一种传热阻燃型石墨烯导热板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种传热阻燃型石墨烯导热板，包括底层、支撑层和表面装饰层，支撑层位于底层和表面装饰层，支撑层内部设置有发热构件，发热构件平铺在支撑层的底部、架空放置在支撑层的支撑台结构上或者贴合设置在支撑层侧面的内壁上，发热构件为石墨烯发热膜，装饰层固定放置在支撑层顶部的上方。本发明专利技术设计了具备承载功能的支撑层，采用轻质高强的纤维增强树脂复合材料制备而成，力学性能优异，能满足承载需求，很好地保护了支撑层中放置的石墨烯发热膜，防止其因受力而发生位移；本发明专利技术具有很高的安全性，传热效率高，安装方便，多个板材通过拼接即可完成铺设使用，方便后期维修和维护，整个板材使用寿命长，有广泛的应用价值和推广空间。

【技术实现步骤摘要】
一种传热阻燃型石墨烯导热板及其制备方法
：本专利技术属于导热板
，具体涉及一种传热阻燃型石墨烯导热板及其制备方法。
技术介绍
：随着人们生活水平的提高，在寒冷的冬季，在住宅、办公场所等领域中，人们越来越多地选择使用供暖系统，且对供暖系统安全、舒适、不干燥、低成本等方面性质提出了更高的要求。目前，常用供暖方式有水供暖和电供暖，其中采用水供暖因采用管道进行传热方式，常存在管道因出现腐蚀、破裂等现象而导致漏水问题，且导热效率低，想要达到舒适的温度，需要用十几个小时，甚至是两三天；采用电供暖则是在地板或墙壁上铺设发热电缆或电热膜作为发热源，长时间使用会存在漏电风险，因此，这两种供暖系统不能作为主流的供暖方式，满足不了人们高品质的生活追求。石墨烯作为一种新兴材料，因其具备优异的导电、导热、、柔韧性等特性，自问世以来，被广泛研究并应用在生活、工农业、医疗等领域，其中石墨烯导热板作为供暖的方式就是其在生活领域的一个应用，且目前正如火如荼地研发和应用当中。专利“高效发热型石墨烯地板”(专利号为ZL201920933335.7)公开了一种高效发热型石墨烯地板，主要由基板、石墨烯发热层、金属导热层、泡沫支撑层、表层由下至上依次堆叠而成，其中石墨烯发热层通电提供热量，金属导热层进行热量传递，泡沫支撑层散发热量，从而实现地板的高效发热，本专利因将泡沫支撑层设置在发热层和导热层之间，延长了热量的传输路径，并不利于实现高效快速的传热效果。专利“一种石墨烯导热地板”(专利号ZL201920740314.3)公开了一种石墨烯导热地板，主要包括底部防潮层、隔热层、发热层、导热层，其中发热层间隔设置有石墨烯加热片，石墨烯加热片之间均匀设置有支撑装置，这使得该石墨烯导热地板具有一定的承载力，支撑层的存在虽然使整个导热地板层具备一定的结构支撑能力，但鉴于支撑层较差的传热性能，会在一定程度上降低热量的传导效率。针对现有技术的分析发展，目前对于石墨烯导热板的设计均是在考虑单一功能的基础上分别进行结构和材质的选取，并不能使所得的石墨烯导热板同时兼备高效快速传热的热传递和良好的承载能力两方面功能，使其在供暖领域的规模化推广应用受到限制。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的不足之处，提供一种传热阻燃型石墨烯导热板及其制备方法。本专利技术为解决技术问题所采取的技术方案如下：一种传热阻燃型石墨烯导热板，包括底层、支撑层和表面装饰层，所述支撑层位于底层和表面装饰层之间，所述支撑层内部设置有发热构件，所述表面装饰层固定放置在支撑层顶部的上方。较好地，所述支撑层为包含有若干个空腔的框架支撑层，所述框架支撑层由纤维增强树脂复合材料制备而成，所述纤维增强树脂复合材料中的纤维为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或芳纶纤维，树脂为导热阻燃型不饱和聚酯、乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂；所述底层为硬质聚氨酯泡沫层、PVC泡沫板、气凝胶纤维复合毡的一种或几种；所述表面装饰层为实木地板、实木复合板、强化复合地板、SPC地板、WPC地板、瓷砖地板中的一种。较好地，所述发热构件平铺在支撑层的底部，与底层贴合在一起。较好地，在所述支撑层的侧面内壁上设置有发热构件支撑台结构，所述发热构件架空放置在支撑层的支撑台结构上。较好地，所述发热构件贴合设置在支撑层侧面的内壁上。较好地，所述发热构件为石墨烯发热膜。较好地，所述底层和支撑层之间设置有隔热层，所述隔热层为硬质聚氨酯泡沫层、PVC泡沫板、气凝胶纤维复合毡中的一种或几种。所述的传热阻燃型石墨烯导热板的制备方法，制备步骤如下：A、支撑层的制备：①将树脂、导热填料、阻燃剂、微珠、固化剂、促进剂按照100：(30～80)：(10～30)：(20～50)：（2-120）：（0.2-10）的质量比混合均匀，得到混合树脂浆料；②裁切合适尺寸的纤维布，并取适量层数的纤维布浸渍于混合树脂浆料中，在一定条件下进行固化反应，固化完成后即得到所需尺寸的复合板材；③按照上述方法制备不同尺寸的复合板材，使用粘结剂将其拼接成所需的支撑层结构；B、供暖板材的铺层：依次铺设：底层、支撑层、发热构件和表面装饰层，其中，支撑层放置在底层上方，发热构件通过粘结剂固定在支撑层内部的空腔中，表面装饰层固定放置在支撑层的上面，铺层完毕后，即得到石墨烯导热板中的一个单元模块；C、在实际应用时，将上述制备的单元模块通过拼接的方式连接在一起，构成传热阻燃型石墨烯导热板。较好地，所述导热填料为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅中的一种或多种；所述阻燃剂为P/N协效阻燃剂、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或多种；所述微珠为硅酸铝空心微珠、硼酸盐空心微珠、玻璃空心微珠、氧化铝空心微珠、二氧化硅空心微珠、陶瓷空心微珠、氧化锆空心微珠、飞灰漂珠或聚苯乙烯空心微珠中的一种或两种；所述固化剂为为甲基四氢苯酐、苯磺酸、对甲苯磺酸、磷酸、甲基六氢苯酐、十二烯基琥珀酸酐、双氰胺及其衍生物、二氨基二苯砜、聚醚二胺型固化剂、间苯二甲酸酰肼、异氰酸酯改性咪唑、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮或过氧化苯甲酰；所述促进剂为：有机脲UR300、有机脲UR500、DMP-30、吡啶、液体咪唑、过氧化苯酰胺、三乙胺、钴促进剂体系或N，N二甲基苯胺；所述固化反应的固化条件为：抽真空保压20～60min，固化温度为20～180℃，固化时间为0.5～12h。较好地，在供暖板的铺层过程中，在底层和支撑层之间设置一层隔热层，增加板材的保温效果。本专利技术的积极有益效果如下：1、本专利技术设计了具备承载功能的支撑层，其采用轻质高强的纤维增强树脂复合材料制备而成，力学性能优异，能满足承载需求，很好地保护了支撑层中放置的石墨烯发热膜，防止其因受力而发生位移，且支撑层轻质，方便安装维修，同时通过在树脂中添加导热、阻燃填料，从而赋予了支撑层良好的导热和阻燃性能，保证整个板材热量传递的均一性。2、本专利技术将石墨烯发热膜放置在支撑层的内部空腔中，即支撑层包裹在发热膜外围，在发热膜发热的同时，支撑层能够及时传热，提高了热量的传导效率，节省了板材的空间尺寸，提高了房屋的空间使用率；同时，多余的腔部结构可以保留一部分热量，防止因热量积聚太多而出现局部过热现象。3、本专利技术具有很高的安全性，且传热效率高，同时板材尺寸可调。使用轻质的复合材料使其安装方便，且多个板材通过拼接即可完成铺设使用，方便后期维修和维护，整个板材使用寿命长，有广泛的应用价值和推广空间。附图说明：图1为本专利技术的结构示意图之一（发热构件平铺在底层上）；图2为本专利技术的结构示意图之二（发热构件和底层之间设置有隔热保温层）；图3为本专利技术的结构示意图之三（发热构件架空在支撑层中部）；图4为本专利技术的结构示意图之四（发热构件设在支撑层侧面内壁上）；图5为本专利技术中支撑层的结构示意图；图中：1--底层；2--支撑层；3--发热构件；4--表面装饰层；5--隔热层。具体实施方式：...

【技术保护点】
1.一种传热阻燃型石墨烯导热板，其特征在于：包括底层（1）、支撑层（2）和表面装饰层（4），所述支撑层位于底层（1）和表面装饰层（4）之间，所述支撑层（2）内部设置有发热构件（3），所述表面装饰层（4）固定放置在支撑层（2）顶部的上方。/n

【技术特征摘要】
1.一种传热阻燃型石墨烯导热板，其特征在于：包括底层（1）、支撑层（2）和表面装饰层（4），所述支撑层位于底层（1）和表面装饰层（4）之间，所述支撑层（2）内部设置有发热构件（3），所述表面装饰层（4）固定放置在支撑层（2）顶部的上方。


2.根据权利要求1所述的传热阻燃型石墨烯导热板，其特征在于：所述支撑层（2）包含有若干个空腔的框架支撑层，所述框架支撑层由纤维增强树脂复合材料制备而成，所述纤维增强树脂复合材料中的纤维为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或芳纶纤维，树脂为导热阻燃型不饱和聚酯、乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂；所述底层（1）为硬质聚氨酯泡沫层、PVC泡沫板、气凝胶纤维复合毡的一种或几种；所述表面装饰层（4）为实木地板、实木复合板、强化复合地板、SPC地板、WPC地板、瓷砖地板中的一种。


3.根据权利要求1所述的传热阻燃型石墨烯导热板，其特征在于：所述发热构件（3）平铺在支撑层（2）的底部，与底层（1）贴合在一起。


4.根据权利要求1所述的传热阻燃型石墨烯导热板，其特征在于：在所述支撑层（2）的侧面内壁上设置有发热构件支撑台结构，所述发热构件（3）架空放置在支撑层（2）的支撑台结构上。


5.根据权利要求1所述的传热阻燃型石墨烯导热板，其特征在于：所述发热构件（3）贴合设置在支撑层侧面的内壁上。


6.根据权利要求1、3、4或5任一项所述的传热阻燃型石墨烯导热板，其特征在于：所述发热构件（3）为石墨烯发热膜。


7.根据权利要求1所述的传热阻燃型石墨烯导热板，其特征在于：所述底层（1）和支撑层（2）之间设置有隔热层（5），所述隔热层（5）为硬质聚氨酯泡沫层、PVC泡沫板、气凝胶纤维复合毡中的一种或几种。


8.权利要求1～7任一项所述的传热阻燃型石墨烯导热板的制备方法，制备步骤如下：
A、支撑层的制备：
①将树脂、导热填料、阻燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：余启勇，张东生，刘光亚，周蕾，董会娜，吕多军，姚栋嘉，刘喜宗，龚祥明，
申请(专利权)人：巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41