蓄热式石墨烯加热壁画制造技术

一种蓄热式石墨烯加热壁画包括装饰画面层（1）、外封装层（2）、石墨烯功能层（3）、温度控制系统（4）、电源模块及接口（5）、内封装层（6）、相变储能功能层（7）、聚能反射层（8）、泡沫隔热层（9）、导电箔层10、接线柱11，导电箔层（10）铺设在外封装层（2）内表面两长边的边缘位置处，导电箔层10上固定有接线柱（11），石墨烯功能层（3）、内封装层（6）、相变储能功能层（7）、聚能反射层（8）、泡沫隔热层（9）依次层层堆叠并内嵌于外封装层（1）的凹面内进而实现整体加热壁画的封装，温度控制系统（4），电源模块及接口（5）内嵌于外框（2）的其中一个短边上。本发明专利技术具有可断电继续致热、高红外辐射效率和高热电转换效率，保温时间长（≥40min），使用寿命长的优点。

Regenerative graphene heating frescoes

A regenerative graphene heating fresco includes a decorative picture layer (1), an outer encapsulation layer (2), a graphene functional layer (3), a temperature control system (4), a power module and an interface (5), an inner seal layer (6), a phase change energy storage functional layer (7), a condensation reflection layer (8), a foam insulation layer (9), a conductive foil layer 10, and a junction post 11, and the conductive foil layer (10) is laid on the outer package. At the edge of the two long edges of the inner surface (2), the conductive foil layer 10 is fixed with a wiring post (11), the graphene functional layer (3), the inner sealing layer (6), the phase change energy storage functional layer (7), the energy reflecting layer (8), and the foam insulation layer (9) are stacked and stacked in a concave surface of the outer packaging layer (1) sequentially, thereby realizing the encapsulation of the integral heating fresco, and the temperature control system (4). The power module and interface (5) are embedded on one of the short edges of the outer frame (2). The invention has the advantages of continuous heating by power cut, high infrared radiation efficiency and high thermoelectric conversion efficiency, long holding time (> 40 minutes) and long service life.

【技术实现步骤摘要】
蓄热式石墨烯加热壁画
本专利技术属于节能采暖
，具体涉及一种蓄热式石墨烯加热壁画。
技术介绍
目前，为了倡导节能减排，改善空气质量，国家以及各地政府部门都在鼓励居民使用清洁能源。而清洁能源主要为两方面，一是“煤改气”，也就是用天然气来取代煤炭。二是“煤改电”，用电采暖设备来取代煤炭锅炉。“煤改气”是以天然气为能源进行供暖，而我国是一个富煤、贫油、少气的国家，致使气源紧张、价格较高；此外，天然气管道铺设难度大，施工成本高而导致采暖费暴涨。“煤改电”以电能为驱动，我国风能、水能资源丰富，境内又有三峡、小浪底等大型水电站，电力供应充足，使用电采暖设备，居民不用担心因电力紧张而出现停电。目前，“煤改电”所使用的采暖设备主要包括空气能热泵、蓄热式取暖器(如油汀、电加热水式暖气等)、空调等。但上述设备加热时间较长、耗能高、有异响等问题突出，不能带来舒适愉悦的取暖体验。为此，近年来快速发展的碳晶加热壁画、石墨烯加热壁画因其具有加热快(＜60s)、具有红外理疗功能、使用静音、易安装等优势受到了广泛欢迎。然而，其同样存在巨大的缺陷：断电后很快就降温不能保温需要频繁通电加热、出现问题需要整体更换维修成本较高。如专利CN103237372B公开了一种导电碳晶粉发热板制作方法、专利CN104896558B公开了一种负氧离子碳晶和碳纤维红外发热墙纸壁画制作方法、专利CN101825311B公开了一种环境友好型温控保健微晶玉地热功能板生产方法、专利CN106313798B公开了一种氧化石墨烯复合物电子暖气，但上述电加热设备均未解决断电后无法蓄热、如何实现蓄热的问题。基于专利技术人的专业知识和学科交叉的工作经验，在认真和充分调研、分析、总结和研究现有公知技术和现状的基础上，创造性地开发了“模块化设计、凹面聚能反射层、内充蓄热材料”的关键技术，成功研制了本专利技术，实现了即时加热、高效热能利用和转化、同步蓄热的蓄热式石墨烯加热壁画新产品，有效解决了已有公知技术和现状所存在的无法蓄热、断电即变冷、需频繁通电加热、出现问题需要整体更换维修成本较高的不足、缺陷和弊端，有效提升了产品的功能、行业的技术水平。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通电即热、断电不即时降温、保温时间长(≥40min)，使用寿命长(75年)的蓄热式石墨烯加热壁画。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种蓄热式石墨烯加热壁画，它包括装饰画面层、外封装层、石墨烯功能层、温度控制系统、电源模块及接口、内封装层、相变储能功能层、聚能反射层、泡沫隔热层、导电箔层、接线柱、安装卡扣；其中外封装层发热凹面为内表面，另一面为外表面，装饰画面层印制于外封装层的外表面，导电箔层铺设在外封装层内表面两长边的边缘位置处，导电箔层上固定有接线柱，石墨烯功能层、内封装层、相变储能功能层、聚能反射层、泡沫隔热层依次层层堆叠并内嵌于外封装层的凹面内进而实现整体加热壁画的封装，温度控制系统，电源模块及接口内嵌于外框的其中一个短边上。所述装饰画面层可采用绘制、打印、喷绘、喷涂、丝印等中的一种方法印制而成的平面画，亦可是浮雕画等；所述外封装层是由耐热200-400℃、耐电压冲击10-500KV、耐水、耐酸碱、耐蚀特性的酚醛树脂、聚芳醚酮、氟树脂、环氧树脂、DAP树脂、聚亚胺树脂或三聚氰胺树脂等一种或两种以上高分子材料与玻纤、碳纤维或芳纶纤维等一种或两种以上纤维填料复合而成，将经纤维填料浸胶机浸渍树脂，经烘干制成预浸料——成型材料，然后经裁切、叠合在一起，在压力机作用下层压而制成的层层铺叠压制成的U型型材，其中，纤维填料含量为3-10wt％，U型材料的凹面为内表面，另一面为外表面，其长宽尺寸根据实际需求定制确定，外封装层的厚度为2-8mm；在外封装层内表面距离边缘1-3mm位置处铺设宽度为1-2cm、厚度为30-100μm的导电箔层；导电箔层上焊接或铆接有接线柱；在其长边、短边分别均匀预留有安装卡扣或螺纹孔，用于将石墨烯功能层、内封装层、相变储能功能层、聚能反射层、泡沫隔热层内嵌固定到外封装层；在外封装层的侧边框上边等距安装有2个吊钩，用于墙面安装时使用。所述聚芳醚酮如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)等；所述酚醛树脂如210型、210-10型、284型、2402型酚醛树脂，松香改性酚醛树脂、松香对叔丁基苯酚树脂等；所述氟树脂如聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)等；所述环氧树脂如E-54双酚A型环氧树脂、E-52D双酚A型环氧树脂、WSR618双酚A型环氧树脂、840S双酚A型环氧树脂、DER331双酚A型环氧树脂、EPICLON系列双酚A型环氧树脂、ADEKA系列EP-5100/EP-5100-70X/EP-5100-75X等双酚A型环氧树脂、DX-507双酚A型环氧树脂、4055双酚A型环氧树脂、YD-900双酚A型环氧树脂等；所述DAP树脂如WH9100BLK-F型DAP树脂、聚特系列DAP树脂、DAP-A型DAP树脂等；所述聚亚胺树脂如均酐型聚酰亚胺、醚酐型聚酰亚胺、氟酐型聚酰亚胺、酮酐型聚酰亚胺等；所述三聚氰胺树脂如Cymel的300、301、303、323、327型三聚氰胺树脂，甲醚化三聚氰胺树脂如CYMEL385、CYMEL325、CYMEL327型等；所述石墨烯功能层为石墨烯红外发热涂料或石墨烯红外发热油墨通过印刷、喷涂、刷涂等方式喷涂于外封装层内表面而形成的涂层或薄膜，厚度为10-300μm；石墨烯红外发热涂料或石墨烯红外发热涂料油墨可以自制也可外购，具有施加电场后可发热并发射红外线的功能。所述外购石墨烯红外发热涂料或石墨烯红外发热油墨如东莞中科智恒新材料有限公司的纳米水性喷涂散热涂料、德阳烯碳科技有限公司石墨烯CHR01涂料、纽平信息科技(上海)有限公司的石墨烯红外辐射涂料、中科炭美@石墨烯导电油墨、深圳市千代电子材料有限公司CCI-305T石墨烯远红外电热碳浆、CCI-305D石墨烯远红外电热碳浆、北京旭碳新材料科技有限公司石墨烯导电油墨等。所述温度控制系统，包含有温度控制模块、湿度测试模块、功率计和触控显示器四大模块及对应外置式传感器，此系统对温度具有智能控制功能，温度可控范围为25-100℃；对湿度、功率具有实时检测和显示功能。从电源模块接入外来电源分配到温度控制模块、湿度计、功率计和显示器模块，其中温度控制模块自带电源220V、10A的输入端和输出端，其中输入端与外来电源相连接，输出端与导电箔层上的接线端通过弹簧触点相连接；且温度控制模块、湿度测试模块和功率计模块通过串口、并口、USB、COM端口等通讯端口与触控显示器相连，并将温度传感器、湿度传感器的数据并同步到显示屏上，并可通过键盘输入设定的温度值；另一方面具有通过温度控制模块进而实现控制输出端电路的通断，当温度高于设定温度时，自动断开电源与石墨烯功能层之间的电路，停止加热；当温度低于设定温度时，自动连通电源与石墨烯功能层之间的电路，开始加热；进而实现对温度的控制；外置式传感器与各模块通过屏蔽线相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄热式石墨烯加热壁画，它包括装饰画面层（1）、外封装层（2）、石墨烯功能层（3）、温度控制系统（4）、电源模块及接口（5）、内封装层（6）、相变储能功能层（7）、聚能反射层（8）、泡沫隔热层（9）、导电箔层（10）、接线柱（11），其特征在于外封装层（2）发热凹面为内表面，另一面为外表面，装饰画面层（1）印制于外封装层（2）的外表面，导电箔层（10）铺设在外封装层（2）内表面两长边的边缘位置处，导电箔层（10）上固定有接线柱（11），石墨烯功能层（3）、内封装层（6）、相变储能功能层（7）、聚能反射层（8）、泡沫隔热层（9）依次层层堆叠并内嵌于外封装层（1）的凹面内进而实现整体加热壁画的封装，温度控制系统（4），电源模块及接口（5）内嵌于外框（2）的其中一个短边上。

【技术特征摘要】
1.一种蓄热式石墨烯加热壁画，它包括装饰画面层（1）、外封装层（2）、石墨烯功能层（3）、温度控制系统（4）、电源模块及接口（5）、内封装层（6）、相变储能功能层（7）、聚能反射层（8）、泡沫隔热层（9）、导电箔层（10）、接线柱（11），其特征在于外封装层（2）发热凹面为内表面，另一面为外表面，装饰画面层（1）印制于外封装层（2）的外表面，导电箔层（10）铺设在外封装层（2）内表面两长边的边缘位置处，导电箔层（10）上固定有接线柱（11），石墨烯功能层（3）、内封装层（6）、相变储能功能层（7）、聚能反射层（8）、泡沫隔热层（9）依次层层堆叠并内嵌于外封装层（1）的凹面内进而实现整体加热壁画的封装，温度控制系统（4），电源模块及接口（5）内嵌于外框（2）的其中一个短边上。2.如权利要求1所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述外封装层（2）是由耐热200-400℃、耐电压冲击10-500KV高分子材料与纤维填料制成的U型型材，其中纤维填料含量为3-10wt%。3.如权利要求2所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述高分子材料为耐水、耐酸碱、耐蚀特性的酚醛树脂、聚芳醚酮、氟树脂、环氧树脂、DAP树脂、聚亚胺树脂或三聚氰胺树脂中一种或两种以上高分子材料；纤维填料为玻纤、碳纤维或芳纶纤维一种或两种以上的纤维。4.如权利要求3所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述聚芳醚酮为聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、聚醚醚酮酮或聚醚酮醚酮酮。5.如权利要求3所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述酚醛树脂为210型、210-10型、284型、2402型酚醛树脂，松香改性酚醛树脂或松香对叔丁基苯酚树脂。6.如权利要求3所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述氟树脂为聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物或聚氟乙烯。7.如权利要求3所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述环氧树脂为E-54双酚A型环氧树脂、E-52D双酚A型环氧树脂、WSR618双酚A型环氧树脂、840S双酚A型环氧树脂、DER331双酚A型环氧树脂、EPICLON系列双酚A型环氧树脂、ADEKA系列EP-5100/EP-5100-（70X/EP-5100-75X等双酚A型环氧树脂、DX-507双酚A型环氧树脂、4055双酚A型环氧树脂或YD-900双酚A型环氧树脂。8.如权利要求3所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述DAP树脂为WH9100BLK-F型DAP树脂、聚特系列DAP树脂或DAP-A型DAP树脂。9.所如权利要求3所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述聚亚胺树脂为均酐型聚酰亚胺、醚酐型聚酰亚胺、氟酐型聚酰亚胺或酮酐型聚酰亚胺。10.所如权利要求3所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述三聚氰胺树脂为Cymel的300、301、303、323、327型三聚氰胺树脂，甲醚化三聚氰胺树脂如CYMEL385、CYMEL325或CYMEL327型。11.如权利要求1所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述外封装层（2）的厚度为2-8mm；在外封装层（2）内表面距离边缘1-3mm位置处铺设宽度为1-2cm、厚度为30-100μm的导电箔层（10）；导电箔层（10）上焊接或铆接有接线柱11；在其长边、短边分别均匀预留有安装卡扣（14）或螺纹孔，用于将石墨烯功能层（3）、内封装层（6）、相变储能功能层（7）、聚能反射层（8）、泡沫隔热层（9）内嵌固定到外封装层（2）。12.如权利要求1所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述石墨烯功能层（3）为石墨烯红外发热涂料或石墨烯红外发热油墨通过印刷、喷涂、刷涂方式喷涂于外封装层（2）内表面而形成的涂层或薄膜，厚度为10-300μm。13.如权利要求12所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述石墨烯红外发热涂料或石墨烯红外发热油墨为东莞中科智恒新材料有限公司的纳米水性喷涂散热涂料、德阳烯碳科技有限公司石墨烯CHR01涂料、纽平信息科技（上海）有限公司的石墨烯红外辐射涂料、中科炭美@石墨烯导电油墨、深圳市千代电子材料有限公司CCI-305T石墨烯远红外电热碳浆、CCI-305D石墨烯远红外电热碳浆或北京旭碳新材料科技有限公司石墨烯导电油墨。14.如权利要求1所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述温度控制系统（4）包含有温度控制模块、湿度测试模块、功率计和触控显示器四大模块及对应外置式传感器，温度控范围为25-100℃。15.如权利要求14所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于从电源模块及接口（5）接入外来电源分配到温度控制模块、湿度计、功率计和显示器模块，其中温度控制模块自带电源220V、10A的输入端和输出端，其中输入端与外来电源相连接，输出端与导电箔层（10）上的接线端通过弹簧触点相连接；且温度控制模块、湿度测试模块和功率计模块通过串口、并口、USB、COM端口的通讯端口与触控显示器相连，并将温度传感器、湿度传感器的数据并同步到显示屏上，并可通过键盘输入设定的温度值，外置式传感器与各模块通过屏蔽线相连。16.如权利要求14所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述温度控制模块为ANTHONE900U型、民熔SM5-LCD型、品益PY-SM5型或SiEvalTC-05B型。17.如权利要求14所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述湿度测试模块为希玛AR827、AR837、AR847+型、建大仁科COS-04型或TELESKY系列模块。18.如权利要求14所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述功率计为希崖D52-2048模块、Risym-1模块或YB5140DM模块。19.如权利要求1所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述触控显示器为UE035HV-RN40-L006型、UE035HV-RN50-L010型、UE035HV-IH21-L009型、UE040WV-RH45-L026型、XG028型、XG121型或LTN106W1-L01LCD型。20.如权利要求1所述的一种蓄热式石墨烯加热壁画，其特征在于所述电源模块及接口（5）为为AC-01、AC-02或AC-03型卡式品字插座，或HDR的120C01或120C02型卡式品字插...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈成猛，李晓明，刘卓，孔庆强，谢莉婧，苏方远，曹芳，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：山西,14