一种石墨烯蓄热垫及其制备方法与流程

文档序号:17440931发布日期:2019-04-17 04:45阅读:359来源:国知局

本发明涉及保温材料领域,尤其涉及一种石墨烯蓄热垫及其制备方法。



背景技术:

一般建筑地板、发热地板、发热膜、发热板等安装时,需要配套安装保温材料,传统的保温隔热材料是以提高气相空隙率,降低导热系数和传导系数为主。纤维类保温材料在使用环境中要使对流传热和辐射传热升高,必须要有较厚的覆层;而型材类无机保温材料要进行拼装施工,存在接缝多、有损美观、防水性差、使用寿命短等缺陷。

授权公告号cn106489050b的发明公开了一种真空隔热材料,包括具有气体阻隔性的外覆件和设置于外覆件的内部的芯材,且外覆件的内部被减压密封的真空隔热材料,而且包括:外覆件的周缘被密封而构成的密封部;形成于外覆件的周缘的鳍部;和外覆件的周缘朝向芯材折回时产生的突出部被压缩而形成的压缩部。所述真空隔热材料的隔热原理在于采用真空隔热,存在占用空间较大,密封失效会导致隔热效果降低的缺陷,而且功能单一,只能起到隔热不能起到蓄热放热作用,不利于能量的充分利用。



技术实现要素:

因此,针对以上内容,本发明提供一种石墨烯蓄热垫及其制备方法,解决现有技术防水性差、施工不便、占用空间大、无法蓄热放热的问题。

为达到上述目的,本发明是通过以下技术方案实现的:

一种石墨烯蓄热垫,其特征在于:包括底层的防潮层和顶层的蓄热层,所述蓄热层贴合在所述防潮层的上表面,所述防潮层采用辐射交联聚乙烯发泡材料制成,所述蓄热层由石墨烯/有机类复合相变材料制成。

进一步的改进是:所述防潮层的底面贴合一层铝箔。

进一步的改进是:石墨烯蓄热垫的制备步骤如下:

(1)防潮层的制备:

用双辊开炼机将聚乙烯树脂在120℃下进行塑化后,依次加入发泡剂和其他助剂,充分混合均匀后拉出冷却,然后用切粒机进行切粒,并由挤出机挤出成片,通过辐照传送装置进行辐照,最后在发泡装置上进行发泡,制得的辐射交联聚乙烯发泡材料制成防潮层;

(2)蓄热层由石墨烯/有机类复合相变材料制成,石墨烯/有机类复合相变材料的制备过程如下:

step1:将20-40重量份乙醇、25-35重量份丙酮配成混合溶液,向混合溶液中加入3-6重量份石墨烯、10-15重量份炭黑、2-4重量份碳纳米管粉末、0.5-1重量份3-缩水甘油丙基(二甲氧基)甲基硅烷,进行超声波分散5-7h,然后再加入20-50重量份聚乙烯醇缩甲醛树脂、1-3重量份聚氯三氟乙烯-偏氟乙烯共聚物、0.2-0.6重量份2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、0.5-1.3重量份碳酸钙、0.4-0.8重量份二氧化硅、0.2-0.4玻璃纤维,用高速剪切机高速剪切2-3h;再进行超声波震荡1-2h,最后加入0.4-1.2重量份卡波树脂,混合搅拌20-30min,得到石墨烯浆液;

step2:取上述得到的石墨烯浆液,加入100-200重量份有机物,在75-85℃下充分搅拌混合2-3h,真空干燥6-8h,制得石墨烯/有机类复合相变材料;

(3)将蓄热层通过热压封合在防潮层上表面,制成石墨烯蓄热垫。

进一步的改进是:所述石墨烯/有机类复合材料中的有机物为脂肪酸、芳香酮中的一种或两者以任意比组合而成。

通过采用前述技术方案,本发明的有益效果是:

1.本发明以辐射交联聚乙烯发泡材料制成防潮层,防潮层结构稳定,可以实现防潮功能;蓄热层由石墨烯/有机类复合相变材料制成,满足保温体系的稳定性、安全性的需要;

2.本发明因保温、蓄热、防潮的优异性能,为本产品提供了一个宽广应用范围,适用于各种地板、地暖的保暖材料。

3.安装方便,在施工时将石墨烯蓄热垫放置地面或保温层上,易于施工、操作简单、不受季节限制、随时施工,降低了材料和人工成本。

4.脂肪酸、芳香酮类的有机相变材料存在导热系数低、受热熔化后易流动的问题,本发明制备的石墨烯/有机类复合相变材料的导热率高、熔融状态下仍能保持形状稳定。

5.本发明制备的石墨烯浆液改善了石墨烯易团聚的现象,分散均匀性及稳定性显著提高,浆液中添加了耐火填料和阻燃剂,由此制得的石墨烯/有机类复合相变材料带有一定的阻燃效果。

6.防潮层外贴合的铝箔层起到屏蔽、防静电等作用。

具体实施方式

以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

若未特别指明,实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段,所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者,均在首次出现时标明。

实施例一

一种石墨烯蓄热垫,包括底层的防潮层和顶层的蓄热层,所述蓄热层贴合在所述防潮层的上表面,所述防潮层采用辐射交联聚乙烯发泡材料制成,所述蓄热层由石墨烯/有机类复合相变材料制成,所述防潮层的底面贴合一层铝箔。

石墨烯蓄热垫的制备步骤如下:

(1)防潮层的制备:

用双辊开炼机将聚乙烯树脂在120℃下进行塑化后,依次加入发泡剂和其他助剂,充分混合均匀后拉出冷却,然后用切粒机进行切粒,并由挤出机挤出成片,通过辐照传送装置进行辐照,最后在发泡装置上进行发泡,制得的辐射交联聚乙烯发泡材料制成防潮层;

(2)蓄热层由石墨烯/有机类复合相变材料制成,石墨烯/有机类复合相变材料的制备过程如下:

step1:将20重量份乙醇、25重量份丙酮配成混合溶液,向混合溶液中加入3重量份石墨烯、10重量份炭黑、2重量份碳纳米管粉末、0.5重量份3-缩水甘油丙基(二甲氧基)甲基硅烷,进行超声波分散5h,然后再加入20重量份聚乙烯醇缩甲醛树脂、1重量份聚氯三氟乙烯-偏氟乙烯共聚物、0.2重量份2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、0.5重量份碳酸钙、0.4重量份二氧化硅、0.2玻璃纤维,用高速剪切机高速剪切2h;再进行超声波震荡1h,最后加入0.4重量份卡波树脂,混合搅拌20min,得到石墨烯浆液;

step2:取上述得到的石墨烯浆液,加入100重量份棕榈酸,在75℃下充分搅拌混合2h,真空干燥6h,制得石墨烯/有机类复合相变材料;

(3)将蓄热层通过热压封合在防潮层上表面,制成石墨烯蓄热垫。

实施例二

一种石墨烯蓄热垫,其结构与实施例一一致,所述石墨烯蓄热垫的制备方法如下:

(1)以辐射交联聚乙烯发泡材料制成防潮层,制备方法与实施例一一致;

(2)蓄热层由石墨烯/有机类复合相变材料制成,石墨烯/有机类复合相变材料的制备过程如下:

step1:将30重量份乙醇、30重量份丙酮配成混合溶液,向混合溶液中加入5重量份石墨烯、12重量份炭黑、3重量份碳纳米管粉末、0.8重量份3-缩水甘油丙基(二甲氧基)甲基硅烷,进行超声波分散6h,然后再加入35重量份聚乙烯醇缩甲醛树脂、2重量份聚氯三氟乙烯-偏氟乙烯共聚物、0.4重量份2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、0.9重量份碳酸钙、0.6重量份二氧化硅、0.3玻璃纤维,用高速剪切机高速剪切2.5h;再进行超声波震荡1.5h,最后加入0.8重量份卡波树脂,混合搅拌25min,得到石墨烯浆液;

step2:取上述得到的石墨烯浆液,加入120重量份月桂酸、30重量份二苯甲酮,在80℃下充分搅拌混合2.5h,真空干燥7h,制得石墨烯/有机类复合相变材料;

(3)将蓄热层通过热压封合在防潮层上表面,制成石墨烯蓄热垫。

实施例三

一种石墨烯蓄热垫,其结构与实施例一一致,所述石墨烯蓄热垫的制备方法如下:

(1)以辐射交联聚乙烯发泡材料制成防潮层,制备方法与实施例一一致;

(2)蓄热层由石墨烯/有机类复合相变材料制成,石墨烯/有机类复合相变材料的制备过程如下:

step1:将40重量份乙醇、35重量份丙酮配成混合溶液,向混合溶液中加入6重量份石墨烯、15重量份炭黑、4重量份碳纳米管粉末、1重量份3-缩水甘油丙基(二甲氧基)甲基硅烷,进行超声波分散7h,然后再加入50重量份聚乙烯醇缩甲醛树脂、3重量份聚氯三氟乙烯-偏氟乙烯共聚物、0.6重量份2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1.3重量份碳酸钙、0.8重量份二氧化硅、0.4玻璃纤维,用高速剪切机高速剪切3h;再进行超声波震荡2h,最后加入1.2重量份卡波树脂,混合搅拌30min,得到石墨烯浆液;

step2:取上述得到的石墨烯浆液,加入200重量份苯乙酮,在85℃下充分搅拌混合3h,真空干燥8h,制得石墨烯/有机类复合相变材料;

(3)将蓄热层通过热压封合在防潮层上表面,制成石墨烯蓄热垫。

以上所记载,仅为利用本创作技术内容的实施例,任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化,皆属本创作主张的专利范围,而不限于实施例所揭示者。

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