088]測(cè)試方法
[0089]水蒸氣透過(guò)率
[0090]在可以PERMATRAN W700從明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯的Mocon公司(Mocon ofMinneapoliS，MN)商購(gòu)獲得的蒸氣透過(guò)測(cè)試上，測(cè)試以下實(shí)施例中一些的阻隔特性。測(cè)試體系為 50°C 和 100%RH。
[0091]抗彎性測(cè)試
[0092]使用得自北卡羅來(lái)納州葛蘭姆的Vinatoru企業(yè)公司(Vinatoru Enterprises, Incof Graham，NC)的gelbo-f lex測(cè)試一些實(shí)施例的抗彎性。將(200mmX 280mm)大小的樣品附接到彎曲測(cè)試機(jī)的芯軸。撓曲作用包括扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與水平運(yùn)動(dòng)(壓縮)結(jié)合，從而重復(fù)扭轉(zhuǎn)和粉碎膜。測(cè)試裝置在前90mm行程上進(jìn)行440°的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，然后是65mm的直的水平運(yùn)動(dòng)。速度為45次循環(huán)/分鐘。
[0093]實(shí)施例
[0094]在類(lèi)似于美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5，440，446(51^￥等人)和7，018，713(?3(1丨73讓等人)中所述涂布機(jī)的真空涂布機(jī)上制備阻隔膜的以下實(shí)施例。該涂布機(jī)卷起可從弗吉尼亞州切斯特的杜邦-帝人薄膜公司(DuPont-Teijin Films of Chester,VA)商購(gòu)獲得的0.05mm厚、14英寸(35.6cm)寬PET膜的不定長(zhǎng)度卷筒形式的基材。該基材隨后以16fpm(4.9m/min)的恒定線(xiàn)速度前進(jìn)。通過(guò)使其經(jīng)受氮等離子體處理來(lái)制備用于涂覆的基材，以改善低熱導(dǎo)率有機(jī)層的粘附性。
[0095]實(shí)施例1
[0096]通過(guò)以下方式在基材上形成低熱導(dǎo)率有機(jī)層:通過(guò)超聲霧化和瞬間蒸發(fā)施加三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯(可以商品名SARTOMER SR833S從賓夕法尼亞州?？怂诡D的沙多瑪公司(Sartomer USA of Exton，PA)商購(gòu)獲得)，得到寬度為12.5英寸(31.8cm)的涂層。隨后立即在下游使用以7.0kV和4.0mA操作的電子束固化槍將單體涂層固化。液體進(jìn)入蒸發(fā)器的流速為1.33ml/min，氣體流速為60SCCm，蒸發(fā)器溫度設(shè)定為260°C。處理筒溫度為_(kāi)10°C。
[0097]在該低熱導(dǎo)率有機(jī)層的頂部上施加低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層，首先施加低熱導(dǎo)率金屬無(wú)機(jī)材料。更具體地講，采用在4kW功率下操作的常規(guī)AC濺射方法，將15nm厚的銅層沉積到現(xiàn)聚合的低熱導(dǎo)率有機(jī)層(銅熱導(dǎo)率的書(shū)面值為3.9W/(m.°K)、比輻射率ε為0.03)上。然后，通過(guò)采用40kHz AC電源的反應(yīng)濺射沉積方法，鋪設(shè)低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料。陰極具有得自緬因州比迪福德的So I eras先進(jìn)涂料公司(So I eras Advanced Coatings US , ofBiddeford’MEW^SKgO^O/AKlO^ )革巴。在派射過(guò)程中，陰極的電壓由反饋控制回路控制，該回路監(jiān)控電壓并控制氧氣流，使得電壓保持在高位的同時(shí)目標(biāo)電壓不崩潰。該系統(tǒng)在16kW功率下操作，以將20nm厚硅鋁氧化物層沉積到銅層之上。
[0098]進(jìn)一步使用內(nèi)嵌式工藝將第二聚合物層沉積在硅鋁氧化物層的頂部上。通過(guò)霧化和蒸發(fā)，由單體溶液制備該聚合物層。然而，施加以形成該頂層的材料為3重量％的0_(正丁基)-3_氨基丙基三甲氧基硅烷(可以DYNASILAN 1189從德國(guó)埃森市的贏創(chuàng)公司(Evonikof Essen，DE)商購(gòu)獲得)、l重量％的l-羥基-環(huán)己基-苯基-酮(可以IRGACURE 184從德國(guó)路德維希港的巴斯夫公司(BASF of Ludwigshafen，DE)商購(gòu)獲得)與其余的SARTOMER SR833S的混合物。該混合物進(jìn)入霧化器的流速為1.33ml/min，氣體流速為60sccm，蒸發(fā)器溫度為260°C。一旦冷凝在硅鋁氧化物層上，便用UV光將該涂布混合物固化到成品聚合物。
[0099]經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所得制品具有低比輻射率和低熱導(dǎo)率功能。根據(jù)上面討論的測(cè)試方法，測(cè)試水蒸汽透過(guò)性。經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在本實(shí)驗(yàn)中水蒸汽透過(guò)率低于設(shè)備的檢測(cè)限。
[0100]實(shí)施例2
[0101]根據(jù)實(shí)施例1所述的過(guò)程來(lái)制備阻隔膜，不同的是基材為0.05mm厚的雙軸取向的聚丙烯。根據(jù)上面討論的測(cè)試方法，測(cè)試水蒸汽透過(guò)性，經(jīng)發(fā)現(xiàn)，水蒸汽透過(guò)率低于設(shè)備的檢測(cè)限。
[0102]實(shí)施例3
[0103]在實(shí)施例1的設(shè)備上制備阻隔膜。該涂布機(jī)卷起可從明尼蘇達(dá)州圣保羅的3M公司(3M Company,St.PauI ,MN)商購(gòu)獲得的0.0014英寸(0.036mm)厚PET膜的不定長(zhǎng)度卷筒形式的基材。該基材隨后以16fpm(4.9m/min)的恒定線(xiàn)速度前進(jìn)。通過(guò)使其經(jīng)受等離子體處理來(lái)制備用于涂覆的基材，以改善低熱導(dǎo)率有機(jī)層的粘附性。
[0104]通過(guò)以下方式在基材上形成低熱導(dǎo)率有機(jī)層:通過(guò)超聲霧化和瞬間蒸發(fā)施加三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯(可以商品名SARTOMER SR833S從賓夕法尼亞州?？怂诡D的沙多瑪公司(Sartomer USA of Exton，PA)商購(gòu)獲得)，得到寬度為12.5英寸(31.8cm)的涂層。隨后立即在下游使用以7.0kV和4.0mA操作的電子束固化槍將單體涂層固化。液體進(jìn)入蒸發(fā)器的流速為1.33ml/min，氣體流速為60SCCm，蒸發(fā)器溫度設(shè)定為260°C。處理筒溫度為_(kāi)10°C。
[0105]在該低熱導(dǎo)率有機(jī)層的頂部上施加低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層，首先施加低熱導(dǎo)率金屬無(wú)機(jī)材料。更具體地講，采用在4kW功率下操作的常規(guī)AC濺射方法，將15nm厚的銅層沉積到現(xiàn)聚合的低熱導(dǎo)率有機(jī)層上。然后，通過(guò)采用40kHz AC電源的反應(yīng)濺射沉積陰極，鋪設(shè)低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料。陰極具有得自美國(guó)SoIeras先進(jìn)涂料公司(Soleras AdvancedCoatings US)的Si(90%)/Al(10%)革巴。在派射過(guò)程中，陰極的電壓由反饋控制回路控制，該回路監(jiān)控著電壓并控制氧氣流速，使得電壓保持在高位的同時(shí)目標(biāo)電壓不崩潰。該系統(tǒng)在16kW功率下操作，以將20nm厚硅鋁氧化物層沉積到銅層之上。
[0106]經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所得制品具有低比輻射率和低熱導(dǎo)率功能。根據(jù)上面討論的測(cè)試方法，測(cè)試水蒸汽透過(guò)性。經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在本實(shí)驗(yàn)中水蒸汽透過(guò)率低于設(shè)備的檢測(cè)限。
[0107]實(shí)施例4
[0108]通常根據(jù)實(shí)施例3的過(guò)程制備阻隔膜，但有以下細(xì)節(jié)不同。單體進(jìn)入蒸發(fā)器的流速為1.33ml/min，在5kW功率下沉積硅鋁層。
[0109]實(shí)施例5
[0110]通常根據(jù)實(shí)施例3的過(guò)程制備阻隔膜，但有以下細(xì)節(jié)不同。單體進(jìn)入蒸發(fā)器的流速為1.33ml/min，沉積氧化物所用的功率為4kW。此外，在低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層之上，進(jìn)一步使用內(nèi)嵌式工藝將第二聚合物層沉積在硅鋁氧化物層的頂部上。通過(guò)霧化和蒸發(fā)，由單體溶液制備該聚合物層。然而，施加以形成該頂層的材料為3重量％的0-(正丁基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(可以DYNASILAN 1189從德國(guó)埃森市的贏創(chuàng)公司(Evonik of Essen,DE)商購(gòu)獲得)、1重量％的1_羥基-環(huán)己基-苯基-酮(可以IRGA⑶RE 184從德國(guó)路德維希港的巴斯夫公司(BASF of Ludwigshafen，DE)商購(gòu)獲得)與其余的SARTOMER SR833S的混合物。該混合物進(jìn)入霧化器的流速為1.33ml/min，氣體流速為60sccm，蒸發(fā)器溫度為260°C。一旦冷凝在娃鋁氧化物層上，便用UV光將該涂布混合物固化到成品聚合物。
[0111]實(shí)施例6
[0112]通常根據(jù)實(shí)施例3的過(guò)程制備阻隔膜，但有以下細(xì)節(jié)不同。在第二聚合物層之上，通過(guò)AC反應(yīng)濺射沉積陰極鋪設(shè)第二硅鋁氧化物層。陰極具有得自美國(guó)Soleras先進(jìn)涂料公司(Soleras Advanced Coatings US)的Si(90% )/Α1(10%)革E。該系統(tǒng)在 16kW功率下操作，以將大約25nm厚硅鋁氧化物層沉積到第二聚合物層上。
[0113]實(shí)施例7-10
[0114]通常分別根據(jù)實(shí)施例3至6的過(guò)程制備四種阻隔膜，不同的是，用于這些實(shí)施例的基材為0.00092英寸(0.023mm)厚的低密度聚乙烯/PET層合物。該層合物的聚乙烯部分可從印第安納州埃文斯維爾的貝瑞塑料公司(Berry Plastics of Evansville，IN)商購(gòu)獲得。該層合物的PET側(cè)朝向低熱導(dǎo)率有機(jī)層。
[0115]實(shí)施例11
[0116]在實(shí)施例1的設(shè)備上制備阻隔膜。基材為0.00092英寸(0.023mm)厚的PET膜，可以L(fǎng)UMIRROR F7S從日本東京的東麗公司(Toray of Tokyo ,Japan)商購(gòu)獲得。該基材隨后以16fpm(4.9m/min)的恒定線(xiàn)速度前進(jìn)。通過(guò)使其經(jīng)受等離子體處理來(lái)制備用于涂覆的基材，以改善低熱導(dǎo)率有機(jī)層的粘附性。
[0117]通過(guò)以下方式在基材上形成低熱導(dǎo)率有機(jī)層:通過(guò)超聲霧化和瞬間蒸發(fā)施加三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯(可以商品名SARTOMER SR833S從賓夕法尼亞州?？怂诡D的沙多瑪公司(Sartomer USA of Exton，PA)商購(gòu)獲得)，得到寬度為12.5英寸(31.8cm)的涂層。隨后立即在下游使用以7.0kV和4.0mA操作的電子束固化槍將單體涂層固化。液體進(jìn)入蒸發(fā)器的流速為1.33ml/min，氣體流速為60SCCm，蒸發(fā)器溫度設(shè)定為260°C。處理筒溫度為_(kāi)10°C。
[0118]在該低熱導(dǎo)率有機(jī)層的頂部上施加低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層，首先施加低熱導(dǎo)率金屬無(wú)機(jī)材料。更具體地講，采用在4kW功率下操作的常規(guī)AC濺射方法，將20nm厚的硅鋁合金層沉積到現(xiàn)聚合的低熱導(dǎo)率有機(jī)層上。所采用的90%Si/10%Al濺射靶得自加利福尼亞州洛杉磯的DHF公司(DHF of Los Angeles ,CA)。然后，通過(guò)采用40kHz AC電源的反應(yīng)濺射沉積陰極，鋪設(shè)低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料。陰極具有得自緬因州比迪福德的Soleras先進(jìn)涂料公司(Soleras Advanced Coatings US,of
程中，陰極的電壓由反饋控制回路控制，該回路監(jiān)控著電壓并控制氧氣流速，使得電壓保持在高位的同時(shí)目標(biāo)電壓不崩潰。該系統(tǒng)在16kW功率下操作，以將25nm厚硅鋁氧化物層沉積到銅層之上。
[0119]進(jìn)一步使用內(nèi)嵌式工藝將第二聚合物層沉積在硅鋁氧化物層的頂部上。通過(guò)霧化和蒸發(fā)，由單體溶液制備該聚合物層。然而，施加以形成該頂層的材料為3重量％的0_(正丁基)-3_氨基丙基三甲氧基硅烷(可以DYNASILAN 1189從德國(guó)埃森市的贏創(chuàng)公司(Evonikof Essen，DE)商購(gòu)獲得)、l重量％的l-羥基-環(huán)己基-苯基-酮(可以IRGACURE 184從德國(guó)路德維希港的巴斯夫公司(BASF of Ludwigshafen，DE)商購(gòu)獲得)與其余的SARTOMER SR833S的混合物。該混合物進(jìn)入霧化器的流速為1.33ml/min，氣體流速為60sccm，蒸發(fā)器溫度為260°C。一旦冷凝在硅鋁氧化物層上，便用UV光將該涂布混合物固化到成品聚合物。
[0120]經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所得制品具有低熱導(dǎo)率功能。根據(jù)上面討論的測(cè)試方法，測(cè)試水蒸汽透過(guò)性。經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在本實(shí)驗(yàn)中水蒸汽透過(guò)率低于設(shè)備的檢測(cè)限。
[0121]實(shí)施例12
[0122]通常根據(jù)實(shí)施例11的過(guò)程制備阻隔膜，不同的是，線(xiàn)速度加倍至32英尺/分鐘(9.8m/min)，并且制備低熱導(dǎo)率有機(jī)層和第二聚合層的單體流也加倍。這使得低熱導(dǎo)率有機(jī)層和第二聚合物層的厚度保持為約750nm，而硅鋁層的厚度減小至10nm，并且硅鋁氧化物層的厚度減小至12nm ο
[0123]實(shí)施例13
[0124]通常根據(jù)實(shí)施例11的過(guò)程制備阻隔膜，但有以下細(xì)節(jié)不同。在第二聚合物層之上，通過(guò)AC反應(yīng)濺射沉積陰極鋪設(shè)第二硅鋁氧化物層。陰極具有得自美國(guó)Soleras先進(jìn)涂料公司(Soleras Advanced Coatings US)的Si(90% )/Α1(10%)革E。該系統(tǒng)在 16kW功率下操作，以將25nm厚的硅鋁氧化物層沉積到第二聚合物層上。
[0125]實(shí)施例14
[0126]通常根據(jù)實(shí)施例3的過(guò)程制備阻隔膜，但有以下細(xì)節(jié)不同。采用在4kW功率下操作的常規(guī)AC濺射方法，將20nm厚的鈦層沉積到低熱導(dǎo)率有機(jī)層之上，而并非使用銅作為低熱導(dǎo)率金屬無(wú)機(jī)材料。
[0127]實(shí)施例15
[0128]通常根據(jù)實(shí)施例3的過(guò)程制備阻隔膜，但有以下細(xì)節(jié)不同。采用在4kW功率下操作的常規(guī)AC濺射方法，將20nm厚的銅錫合金CusoSrm(按重量計(jì))層沉積到低熱導(dǎo)率有機(jī)層之上，而并非使用銅作為低熱導(dǎo)率金屬無(wú)機(jī)材料。
[0129]實(shí)施例16
[0130]通常根據(jù)實(shí)施例15的過(guò)程制備阻隔膜，但有以下細(xì)節(jié)不同。在沉積銅錫合金層步驟與沉積硅鋁氧化物層步驟之間，通過(guò)在4kW功率下操作的常規(guī)AC濺射方法沉積20nm厚的欽夾層。
[0131]實(shí)施例17
[0132]在類(lèi)似于美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5，440，446(51^￥等人)和7，018，713(?3(1丨73讓等人)中所述涂布機(jī)的真空涂布機(jī)上制備阻隔膜。該涂布機(jī)卷起可從弗吉尼亞州切斯特的杜邦-帝人薄膜公司(DuPont-Teijin Films of Chester，VA)商購(gòu)獲得的0.024mm厚、14英寸(35.6cm)寬PET膜的不定長(zhǎng)度卷筒形式的基材。該基材隨后以16fpm(4.9m/min)的恒定線(xiàn)速度前進(jìn)。通過(guò)使其經(jīng)受氮等離子體處理來(lái)制備用于涂覆的基材，以改善低熱導(dǎo)率有機(jī)層的粘附性。
[0133]通過(guò)以下方式在基材上形成低熱導(dǎo)率有機(jī)層:通過(guò)超聲霧化和瞬間蒸發(fā)施加三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯(可以商品名SARTOMER SR833S從賓夕法尼亞州埃克斯頓的沙多瑪公司(Sartomer USA of Exton，PA)商購(gòu)獲得)，得到寬度為12.5英寸(31.8cm)的涂層。隨后立即在下游使用以7.0kV和4.0mA操作的電子束固化槍將單體涂層固化。液體進(jìn)入蒸發(fā)器的流速為1.33ml/min，氣體流速為60SCCm，蒸發(fā)器溫度設(shè)定為260°C。處理筒溫度為_(kāi)10°C。
[0134]在該低熱導(dǎo)率有機(jī)層的頂部上施加低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層，首先施加低熱導(dǎo)率金屬無(wú)機(jī)材料。更具體地講，采用在4kW功率下操作的常規(guī)AC濺射方法，將1nm厚的硅鋁合金層沉積到現(xiàn)聚合的低熱導(dǎo)率有機(jī)層上。所采用的90%Si/10%Al濺射靶得自加利福尼亞州洛杉磯的DHF公司(DHF of Los Angeles ,CA)。然后，通過(guò)采用40kHz AC電源的反應(yīng)濺射沉積方法，鋪設(shè)低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料。陰極具有得自緬因州比迪福德的Soleras先進(jìn)涂料公司(Soleras Advanced Coatings US,of
程中，陰極的電壓由反饋控制回路控制，該回路監(jiān)控著電壓并控制氧氣流速，使得電壓保持在高位的同時(shí)目標(biāo)電壓不崩潰。該系統(tǒng)在16kW功率下操作，以將20nm厚硅鋁氧化物層沉積到硅鋁合金層之上。
[0135]進(jìn)一步使用內(nèi)嵌式工藝將第二聚合物層沉積到硅鋁氧化物層的頂部上。通過(guò)霧化和蒸發(fā)，由單體溶液制備該聚合物層。然而，施加以形成該頂層的材料為3重量％的0_(正丁基)-3_氨基丙基三甲氧基硅烷(可以DYNASILAN 1189從德國(guó)埃森市的贏創(chuàng)公司(Evonikof Essen，DE)商購(gòu)獲得)、l重量％的l-羥基-環(huán)己基-苯基-酮(可以IRGACURE 184從德國(guó)路德維希港的巴斯夫公司(BASF of Ludwigshafen，DE)商購(gòu)獲得)與其余的SART0MER SR833S的混合物。該混合物進(jìn)入霧化器的流速為1.33ml/min，氣體流速為60sccm，蒸發(fā)器溫度為260°C。一旦冷凝在硅鋁氧化物層上，便用UV光將該涂布混合物固化到成品聚合物。
[0136]然后用雙組分層合粘合劑體系涂覆第二聚合物層，該雙組分層合粘合劑體系結(jié)合異氰酸酯基封端的聚酯型聚氨酯與共反應(yīng)劑，可以ADCOAT 577從密歇根州米德蘭的陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical of Midland，M1.)商購(gòu)獲得。采用的涂層重量為0.5格令/4〃 X 6〃矩形(2.lg/m2)。然后將熱密封層層合到層合粘合劑中，具體地講，該層合粘合劑是厚度為1.8密耳(0.045mm)、拉伸模量為135，000psi(931MPa)的高密度聚乙烯(HDPE)膜，可從佐治亞州亞特蘭大的Printpack公司(Printpack, Inc.0f Atlanta ,GA)商購(gòu)獲得。計(jì)算這種材料的作為熱密封層的使用，使得低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料位于或靠近總膜的中性平面。
[0137]然后使用這種構(gòu)造的兩層膜來(lái)制造VIP，其中每層膜的熱密封層在芯周?chē)鸁崦芊庠谝黄?。?jīng)發(fā)現(xiàn)，所得VIP具有增強(qiáng)的機(jī)械和阻隔特性。根據(jù)上面討論的測(cè)試方法，測(cè)試這種構(gòu)造單層膜的水蒸汽透過(guò)性能。經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在本實(shí)驗(yàn)中水蒸汽透過(guò)率低于設(shè)備的檢測(cè)限。
[0138]此外，使這種構(gòu)造的單層膜經(jīng)受抗彎性測(cè)試，并在此之前和之后測(cè)試WVTR。測(cè)試根據(jù)ASTM F392(2011)“調(diào)節(jié)柔性阻隔材料進(jìn)行彎曲耐久性測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐(StandardPractice for Condit1ning Flexible Barrier Materials for Flex Durability)，，進(jìn)行。根據(jù)本方案，在經(jīng)受20次扭轉(zhuǎn)/粉碎運(yùn)動(dòng)循環(huán)之后，包層的WVTR僅從低于0.005g/m2/日增加至0.65g/m2/日。
[0139]實(shí)施例18
[0140]根據(jù)實(shí)施例17的過(guò)程制備阻隔膜和VIP，不同的是，熱密封層是厚度為3.2密耳(0.081mm)、拉伸模量為30，OOOpsi(207MPa)的低密度聚乙烯(LDPE)，可從Printpack公司(Printpack, Inc)商購(gòu)獲得。計(jì)算這種材料作為熱密封層的使用，使得低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料位于或靠近總膜的中性平面。
[0141]這種阻隔膜也用于VIP制造過(guò)程中的熱密封過(guò)程。此外，使這種構(gòu)造的單層膜經(jīng)受抗彎性測(cè)試，并在此之前和之后測(cè)試WVTR。根據(jù)ASTM F392，在經(jīng)受20次扭轉(zhuǎn)/粉碎運(yùn)動(dòng)循環(huán)之后，該膜示出0.7g/m2/日的WVTR。
[0142]實(shí)施例19
[0143]根據(jù)實(shí)施例17的過(guò)程制備阻隔膜和VIP，不同的是，熱密封層是厚度為3.2密耳(0.081mm)、拉伸模量為27，000psi(186MPa)的線(xiàn)性低密度聚乙烯(LLDPE)，可從Printpack公司(Printpack, Inc)商購(gòu)獲得。計(jì)算這種材料作為熱密封層的使用，使得低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料位于或靠近總膜的中性平面。
[0144]雖然以某些示例性實(shí)施方案詳細(xì)描述了說(shuō)明書(shū)，但應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在理解上述內(nèi)容后，可以很容易地想到這些實(shí)施方案的改變、變型和等同物。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本公開(kāi)不應(yīng)不當(dāng)?shù)厥芟抻谝陨辖o出的示例性實(shí)施方案。此外，本文引用的所有出版物、公開(kāi)的專(zhuān)利申請(qǐng)和公布的專(zhuān)利均以引用方式全文并入本文，在相同的程度上猶如被特別地和單獨(dú)地指出的各個(gè)出版物或?qū)＠家砸梅绞讲⑷?。已?duì)各個(gè)示例性實(shí)施方案進(jìn)行了描述。這些和其他實(shí)施方案在以下列出的公開(kāi)的實(shí)施方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制品，所述制品包括真空隔熱板包層，所述真空隔熱板包層包括: (a)具有兩個(gè)相對(duì)主表面的基材； (b)與所述基材的所述相對(duì)主表面之一直接接觸的第一層，其中所述第一層為低熱導(dǎo)率有機(jī)層或低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層； (C)與所述第一層直接接觸的第二層，其中所述第二層為低熱導(dǎo)率有機(jī)層或低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層，并且其中所述第二層與所述第一層中所選的材料不相同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層包括低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層包括低熱導(dǎo)率金屬材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層包括低熱導(dǎo)率金屬材料和低比輻射率金屬材料。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制品，其中所述低熱導(dǎo)率金屬包括具有低比輻射率的金屬I(mǎi)=IO6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制品，其還包括附加的低傳導(dǎo)率有機(jī)層。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制品，其還包括熱密封層。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制品，其中所述基材包括阻燃材料。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制品，其還包括與所述基材的與所述第一層相對(duì)的相對(duì)主表面直接接觸的阻燃層。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制品，其中所述真空隔熱板包層還包括芯層。11.根據(jù)權(quán)利要求2和權(quán)利要求6至10中任一項(xiàng)所述的制品，其中所述低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料選自下列物質(zhì)中的至少一者:氧化鋁、二氧化硅、硅鋁氧化物、硅鋁氮化物和硅鋁氧氮化物、Cu0、Ti02、IT0、Si3N4、TiN、Zn0、氧化鋁鋅、Zr02、氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯和Ca2Si04。12.根據(jù)權(quán)利要求3至10中任一項(xiàng)所述的制品，其中所述低熱導(dǎo)率金屬材料選自T1、Sr、￥、]^、祖、0、511和(:0中的至少一者。13.根據(jù)權(quán)利要求4至10中任一項(xiàng)所述的制品，其中所述低比輻射率金屬材料選自下列物質(zhì)中的至少一者:鋁、銀、金、銅、錫、鉻、鎳、鉑、鎢、鋅、鎂、鉬、銠、硅和/或它們的合金或組入口 ο14.根據(jù)權(quán)利要求5至13中任一項(xiàng)所述的制品，其中所述金屬合金選自鋁/硅和銅/錫中的至少一者。15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制品，其中所述真空隔熱板包層具有低于0.lcc/m2/日的氧透過(guò)率和低于0.lg/m2/日的濕蒸汽透過(guò)率。16.—種阻隔膜，其包括: (a)具有兩個(gè)相對(duì)主表面的基材； (b)與所述基材的所述相對(duì)主表面之一直接接觸的第一層，其中所述第一層為低熱導(dǎo)率有機(jī)層或低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層； (C)與所述第一層直接接觸的第二層，其中所述第二層為低熱導(dǎo)率有機(jī)層或低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層，并且其中所述第二層與所述第一層中所選的材料不相同， 其中，所述低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層包括至少一種低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料和至少一種低熱導(dǎo)率金屬材料。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的阻隔膜，其中所述低熱導(dǎo)率金屬材料包括低比輻射率金屬材料。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的阻隔膜，其中所述低熱導(dǎo)率金屬材料包括具有低比輻射率的金屬合金材料。19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的阻隔膜，其還包括熱密封層。20.根據(jù)權(quán)利要求16至20中任一項(xiàng)所述的阻隔膜，其中所述基材包括阻燃材料。21.根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項(xiàng)所述的阻隔膜，其還包括與所述基材的與所述第一層相對(duì)的相對(duì)主表面直接接觸的阻燃層。22.根據(jù)權(quán)利要求16至21中任一項(xiàng)所述的阻隔膜，其中所述低熱導(dǎo)率非金屬無(wú)機(jī)材料選自下列物質(zhì)中的至少一者:氧化鋁、二氧化硅、硅鋁氧化物、硅鋁氮化物和硅鋁氧氮化物、Cu0、Ti02、IT0、Si3N4、TiN、Zn0、氧化鋁鋅、Zr02、氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯和Ca2Si04。23.根據(jù)權(quán)利要求16至22中任一項(xiàng)所述的阻隔膜，其中所述低熱導(dǎo)率金屬材料選自T1、5『、￥、]?11、祖、0、511和(:0中的至少一者。24.根據(jù)權(quán)利要求17至23中任一項(xiàng)所述的阻隔膜，其中所述低比輻射率金屬材料選自下列物質(zhì)中的至少一者:鋁、銀、金、銅和/或它們的合金或組合，鋁、銀、金、銅、錫、鉻、鎳、鉑、鎢、鋅、鎂、鉬、銠、硅和/或它們的合金或組合。25.根據(jù)權(quán)利要求18至24中任一項(xiàng)所述的阻隔膜，其中所述金屬合金選自鋁/硅和銅/錫中的至少一者。26.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的制品，其中所述低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層位于或靠近所述制品的中性平面。27.根據(jù)權(quán)利要求16至25中任一項(xiàng)所述的阻隔膜，其中所述低熱導(dǎo)率無(wú)機(jī)疊層位于或靠近所述阻隔膜的中性平面。
【文檔編號(hào)】E04B1/80GK105829622SQ201480068692
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月16日
【發(fā)明人】克里斯托弗·S·萊昂斯, 唐娜·W·班格, 賽德利克·貝多亞, 保萊·T·恩根, 彼得·B·赫格頓, 約瑟夫·M·皮珀, 艾米·普雷斯勒普林斯, 余大華, 聶其紅, 唐納德·J·穆克盧爾
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