CN100456894C - 一种纳米智能控温地板供热装置及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纳米智能控温地板供热装置由下向上包括保温材料层、隔热防潮层、第一阻燃绝缘层、导电丝面料层、第二阻燃绝缘层、地板装饰层。供热器的各层两端通过连接件与地基、楼板连接。本发明优点表现在：1.本发明具有阻燃、绝缘、防水、保温、隔热多种功能、工艺先进，使用方便、安全可靠、可操作性强。2.导热快而均匀、能耗低、综合费用少，可替代空调、水暖、气暖使用，与空调比节能在50%以上，蓄热时间是升温时间的4倍以上，是很好的节能产品。

Description

一种纳米智能控温地板供热装置及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种供热装置，特别是关于一种纳米智能控温地板供热装置及其制备方法。
背景技术
为了供热取暖，人们常用空调或通过水暖、气暖管道及散热片供热取暖，主要采用燃煤燃油、燃气通过管道供热取暖。这种供热方式使室内供热不均匀，出现室内温度上高下低，天花板高层温度与地板温度相差较大，热量分布不合理，而且人们常感觉头脑发闷发胀，空气干燥不舒适，为了改变这一现象，出现了地热供暖的办法，如地板下采用热水管道，或电炉丝电热器在地板下加热供暖，虽改变了传统的供热方式，但仍存在安全性差，出了故障检修困难，能耗大，综合运行成本高。
本发明将“纳米温度记忆材料”(见本申请人申请的中国发明专利“一种纳米温度记忆材料及其制备方法和应用”其专利申请号200510029442.x)应用于编织有导电丝的面料中，通过浸轧涂层的方法把“纳米温度记忆材料”中的导电粒子与导电丝面料结合，使其形成一种半导电面料，其原理和显著特点是：对半导电面料施加一定的交流或直流电压后，该半导电面料消耗电能迅速发热升温、电能转化为热能。当温度升高到一定值的时候，半导电面料中导电粒子距离增大，电阻急剧增加成为无穷大，几乎断路，此时电流减小，温度下降，当温度继续下降时，导电粒子之间距离减少，电阻减小，电流开始增加，温度又上升。通过这样的反复，该半导电面料就形成了具有“温度记忆”的“智能控温”的供热材料，然后将该材料用于地板供热，达到了理想效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出(1)一种供热装置；
(2)一种纳米智能控温地板供热装置的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方法来实现的：
1、导电丝面料加工
通过梭织布机织造而成，其主要原料为：
a、导电丝要求导电丝为镀银或镀锡的铜丝。编织导电丝张力与纱线(经纱)张力应尽量一致，布面要求平整。
b、纱线要求全棉或棉与化纤混纺的纱线、股线、不受潮变质，无油污、杂质，不需上浆和染色。
2、导电丝面料浸轧涂层整理。
先将导电丝面料检验和平整，无异物杂质，同时将所需粘度的“纳米温度记忆材料”充分搅拌均匀，然后浸轧整理。
3、导电丝面料阻燃，绝缘涂层及隔热防潮复合整理。
先将整个导电丝面料进行阻燃、绝缘涂层整理，再将导电丝面料一面和铝箔或锡箔隔热防潮复合整理。
4、在供热装置上安装电器元件
在供热装置上安装电源、温控器、温控器开关、含单相三线的塑料管。
一种纳米智能控温地板供热装置由下向上包括保温材料层、隔热防潮层、第一阻燃绝缘层、导电丝面料层、第二阻燃绝缘层、地板装饰层。
供热器的保温材料层、隔热防潮层、阻燃绝缘层、导电丝面料层、阻燃绝缘层、地板装饰层两端通过连接件与地基、楼板连接。
纳米智能控温地板供热装置还包括含单相三线的塑料管，
含单相三线的塑料管中的电线的一端与电源、温控器、温控器开关相连接，另一端伸入供热装置中，并与导电丝面料层中的导电丝连接。
电源选用交流电或直流电。
温控器采用电脑数码显示的电子温控器。
一种纳米智能控温地板供热装置的制备方法：
1、导电丝面料织造
通过梭织布机织造而成，面料中的纱线采用棉与化纤混纺纱线或股线，规格为12s-30s，不需上浆、染色，无杂质、受潮变质。导电丝为镀银或镀锡的铜导线，直径为0.10-0.75mm，抗拉强度300N-1400N/mm2，导电丝在面料中的径向分布为8-500根/米。织造时，纱线或股线与导电丝的张力应尽量保持一致，要求布面平整，单位面积重量80-550g/m2。
2、导电丝面料浸轧涂层整理
先将导电丝面料检验和平整，无线头杂质，同时把含固量5-70％，粘度100-500mpa.s的“纳米温度记忆材料”搅拌均匀，然后将导电丝面料进行浸透均匀，时间5s-10s，再经轧辊轧去多余液体并上机烘干整理，门幅一致不纬斜，烘干温度130℃-145℃，车速8-10m/min，上胶量＞150％(按重量比)，干燥重量50-175g/m2。经浸轧涂层形成导电丝面料层5。
3、导电丝面料经阻燃、绝缘涂层及隔热防潮复合整理。
阻燃采用三氧化二锑或氮磷类阻燃剂，绝缘采用聚氨酯(PU)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)材料同时进行涂层整理，两种材料混合均匀，含量各占10-35％，粘度5000-16000mpa.s。温度125℃-170℃，车速8-10m/min，涂层厚度为100μm-2000μm。经上述涂层整理形成阻燃绝缘层4和阻燃绝缘层6。经过涂层整理后，导电丝面料的一面与隔热防潮材料铝箔或锡箔(厚0.05-0.20mm)进行粘胶复合，采用聚丙烯酸酯类或聚醋酸乙烯酯类胶粘剂，粘胶厚度为30μm-150μm。经上述整理形成隔热防潮层3。在隔热防潮层3上粘上珍珠岩，形成保温材料层2。保温材料层2厚度为10-15mm，阻燃绝缘层6通过粘接与地板装饰层7复合。地板装饰层7采用地板砖、复合地板等多种方式制作成。
4、在供热装置上安装电器元件
供热装置的保温材料层2、隔热防潮层3、第一阻燃绝缘层4、导电丝面料层5、第二阻燃绝缘层6、地板装饰层7两端通过连接件8与地基、楼板1连接。在墙体10内装入含单相三线的塑料管11。含单相三线的塑料管11电线的一端与电源14、温控器13、温控器开关12相连接，另一端伸入供热装置中。按需裁剪导电丝面料层5，其中将导电丝面料层各导电丝用串连或并联的方式连接，并连接导线与电源、温控器、温控器开关相连接，构成回路。连接件8采用龙骨连接件。温控器13采用耐高温智能电子可显示的温控器，根据需要可以编程，设定一周内每天24小时不同时间段的适宜温度，室内温度应控制在30℃以内。温控灵敏度±1℃，电源开关为单项三线(即火线、零线、接地线)，总线有漏电保护开关，电压200v-250v，功率10-450w/m2负载电流20A。
本发明所公开一种纳米智能控温地板供热装置，其优点表现在：
1、本发明具有阻燃、绝缘、防水、保温、隔热多种功能、工艺先进，使用方便、安全可靠、可操作性强。
2、导热快而均匀、能耗低、综合费用少，可替代空调、水暖、气暖使用，与空调比节能在50％以上，蓄热时间是升温时间的4倍以上，是很好的节能产品。
3、供热方式由地板供热，使人感到脚暖人暖、供热方式合理、室内空气清新、头脑和身体舒适、是理想的供热采暖方式。远红外发射率＞80％，无污染有益健康。
4、不占用室内空间，维护方便，可智能化按需调节自动控温。
5、可广泛使用室内地板供热采暖，如：家庭、学校、别墅、宾馆、商场、医院、体育场馆、实验室、会议室、花房、温室、大棚等。
附图说明
图1是本发明一种纳米智能控温地板供热装置的结构示意图。其中地基、楼板1、保温材料层2、隔热防潮层3、第一阻燃绝缘层4、导电丝面料层5、第二阻燃绝缘层6、地板装饰层7、连接件8、墙体10、含单相三线的塑料管11、温控器开关12、温控器13、电源14。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种纳米智能控温地板供热装置的制作
请参阅图1
1、导电丝面料织造
通过梭织布机织造而成，面料中的纱线采用棉纱线，规格为12s，不需上浆、染色，无杂质、受潮变质。导电丝为镀银或镀锡的铜导线，直径为0.10mm，抗拉强度300N/mm2，导电丝在面料中的径向分布为20根/米。织造时，纱线与导电丝的张力应尽量保持一致，要求布面平整，单位面积重量550g/m2。
2、导电丝面料浸轧涂层整理
先将导电丝面料检验和平整，无线头杂质，同时把含固量15％，粘度100mpa.s的“纳米温度记忆材料”搅拌均匀，然后将导电丝面料进行浸透均匀，时间5s，再经轧辊轧去多余液体并上机烘干整理，门幅一致不纬斜，烘干温度130℃，车速8m/min，上胶量160％(按重量比)，干燥重量50g/m2。经浸轧涂层形成导电丝面料层5。
所述的纳米温度记忆材料制备如下：50g的纳米碳黑粉体(华光HG-1P型粉状特导电碳黑，由山东淄博市临淄华光化工厂提供其粒径30～200nm，比电阻0.5Ω.cm，比表面积＞100m2/g)加入1g的钛酸酯，采用高速搅拌机进行表面改性，转速3500转/分，时间3小时，然后进行分散处理。分散处理前，先将10g的聚氨酯(含固量30-50％，粘度800-4000mpa.s)与919g纯净水混合均匀，再将30g的聚羧酸钠盐型共聚物及上述混合物一齐置于振动球磨机中分散处理，振动球磨机转速4000转/分，时间15小时，即制成水溶性的纳米温度记忆材料，该材料呈黑色水溶性液体，粘度500mpa.s，耐热温度＜150℃，耐低温＜-10℃，PH值为7-8。
3、导电丝面料经阻燃、绝缘涂层及隔热防潮复合整理。
阻燃采用三氧化二锑阻燃剂，绝缘采用聚氨酯(PU)同时进行涂层整理，两种材料混合均匀，含量各占10％，粘度5000mpa.s。温度125℃，车速8m/min，涂层厚度为100μm。经上述涂层整理形成第一阻燃绝缘层4和第二阻燃绝缘层6。经过涂层整理后，导电丝面料的一面与隔热防潮材料铝箔(厚0.05mm)进行粘胶复合，采用聚丙烯酸酯类胶粘剂，粘胶厚度为30μm。经上述整理形成隔热防潮层3。在隔热防潮层3上粘上珍珠岩，形成保温材料层2。保温材料层2厚度为10mm，阻燃绝缘层6通过粘接与地板装饰层7复合。地板装饰层7采用地砖。
4、在供热装置上安装电器元件
供热装置的保温材料层2、隔热防潮层3、第一阻燃绝缘层4、导电丝面料层5、第二阻燃绝缘层6、地板装饰层7两端通过连接件8与地基、楼板1连接。在墙体10内装入含单相三线的塑料管11。含单相三线的塑料管11电线的一端与电源14、温控器13、温控器开关12相连接，另一端伸入供热装置中。按需裁剪导电丝面料层5，其中将导电丝面料层各导电丝用串连或并联的方式连接，并连接导线与电源、温控器、温控器开关相连接，构成回路。连接件8采用龙骨连接件。电源14电压为200v，功率100w/m2负载电流20A，总线带漏电保护开关，电源开关为单相三线(火线、零线、接地线)，温控器13采用电脑数码显示的电子温控器13，室内温度控制30℃以内。
实施例2
一种纳米智能控温地板供热装置的制作
请参阅图1
1、导电丝面料织造
通过梭织布机织造而成，面料采用棉与化纤混纺股线，规格为30s，不需上浆、染色，无杂质、受潮变质。导电丝为镀锡的铜导线，直径为0.75mm，抗拉强度1400N/mm2，导电丝在面料中的径向分布为500根/米。织造时，股线与导电丝的张力应尽量保持一致，要求布面平整，单位面积重量100g/m2。
2、导电丝面料浸轧涂层整理
先将导电丝面料检验和平整，无线头杂质，同时把含固量60％，粘度500mpa.s的“纳米温度记忆材料”搅拌均匀，然后将导电丝面料进行浸透均匀，时间10s，再经轧辊轧去多余液体并上机烘干整理，门幅一致不纬斜，烘干温度145℃，车速10m/min，上胶量180％(按重量比)，干燥重量160g/m2。经浸轧涂层形成导电丝面料层5。
所述的纳米温度记忆材料制备如下：50g的纳米碳黑粉体(华光HG-1P型粉状特导电碳黑，由山东淄博市临淄华光化工厂提供其粒径30～200nm，比电阻0.5Ω.cm，比表面积＞100m2/g)加入1g的钛酸酯，采用高速搅拌机进行表面改性，转速3500转/分，时间3小时，然后进行分散处理。分散处理前，先将10g的聚氨酯(含固量30-50％，粘度800-4000mpa.s)与919g纯净水混合均匀，再将30g的聚羧酸钠盐型共聚物及上述混合物一齐置于振动球磨机中分散处理，振动球磨机转速4000转/分，时间15小时，即制成水溶性的纳米温度记忆材料，该材料呈黑色水溶性液体，粘度500mpa.s，耐热温度＜150℃，耐低温＜-10℃，PH值为7-8。
3、导电丝面料经阻燃、绝缘涂层及隔热防潮复合整理。
阻燃采用氮磷类阻燃剂，绝缘采用聚丙烯(PP)材料同时进行涂层整理，两种材料混合均匀，含量各占30％，粘度16000mpa.s。温度170℃，车速10m/min，涂层厚度为2000μm。经上述涂层整理形成第一阻燃绝缘层4和第二阻燃绝缘层6经过涂层整理后，导电丝面料的一面与隔热防潮材料锡箔(厚0.20mm)进行粘胶复合，采用聚醋酸乙烯酯类胶粘剂，粘胶厚度为150μm。经上述整理形成隔热防潮层3。在隔热防潮层3上粘上珍珠岩，形成保温材料层2。保温材料层2厚度为15mm，阻燃绝缘层6通过粘接与地板装饰层7复合。地板装饰层7采用贴地板装饰纸方式制作成。
4、在供热装置上安装电器元件
供热装置的保温材料层2、隔热防潮层3、第一阻燃绝缘层4、导电丝面料层5、第二阻燃绝缘层6、地板装饰层7两端通过连接件8与地基、楼板1连接。在墙体10内装入含单相三线的塑料管11。含单相三线的塑料管11电线的一端与电源14、温控器13、温控器开关12相连接，另一端伸入供热装置中。按需裁剪导电丝面料层5，其中将导电丝面料层各导电丝用串连或并联的方式连接，并连接导线与电源、温控器、温控器开关相连接，构成回路。连接件8采用龙骨连接件。电源14电压为250v，功率150w/m2负载电流20A，总线带漏电保护开关，电源开关为单相三线(火线、零线、接地线)，温控器13采用电脑数码显示的电子温控器13，室内温度控制30℃以内。
实施例3
一种纳米智能控温地板供热装置的制作
请参阅图1
1、导电丝面料织造
通过梭织布机织造而成，面料中的纱线采用棉与化纤混纺纱线，规格为20s，不需上浆、染色，无杂质、受潮变质。导电丝为镀锡的铜导线，直径为0.40mm，抗拉强度1000N/mm2，导电丝在面料中的径向分布为250根/米。织造时，纱线与导电丝的张力应尽量保持一致，要求布面平整，单位面积重量200g/m2。
2、导电丝面料浸轧涂层整理
先将导电丝面料检验和平整，无线头杂质，同时把含固量35％，粘度300mpa.s的“纳米温度记忆材料”搅拌均匀，然后将导电丝面料进行浸透均匀，时间8s，再经轧辊轧去多余液体并上机烘干整理，门幅一致不纬斜，烘干温度135℃，车速9m/min，上胶量180％(按重量比)，干燥重量100g/m2。经浸轧涂层形成导电丝面料层5。
所述的纳米温度记忆材料制备如下：50g的纳米碳黑粉体(华光HG-1P型粉状特导电碳黑，由山东淄博市临淄华光化工厂提供其粒径30～200nm，比电阻0.5Ω.cm，比表面积＞100m2/g)加入1g的钛酸酯，采用高速搅拌机进行表面改性，转速3500转/分，时间3小时，然后进行分散处理。分散处理前，先将10g的聚氨酯(含固量30-50％，粘度800-4000mpa.s)与919g纯净水混合均匀，再将30g的聚羧酸钠盐型共聚物及上述混合物一齐置于振动球磨机中分散处理，振动球磨机转速4000转/分，时间15小时，即制成水溶性的纳米温度记忆材料，该材料呈黑色水溶性液体，粘度500mpa.s，耐热温度＜150℃，耐低温＜-10℃，PH值为7-8。
3、导电丝面料经阻燃、绝缘涂层及隔热防潮复合整理。
阻燃采用三氧化二锑阻燃剂，绝缘采用聚乙烯(PE)同时进行涂层整理，两种材料混合均匀，含量各占25％，粘度10000mpa.s。温度150℃，车速9m/min，涂层厚度为1000μm。经上述涂层整理形成第一阻燃绝缘层4和第二阻燃绝缘层6。经过涂层整理后，导电丝面料层5的一面与隔热防潮材料铝箔(厚0.10mm)进行粘胶复合，采用聚丙烯酸酯类胶粘剂，粘胶厚度为100μm。经上述整理形成隔热防潮层3。在隔热防潮层3上粘上珍珠岩，形成保温材料层2。保温材料层2厚度为12mm，阻燃绝缘层6通过粘接与地板装饰层7复合。地板装饰层7是采用复合地板制作成。
4、在供热装置上安装电器元件
供热装置的保温材料层2、隔热防潮层3、第一阻燃绝缘层4、导电丝面料层5、第二阻燃绝缘层6、地板装饰层7两端通过连接件8与地基、楼板1连接。在墙体10内装入含单相三线的塑料管11。含单相三线的塑料管11电线的一端与电源14、温控器13、温控器开关12相连接，另一端伸入供热装置中。按需裁剪导电丝面料层5，其中将导电丝面料层各导电丝用串连或并联的方式连接，并连接导线与电源、温控器、温控器开关相连接，构成回路。连接件8采用龙骨连接件。电源14电压为250v，功率200w/m2负载电流20A，总线带漏电保护开关，电源开关为单相三线(火线、零线、接地线)，温控器13采用电脑数码显示的电子温控器13，室内温度控制30℃以内。

Claims (6)

1、一种纳米智能控温地板供热装置，其特征在于：该供装置由下向上包括保温材料层(2)、隔热防潮层(3)、第一阻燃绝缘层(4)、导电丝面料层(5)、第二阻燃绝缘层(6)、地板装饰层(7)，且各层两端通过连接件(8)连接，其中导电丝面料层(5)连接电源(14)，所述的导电丝面料层(5)是通过浸轧涂层的方法将纳米温度记忆材料中的导电粒子与导电丝面料结合而成的。
2、根据权利要求1所述的供热装置，其特征在于：电源(14)选用交流电或直流电。
3、一种纳米智能控温地板供热装置的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：(a)导电丝面料制作；(b)导电面料浸轧涂层整理；(c)阻燃、绝缘涂层整理及隔热防潮整理；(d)安装电器元件，所述的(b)步骤是将导电面料浸透在纳米温度记忆材料中，然后轧辊涂层整理。
4、根据权利要求3所述纳米智能控温地板供热装置的制备方法，其特征在于：(a)步骤中的面料中原料为导电丝和纱线或股线，导电丝选用镀银或镀锡铜导电丝，纱线、股线选用全棉或棉与化纤混纺的。
5、根据权利要求3所述纳米智能控温地板供热装置的制备方法，其特征在于：(c)步骤中阻燃剂选用三氧化二锑或氮磷类。
6、根据权利要求3所述纳米智能控温地板供热装置的制备方法，其特征在于：(c)步骤中绝缘材料选用聚乙烯或聚丙稀或聚氨酯。
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