一种地暖传热材料及其制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种地暖传热材料，所述地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥25‑35％、石墨30‑40％、碳化硅30‑40％。本发明专利技术实施例的地暖传热材料用以解决现有用于地暖铺设的水泥砂浆导热系数低、容易产生应力裂缝的问题。本发明专利技术实施例还提供了所述地暖传热材料的制备方法。

A geothermal heat transfer material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种地暖传热材料及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种地暖传热材料及其制备方法。
技术介绍
地暖即地板辐射采暖(RadiantFloorHeating)，是以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。现有地暖的铺设通常用到传统水泥砂浆配方。其具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单等特点，使其用量越来越大。并且水泥砂浆还具有耐久性好，抗压强度高，强度等级范围宽等特点，在造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等领域具有广泛的应用。然而，传统的地暖是由绝热板(高分子塑料发泡板)塑料散热管、上述水泥沙浆和地砖或木地板组成的，由塑料管散发出的热量从水泥沙浆传至地砖或木地板向房间加热，在加热和传热过程中由于现有水泥沙浆导热系数低，例如只有0.92w/m.k，从塑料散热管传至地砖的传热率只有65％，部份热量传至绝热层到楼板向外跑了，造成能源浪费。另外，对于在地热工程方面的应用，水泥砂浆会在长时间较高温度条件下产生温度应力裂缝。水泥砂浆产生温度应力裂缝的原因是在浇筑完成之后，砂浆内部的水化热不容易发散出来，致使砂浆内部温度较高，然而砂浆表面散热速度比较快，在砂浆表面及内部出现一定温差，致使砂浆内部出现压应力，而砂浆表面则出现拉应力，会加重裂缝的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种地暖传热材料，用以解决现有用于地暖铺设的水泥砂浆导热系数低、容易产生应力裂缝的问题。本专利技术实施例还提供了所述地暖传热材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种地暖传热材料，所述地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥25-35％、石墨30-40％、碳化硅30-40％。进一步的，所述地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥28-32％、石墨32-38％、碳化硅32-38％。在一个实施方案中，所述地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥30％、石墨35％、碳化硅35％。在另一个实施方案中，所述地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥28％、石墨38％、碳化硅34％。在另一个实施方案中，所述地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥32％、石墨32％、碳化硅36％。其中，所述水泥可以使用现有用于地暖铺设的水泥砂浆中常用的水泥种类，例如普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等。例如P.O.42.5硅酸盐水泥、P.O.42.5R硅酸盐水泥、P.F.52.5粉煤灰质硅酸盐水泥、P.F.42.5R粉煤灰质硅酸盐水泥等，但不限于上述种类。本领域技术人员可以根据施工要求和实际情况选择合适的水泥种类和标号，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。进一步的，所述石墨的粒度为60-180μm，优选100-140μm；且所述碳化硅的粒度为40-120μm，优选60-100μm。上述粒度和粒度配比能够最大限度发挥地暖传热材料的导热效率，且能够提高材料的抗应变能力，避免长时间在较高温度条件下产生温度应力裂缝。进一步的，所述地暖传热材料以重量百分比计还包括：硅灰1-3％，优选1.5-2％。硅灰也称硅微粉，是工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中，随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而成。在逸出的烟尘中，SiO2含量约占烟尘总量的90％，颗粒度非常小，平均粒度几乎是纳米级别。硅灰能够填充水泥颗粒间的空隙，同时与水化产物生成凝胶体。在本专利技术实施方案中，添加硅灰可以显著提高地暖传热材料的抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。进一步的，所述地暖传热材料以重量百分比计还包括：羟丙基甲基纤维素(HPMC)0.2-0.6％，优选0.3-0.4％。羟丙基甲基纤维素属于非离子型纤维素混合醚，是一种半合成的、不活跃的、黏弹性的聚合物。在本专利技术实施方案中，添加HPMC可以用来增加材料的附着力和应变抗性，进一步提高长时间在较高温度条件下抗应力裂缝能力。HPMC的保水性能使浆料在涂抹后不会因干得太快而龟裂，增强硬化后强度。本专利技术实施例的另一个方面还提供了所述地暖传热材料的制备方法，所述方法包括下列步骤：(1)将石墨和碳化硅混合，搅拌均匀，获得第一混合物，(2)向第一混合物中添加水泥，搅拌均匀，获得所述地暖传热材料。进一步的，所述方法还包括：步骤(2)中在向第一混合物中添加水泥后，还加入以重量百分比计1-3％的硅灰，搅拌均匀，获得所述地暖传热材料。所述硅灰以重量百分比计优选1.5-2％。进一步的，所述方法还包括：步骤(2)中在向第一混合物中添加硅灰并搅拌均匀后，还加入以重量百分比计0.2-0.6％的羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀，获得所述地暖传热材料。所述羟丙基甲基纤维素以重量百分比计优选0.3-0.4％。本专利技术的地暖传热材料，相比于现有导热水泥沙浆，能够获得导热系数上的极大提高，例如从0.92w/m.K可以提升至10.3w/m.K，导热系数提高十多倍；由此，获得的地暖传热材料传热速度快，从而使房间升温速度快。另外，由于热量从塑料散热管传热至地砖或地板，瞬间就能达到理想温度，绝大多数热量散热至房间内，只有很少的热量(例如0.3％)传至绝热层到楼板而逃逸，从而达到节能目的。通过使用本专利技术实施例的地暖传热材料代替传统铺设地暖用的水泥，可使得节约能源高达35％。本专利技术实施例具有如下优点：1、通过添加石墨和碳化硅，可以大大增加材料的导热系数，从而使地暖热量尽快传至室内，升温迅速，并可避免由于升温时间过长而使热量逃逸，提高能源利用率。2、通过添加硅灰和HPMC，可以用来增加材料的附着力和应变抗性，提高长时间在较高温度条件下抗应力裂缝能力，并提高材料的早强。3、材料配方简单，便于生产制造，便于推广。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例的地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥30％、石墨35％、碳化硅35％。其制备方法包括下列步骤：(1)将石墨和碳化硅混合，搅拌均匀，获得第一混合物，(2)向第一混合物中添加水泥，搅拌均匀，获得所述地暖传热材料。实施例2本实施例的地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥28％、石墨38％、碳化硅34％。其制备方法同实施例1。实施例3本实施例的地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥32％、石墨32％、碳化硅36％。其制备方法同实施例1。实施例4本实施例的地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥32％、石墨32％、碳化硅34％、硅灰2％。(1)将石墨和碳化硅混合，搅拌均匀，获得第一混合物，(2)向第一混合物中添加水泥，搅拌均匀，然后添加硅灰并搅拌均匀，获得所述地暖传热材料。实施例5本实施例的地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥30％、石墨33.5％、碳化硅34％、硅灰2％。羟丙基甲基纤维素0.5％。(1)将石墨和碳化硅混合，搅拌均匀，获得第一混合物，(2)向第一混合物中添加水泥，搅拌均匀，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地暖传热材料，其特征在于，所述地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥25‑35％、石墨30‑40％、碳化硅30‑40％。

【技术特征摘要】
1.一种地暖传热材料，其特征在于，所述地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥25-35％、石墨30-40％、碳化硅30-40％。2.根据权利要求1所述的地暖传热材料，其特征在于，所述地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥28-32％、石墨32-38％、碳化硅32-38％。3.根据权利要求1所述的地暖传热材料，其特征在于，所述地暖传热材料以重量百分比计包括下列组分：水泥30％、石墨35％、碳化硅35％。4.根据权利要求1-3中任一项所述的地暖传热材料，其特征在于，所述石墨的粒度为60-180μm；且所述碳化硅的粒度为40-120μm。5.根据权利要求1所述的地暖传热材料，其特征在于，所述地暖传热材料以重量百分比计还包括：硅灰1-3％。6.根据权利要求5所述的地暖传热材料，其特征在于，所述地暖传热材料以重量百分比计还包括：羟丙基甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓年，
申请(专利权)人：吴江市金泗洲节能材料厂，
类型：发明
国别省市：江苏,32