一种电热地暖保温板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电热地暖保温板，包括面层材料和基材，面层材料设置于基材的上、下表面，基材的上表面的面层材料为电热膜。所述基材是由无机粒子、固体阻燃剂与聚氨酯硬泡发泡料反应而成，包括以下重量份数的原料：无机粒子34～83份、固体阻燃剂2～17份、聚氨酯硬泡发泡料15～49份。基材导热系数24.0～35.0mW/(m·K)，燃烧性能等级不低于GB8624‑2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》中的B1级。该电热地暖保温板体积吸水率≤3.0％，尺寸稳定性(70℃，48h)≤1.0％，压缩强度≥0.15MPa，低温辐射发热，防水保温，高温尺寸稳定好，能承载，一体成型易于安装维修。

【技术实现步骤摘要】
一种电热地暖保温板及其制备方法
本专利技术属于地面供暖
，具体涉及一种电热地暖保温板及其制备方法。
技术介绍
地面辐射供暖按照供热方式的不同主要分为水地暖和电地暖。相对于水地暖，电地暖主要有舒适、节能、环保、灵活、不需要维护等优点，所以逐步走进了各家各户。电地暖的种类很多，常用的有发热电缆地暖、电热膜地暖以及碳纤维地暖。发热电缆地暖一般以发热电缆为热源，埋设在地板下方或地板中，该系统具有生产成本高、维修不方便、传热不均匀等缺点。电热膜地暖通过将电热膜置于地板下方或地板中进行发热，是将可导电的油墨、金属、石墨烯等载流条经加工、热压在绝缘聚酯薄膜间，长时间加热会收缩，导致发热效能下降。碳纤维地暖属平面发热，其厚度多为20mm左右，面板为玻镁板，受潮气、水侵蚀后易起鼓，铺装时每块之间需留有8～15cm的间隙以安装电源导线，容易造成地板受力不均导致的破坏。为了防止和减少热量向地下散失，提高热利用率，在地暖发热层下面需铺装反射膜或设置隔热保温层，一般采用聚乙烯泡棉、膨胀聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫板等，其中聚氨酯泡沫导热系数最低，等同热阻技术要求下使用泡沫厚度最小，可有效节省住房层高。当前需要研究开发一种兼具发热，高温尺寸稳定性好，防水保温，能承载，易于安装维修的电热地暖保温板。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种兼具发热，高温尺寸稳定性好，防水保温，能承载，易于安装维修的电热地暖保温板及其制备方法。具体地说：将电热膜与聚氨酯材料直接一体成型，采用保温性能好、结构稳定的高分子热固型聚氨酯作为基材，其较高的闭孔率降低材料的吸水率，提高了防水性能，在聚氨酯基材中使用无机材料与阻燃剂复配，在补强聚氨酯泡沫的高温尺寸稳定性、阻燃性能的同时，提高了保温板的物理机械性能。本专利技术所采用的技术方案如下：一种电热地暖保温板，包括面层材料和基材，所述基材由无机粒子、固体阻燃剂与聚氨酯硬泡发泡料反应而成，包括以下重量份数的原料：无机粒子34～83份、固体阻燃剂2～17份、聚氨酯硬泡发泡料15～49份；所述无机粒子的粒径为30～3000目；所述聚氨酯硬泡发泡料包括重量比为100:(120～180)的组分A和组分B；所述组分A包括多元醇100份、催化剂1.5～5.0份、发泡剂2～30份、水1.5～3.0份、液态阻燃剂3～30份和泡沫稳定剂0.5～4.0份；所述组分B为多苯基多亚甲基多异氰酸酯；所述面层材料设置于所述基材的上、下表面，所述基材的上表面的面层材料为电热膜。为了降低无机粒子对聚氨酯液体原料的吸附作用，实现无机粒子的均匀分散，从而发挥增强作用，所述无机粒子的粒径为30～3000目。当无机粒子的粒径较大，低于30目时，不能均匀分散，易在基体内产生缺陷，反而降低了材料的物理机械性能。但是如果粒径太小，高于3000目，颗粒间作用太强，无机粒子容易团聚，不利于材料强度的提高。优选地，所述电热膜为金属丝电热膜、碳基油墨电热膜、碳纤维电热膜、碳晶板电热膜、PTC陶瓷电热膜或石墨烯电热膜中的一种。电热膜具有传热速率快、电热转化率高、发热均匀等优点，厚度薄不影响住房层高，制成的卷材可与聚氨酯基材在线一体成型。为了提高保温板与基层的粘结，优选地，所述基材的下表面的面层材料为牛皮纸、无纺布或水泥玻纤毡中的一种。优选地，所述无机粒子为二氧化硅、粉煤灰、碳化硅、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、氢氧化钙、膨胀珍珠岩、玻化微珠、空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠中的任意一种或二种以上以任意比例组成的混合物。其具有的特点：无机材料与有机材料具有较好的相容性，充分发挥无机粒子的增强作用，提高材料的高温尺寸稳定性能和机械强度。优选地，所述固体阻燃剂为三聚氰胺、磷酸三苯酯、氧化锑、氧化锑-氧化硅复合物、α-三水合氧化铝、草酸铝、氢氧化镁、镁铝水滑石、可膨胀石墨、氧化石墨烯、红磷、磷酸铵、磷酸氢铵、聚磷酸铵、硼砂、硼酸锌、硼酸铵、硼酸钙、偏硼酸钡、偏硼酸钠、铝酸锌、氟硼酸铵中的至少一种。优选地，所述多元醇为聚醚多元醇和聚酯多元醇中的任意一种或二种以上以任意比例组成的混合物，其中，聚醚多元醇是由起始剂和氧化烯烃反应制备而成的，氧化烯烃选自氧化丙烯和/或氧化乙烯；聚酯多元醇选自脂肪族聚酯多元醇和/或芳香族聚酯多元醇。所述发泡剂为HCFC-141b、HFC-245fa、HFC-365mfc、戊烷、水或二氧化碳中的至少一种。所述液态阻燃剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三异丙基苯酯、磷酸二苯基异辛酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、甲基膦酸二甲酯、三羟甲基氧化膦中的至少一种。所述多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的异氰酸酯基NCO的质量分数为30～32％，如巴斯夫公司的M20S、M50，万华化学的PM-200、PM-400，锦湖三井的M200等型号的多苯基多亚甲基多异氰酸酯。催化剂使用由现有技术已知的催化剂，例如三乙醇胺、二甲基环己胺、三亚乙基二胺、三乙烯二胺、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、1,3,5-三(二甲氨基丙基)对称六氢三嗪、羧酸盐、季铵盐、二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡或异辛酸钾-二丙二醇溶液中任意一种或两种以上的混合物。所述泡沫稳定剂是本领域中所用的有机硅泡沫稳定剂，可使用AK8805、AK8811、AK8830、B8460、B8481、B8486、NiaxL-5440等。本专利技术的聚氨酯泡沫配方，改善泡沫脆性、粘接性与尺寸稳定性，保持较高的闭孔率、较细的泡孔，保证有机发泡材料原料在大量固体物质中的流动性。此外，本领域技术人员可根据需要添加可选的其他助剂来获得更佳的使用性能。例如，为达到增强效果，可进一步添加无机纤维和/或有机纤维，其中无机纤维可选自石棉、岩棉、矿渣棉、玻璃棉、硅酸铝纤维、玻璃纤维等中的一种或几种；有机纤维可选自聚酯纤维、芳纶纤维、丙纶纤维等中的一种或几种。本领域技术人员还可根据需要添加抗氧化剂、烟雾抑制剂、交联剂、颜料等。本专利技术还提供了上述电热地暖保温板的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：将烘干后的无机粒子与固体阻燃剂按比例配制成混合物，向混合物中依次或同时加入计量后的聚氨酯硬泡发泡料A、B组分，原料充分混合后浇注在基材的下表面的面层材料上，在所浇注的物料上覆盖基材的上表面的面层材料，进行层压固化，固化时间10～20min，固化温度控制在30～60℃；最后，经熟化，制得电热地暖保温板。本专利技术采用上述制备方法，实现电热膜与保温基材一体成型，实现有机发泡材料的反应速度与无机材料润湿速度同步，反应平稳。本专利技术未提及的技术均参照现有技术。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：1、本专利技术采用聚氨酯泡沫作为基材，保持较高的闭孔率、较细的泡孔，基材的导热系数24.0～35.0mW/(m·K)，保温板体积吸水率≤3.0％。2、本专利技术采用无机粒子与固体阻燃剂复配的方式，发挥材料间的协同作用，提高保温板的高温尺寸稳定性、强度和阻燃性能。保温板的尺寸稳定性(70℃，48h)≤1.0％，压缩强度≥0.15MPa，基材的燃烧性能等级不低于GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》中的B1级。3、本专利技术所采用的制备方法，操作简单，可实现工业化大规模生产。4、本专利技术的电热地暖保温板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电热地暖保温板，包括面层材料和基材，其特征在于：所述基材由无机粒子、固体阻燃剂与聚氨酯硬泡发泡料反应而成，包括以下重量份数的原料：无机粒子34～83份、固体阻燃剂2～17份、聚氨酯硬泡发泡料15～49份；所述无机粒子的粒径为30～3000目；所述聚氨酯硬泡发泡料包括重量比为100:(120～180)的组分A和组分B；所述组分A包括多元醇100份、催化剂1.5～5.0份、发泡剂2～30份、水1.5～3.0份、液态阻燃剂3～30份和泡沫稳定剂0.5～4.0份；所述组分B为多苯基多亚甲基多异氰酸酯；所述面层材料设置于所述基材的上、下表面，所述基材的上表面的面层材料为电热膜。

【技术特征摘要】
1.一种电热地暖保温板，包括面层材料和基材，其特征在于：所述基材由无机粒子、固体阻燃剂与聚氨酯硬泡发泡料反应而成，包括以下重量份数的原料：无机粒子34～83份、固体阻燃剂2～17份、聚氨酯硬泡发泡料15～49份；所述无机粒子的粒径为30～3000目；所述聚氨酯硬泡发泡料包括重量比为100:(120～180)的组分A和组分B；所述组分A包括多元醇100份、催化剂1.5～5.0份、发泡剂2～30份、水1.5～3.0份、液态阻燃剂3～30份和泡沫稳定剂0.5～4.0份；所述组分B为多苯基多亚甲基多异氰酸酯；所述面层材料设置于所述基材的上、下表面，所述基材的上表面的面层材料为电热膜。2.根据权利要求1所述的电热地暖保温板，其特征在于：所述电热膜为金属丝电热膜、碳基油墨电热膜、碳纤维电热膜、碳晶板电热膜、PTC陶瓷电热膜或石墨烯电热膜中的一种。3.根据权利要求1所述的电热地暖保温板，其特征在于：所述基材的下表面的面层材料为牛皮纸、无纺布或水泥玻纤毡中的一种。4.根据权利要求1所述的电热地暖保温板，其特征在于：所述无机粒子为二氧化硅、粉煤灰、碳化硅、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、氢氧化钙、膨胀珍珠岩、玻化微珠、空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠中的任意一种或二种以上以任意比例组成的混合物。5.根据权利要求1所述的电热地暖保温板，其特征在于：所述固体阻燃剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝丽娟，袁海顺，韦华，张超，傅振华，黄建华，诸爱东，邢小刚，
申请(专利权)人：南京红宝丽新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32