定向传热一体板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种定向传热一体板，所述定向传热一体板包括面层、导电带、电热转换层、隔热反射层、第一密封层和第二密封层，所述面层、第一密封层、电热转换层、隔热反射层和第二密封层依次层叠，所述面层对于波长为5‑18微米的红外线的透过率不小于20％；所述电热转换层、隔热反射层和密封层的总厚度为10‑800微米。本发明专利技术还提供了所述定向传热一体板的制备方法，本发明专利技术制得的可定向导热的发热板，可以将热能集中释放至指定空间，极大提升了采暖效率；并且由于定向传热，赋予了普通建材定向辐射波长为5‑15微米红外线的功能。

【技术实现步骤摘要】
定向传热一体板及其制备方法
本专利技术属于采暖领域，尤其涉及一种通过远红外线定向进行辐射传热的一体化板材及其制备方法。
技术介绍
目前国内外采暖的主要方式为集中供暖、空调和电采暖。集中供暖是以不高于60℃的热水为热媒，在加热管内循环流动，加热地板，通过地面以辐射和对流的传导方式向室内供热的供暖方式，但消耗煤炭、天然气等一次性能源，在有些地区已经开始逐渐向新能源转变，如煤改电等。空调一般采用电力驱动，制热时，气体氟利昂被压缩机加压，成为高温高压气体，进入室内机的换热器(此时为冷凝器)，冷凝液化放热，成为液体，同时将室内空气加热，从而达到提高室内温度的目的，由于空调是通过机械动力直接吹出热风，使用时会有很明显的风吹感，会使室内空气比较干燥，对人体健康不利。电采暖为一种环保的方式，通过电热元件，将电能转换为热能和红外线。但目前市面上的电采暖方式，由于热交换向四周传导，能量利用率较低，极为消耗电力，因此急需一款既环保又节能的采暖产品。
技术实现思路
本专利技术以纳米浆料固化制得发热辐射层，提出一种定向导热和辐射红外线的定向传热一体板，将普通建筑装饰材料(地板、瓷砖、墙纸等)转变为可对外定向辐射红外线和少量热源的一体化建材，且不改变原有建材的外观和质地。本专利技术首先提供了一种定向传热一体板，所述定向传热一体板包括面层、导电带、电热转换层、隔热反射层、第一密封层和第二密封层，所述面层、第一密封层、电热转换层、隔热反射层和第二密封层依次层叠，所述面层对于波长为5-18微米的红外线的透过率不小于20％；所述电热转换层、隔热反射层和密封层的总厚度为10-800微米。在本专利技术的一些实施例内，面层为透过率不小于20％的红外玻璃、红外透过聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或红外透过树脂。所述定向传热一体板包括基材，所述基材可以选用市售普通建筑材料，如地板、瓷砖、墙纸、木板等材料。通常，应对基材进行处理，以使得所述基材适宜于进行定向传热一体板的制备。在本专利技术的一个实践中，所述基材按照如下的方式进行处理：对基材进行打磨抛光处理。打磨抛光为本领域的常规操作，通常此操作可以达到如下的技术效果：表面粗糙度不大于0.8微米。作为所述定向传热一体板一个较好的选择，所述定向传热一体板至少含有一防水层，所述防水层位于基材和所述电热转换层间；或所述密封层防水等级大于IP67。在湿度较大的场景下，通常需要提供防水层以保证定向传热一体板的正常工作。在本专利技术的一个实例中，所述定向传热一体板含有防水层，所述防水层位于基材和所述低阻碳素微晶膜间。在贴合侧可能受到水侵蚀的场景中，应当提供一防水层以保证定向传热一体板的正常工作。在本专利技术的一个实践中，所述定向传热一体板含有一防水层，其和所述密封层直接接触。所述的防水层的材质为高分子薄膜或涂料，可以选择的材料包括聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、无机纳米陶瓷涂料、金刚漆、以及聚四氟乙烯(PTFE)，其厚度可以选择为0.001-0.8mm。在本专利技术的一个实例内，防水层的厚度为1-30微米。在本专利技术的一个实例内，防水层的厚度为30-100微米。在本专利技术的一个实例内，防水层的厚度为100-200微米。在本专利技术的一个实例内，防水层的厚度为200-800微米。在定向传热一体板可能因受外力而导致失效的场景下，应当提供一耐磨层以提供对发热部件的保护。所述的耐磨层的材质为涂料或薄膜，可以选择的材料包括无机纳米陶瓷涂料、金刚漆、耐磨纸、聚氨酯涂料、环氧树脂、以及氧化铝涂料，成膜后其厚度可以选择为0.001-0.8mm。在本专利技术的一个实例内，耐磨层的厚度为1-30微米。在本专利技术的一个实例内，耐磨层的厚度为30-100微米。在本专利技术的一个实例内，耐磨层的厚度为100-200微米。在本专利技术的一个实例内，耐磨层的厚度为200-800微米。在本专利技术的一个实施例中，按照电源输入功率计，至少90％的输入功率以5-20微米波长红外线辐射。在本专利技术的一个实施例中，制备电热转换层的原料包括阻值为10-300Ω/□的低阻碳素微晶、阻值为300-1000Ω/□的中阻电碳素微晶以及阻值为1000Ω/□以上的高阻碳素微晶中的一种或多种。在本专利技术的一个实施例中，制备电热转换薄膜的原料包括阻值为10-300Ω/□的低阻碳素微晶，制备碳素微晶膜的原料还包括阻值为300-1000Ω/□的中阻碳素微晶以及阻值为1000Ω/□以上的高阻碳素微晶中的一种或多种。在约定中线为两电极或者两导电带中间处时，在本专利技术的一个实例中，所述电热转换层的方块电阻沿远离导电带靠近中线方向逐渐增加或梯度增加。在约定中线为两电极或者两导电带中间处时，在本专利技术的一个实例中，所述电热转换层的厚度沿远离导电带靠近中线方向逐渐增加或梯度增加。作为所述定向传热一体板一个较好的选择，定义x为距离一电极距离和两电极或导电带间距离的比值，Rx为相应位置处的电阻时，碳素微晶膜的R0为0.01-30Ω/□，R0.1为50-500Ω/□，R0.2为200-600Ω/□，R0.3为300-800Ω/□，R0.4为600-1000Ω/□。作为定向传热一体板的一个较优的选择，所述定向传热一体板包括隔热反射层，所述隔热反射层含有金属膜层，所述金属膜层的厚度为0.05μm～100μm。在本专利技术的一个实例中，所述板材为带有铝膜的PET薄膜，PET为绝缘材料，铝膜可以反射红外线，此结构可以使得红外行在向不期待的方向进行辐射时，可以被定向反射至设定方向。所述隔热层可以为导热系数低于0.2W/(m·K)的阻热膜，其厚度为0.5mm。在本专利技术的一个实例内，隔热层的厚度为1-50微米。在本专利技术的一个实例内，隔热层的厚度为50-100微米。在本专利技术的一个实例内，隔热层的厚度为100-200微米。在本专利技术的一个实例内，隔热层的厚度为200-500微米。所述密封层可以为防水涂料、AB胶、陶瓷涂料等，其厚度为1-50微米。在本专利技术的一个实例内，密封层的厚度为1-10微米。在本专利技术的一个实例内，密封层的厚度为10-20微米。在本专利技术的一个实例内，密封层的厚度为20-36微米。在本专利技术的一个实例内，密封层的厚度为36-50微米。本专利技术还提供了制备所述定向传热一体板的制备方法，包括：1)提供一个面被抛光的基材作为基底，并对基底进行修饰；2)在修饰后的基底上构建或堆叠隔热反射层、电热转换膜，并在电热转换层上设置导电带，后在导电带上堆叠或构建第二密封层和面层；或在修饰后的基底上构建或堆叠隔热反射层、绝缘层、电热转换膜，并在电热转换层上设置导电带，后在导电带上堆叠或构建第二密封层和面层。在本专利技术的一个实施例内，所述定向传热一体板按照如下的方法制备：1)提供一个面被抛光的基材作为基底；2)在所述基底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定向传热一体板，其特征在于：所述定向传热一体板包括面层、导电带、电热转换层、隔热反射层、第一密封层和第二密封层，所述面层、第一密封层、电热转换层、隔热反射层和第二密封层依次层叠，所述面层对于波长为5-18微米的红外线的透过率不小于20％；/n所述电热转换层、隔热反射层和密封层的总厚度为10-800微米。/n

【技术特征摘要】
1.一种定向传热一体板，其特征在于：所述定向传热一体板包括面层、导电带、电热转换层、隔热反射层、第一密封层和第二密封层，所述面层、第一密封层、电热转换层、隔热反射层和第二密封层依次层叠，所述面层对于波长为5-18微米的红外线的透过率不小于20％；
所述电热转换层、隔热反射层和密封层的总厚度为10-800微米。


2.如权利要求1所述的定向传热一体板，其特征在于，所述定向传热一体板包括基材，所述基材一个表面的粗糙度不大于0.8微米。


3.如权利要求1所述的定向传热一体板，其特征在于，所述定向传热一体板至少含有一防水层，所述防水层位于基材和所述电热转换层间；或所述密封层防水等级大于IP67。


4.如权利要求1或3所述的定向传热一体板，其特征在于，所述定向传热一体板含有绝缘层，所述绝缘层层叠于所述电热转换层上；或所述密封层的电阻大于20MΩ。


5.如权利要求1所述的定向传热一体板，其特征在于，制备电热转换层的原料包括阻值为10-300Ω/□的低阻碳素微晶、阻值为300-1000Ω/□的中阻电碳素微晶以及阻值为1000Ω/□以上的高阻碳素微晶中的一种或多种。


6.如权利要求5所述的定向...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，杨敏，李永武，路亚辉，张亚飞，张冷，闫龙，
申请(专利权)人：光之科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11