CN101600911A

CN101600911A - 导电发热板及其制造方法和用途

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Publication number: CN101600911A
Application number: CNA2007800131059A
Authority: CN
Inventors: 王柏泉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2009-12-09
Also published as: WO2009055959A1; WO2009055999A1

Abstract

本发明涉及一种以电热为采暖热源的导电发热板。该导电发热板包括基材，附着在基材上的导电发热层，其中的基材选自中密度木质纤维板、高密度木质纤维板、实木复合板材和氧化镁板；导电发热层包括导电发热材料和粘结剂，所述的导电发热材料选自天然石墨、人造石墨、导电碳黑；所述的粘结剂为树脂粘结剂。所述的导电发热板可以用来制作导电发热地板或导电发热墙板，还可以用来制作家具部件。本发明中的导电发热板简单、节能、传热快，表面温度容易控制。

Description

导电发热板及其制造方法和用途技术领域

本发明涉及一种以电热为采暖热源的导电发热板。特别是涉及一种以电热为采暖热源并可在电热作用下发射对人体有益的远红外波的地板或墙板及其制造方法。所述的导电发热板还可以用来加工家具部件，从而在环境持续潮湿时防止家具及存放在其内的东西受潮、发霉或变质。技术背景

现有的以电能为热源建筑地面采暖材料，有恒定功率发热电缆和红外碳热塑料薄膜，均为单一功能材料。其中，恒定功率发热电缆地暖的结构构造如图 1。图中，在砼楼板 8上铺设 25mm厚聚苯乙烯泡沫板 7，再铺设钢丝网 3，将恒定功率发热电缆 4以蛇形方式分布并绑扎在钢丝网 3上，浇筑 30- 40mm厚细石砼 2，砼凝固后按照常规方法铺设木地板 1，结构层总体较厚，尤其是恒定功率发热电缆埋在细石砼当中，产品的维修十分困难甚至是不可能的。红外碳热薄膜用于地暖的结构构造如图 2。图中，在砼楼板 8上铺设 25mm厚聚苯乙烯泡沫板 7，然后铺设嵌有电源线 5的红外碳热薄膜 6，最后在红外碳热薄膜 6上按照常规方法铺设木地板 1，虽然总体厚度有所减小，但结构层总体仍然较厚，红外碳热薄片产生的远红外线穿透地板是不可能的。二者的共同缺点是构造复杂，减小了建筑净空高度，而且热量传递路径长，传热慢，热损大，能耗高；涉及的材料种类多，工种多。发明内容

为了克服现有以电能为热源建筑材料的缺点，本发明提供一种导电发热板。该导电发热板结构简单、节能、传热快，表面温度容易控制。所述的导电发热板包括基材，附着在基材上的导电发热层；其中的基材为中密度木质纤维板、高密度木质纤维板、实木复合板或氧化镁板；导电发热层包括导电发热材料和粘结剂，所述的导电发热材料选自天然石墨、人造石墨、导电碳黑；所述的粘结剂为树脂粘结剂。

所述的导电发热板可以用来制成导电发热地板。该导电发热地板除了导电发热板外，还包括平衡层、热扩散层、装饰层、耐磨层中的至少一层。在一个优选的具体实施方式中，所述的导电发热地板还包括远红外发射层，连接 220伏交流或直流电后，导电发热层发热，透过热扩散层向采暖区散发热量，热量传递路径短，传热快，热损小，节能显著，同时远红外发射层在电热作用下，产生对人体有保健作用的 4-16微米远红外波，不受任何阻挡向采暖区发射，远红外利用率高。

所述的导电发热板可以用来制成导电发热墙板。该导电发热墙板除了导电发热板外，还包括平衡层、装饰层中的至少一层。在一个优选的具体实施方式中，所述的导电发热墙板还包括远红外发射层，连接 220伏交流或直流电后，导电发热层发热，透过装饰层向采暖区散发热量，热量传递路径短，传热快，热损小，节能显著，同时远红外发射层在电热作用下，产生对人体有保健作用的 4-16微米远红外波，不受任何阻挡向采暖区发射，远红外利用率高。

所述的导电发热板还可以用来加工家具部件，从而在环境持续潮湿时防止家具及存放在其内的东西受潮、发霉或变质。

本发明还具体公开了上述的导电发热地板和导电发热墙板的制造方法。

附图说明

图 1是现有的一种恒定功率发热电缆地暖结构的构造图；

图 2是现有的另一种采用红外碳热薄膜的地暖结构的构造图；

图 3为本发明一种导电发热板的结构示意图

图 4 为本发明的一种导电发热地板的结构分解图；

图 5 为图 4中导电发热地板在电极位置的剖视图；

图 6为本发明的又一种导电发热地板的结构分解图；

图 7为图 6中导电发热地板在电极位置的剖视图；

图 8为本发明一种导电发热墙板的结构分解图；

图 9为采用本发明的导电发热板制成的家具部件的结构分解图；

图 10为采用图 9中的家具部件制成的家具的结构示意图。具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。应该清楚，附图中所描述的本发明的具体实施方式仅为说明本发明用，并不构成对本发明的限制。本发明的保护范围由所附的权利要求书进行限定。

图 3为本发明一种导电发热板的结构示意图。如图 3所示，该导电发热板包括基材层 10 和附着在基材层 10上的导电发热层 20。所述的基材层 10为中密度木质纤维板、高密度木质纤维板、实木复合板或氧化镁板；导电发热层 20包括导电发热材料和粘结剂，所述的导电发热材料选自天然石墨、人造石墨、导电碳黑；所述的粘结剂为树脂粘结剂。

所述的导电发热层 20应能保证在接通 220伏的直流或交流电源时，导电发热层能够很快均匀发热且不致产生过高的温度（>50°C )。为达到这一目的，本发明采用的导电发热材料选自天然石墨、人造石墨、导电碳黑等低发热量的材料。当然也可以采用本领域技术人员熟知偶天粘三增阻碳

的其它低发 ¾联然燃靭结乙热量的导电发热材料。所述的导电发热材料的用量占导电发热层主体配方总重量

§剂石剂醇剂剂

的 20-85%。导电发热层的主体配方为导电发热材料和粘结剂。

用来使所述导电发热材料粘结起来的粘结剂采用树脂粘结剂，如选自改性酚醛树脂、环氧树脂、聚胺酯树脂、三聚氰胺树脂的树脂粘结剂。所述树脂粘结剂的用量占导电发热层主体配方总重量的 15-80%。

为提高上述导电发热材料的发热性能，还可以在主体配方中进一步加入碳化硅微粉或煅焦粉，其存在量占导电发热层总重量的 0-101

为了改善导电发热层涂料的性能，还可以针对不同的导电发热材料和粘结剂加入适量的三乙醇胺、对苯二酚、偶联剂、阻燃剂、增韧剂等化学助剂。所述的偶联剂可以从市场上购买，例如但不限于从山东曲阜市华荣化工公司购买的型号为 KH-550的偶联剂；阻燃剂可采用例如但不限于从济南湘蒙阻燃材料公司购买的三氧化二锑及其类似物；增韧剂可采用例如但不限于从齐鲁增塑剂公司购买的邻苯二甲酸二辛酯及其类似物。适宜的偶联剂的外加量为基于导电发热层主体配方总重量的大约 0. 5-1. 0%；适宜的阻燃剂的外加量为基于导电发热层主体配方总重量的大约 2-5%;适宜的增韧剂的外加量为基于导电发热层主体配方总重量的大约 2-5%。如果需要，适宜的三乙醇胺的外加量为基于导电发热层主体配方总重量的大约 3 - 7%; 适宜的对苯二酚的外加量为基于导电发热层主体配方总重量的大约 2-5%。

为了获得导电发热层，首先制备导电发热涂料。将树脂粘结剂和无水乙醇或丙酮溶剂混合均匀，溶剂的甩量为树脂粘结剂用量的 100-300%，然后加入导电发热材料或根据需要选择加入适量三乙醇胺、对苯二酚、偶联剂、阻燃剂、增韧剂等化学助剂及碳化硅微粉或煅焦粉，混合均匀。最后将混合均匀的导电发热涂料采用涂刷、喷涂、印刷或本领域技术人员熟知的其它方式均匀附着在所述的基材上。

以下是导电发热涂料的构成和配方的几个具体实施例（不含溶剂时）。实施例 1

200 -— 3000目 20— 75% 微粉 0— 10%

15—80% 胺 3—7% (外加）

0.5% (外加） 2—5% (外加） 2—5% (外加）实施例 2 粘粘偶附偶 ¾增对增阻偶阻锻增粘阻 200—- 1000目 30~85% ¾ W喊 J ¾ ^结联 ¾ ^联燃韧苯燃扨联焦燃石剂 15—70% 剂剂剂剂剂剂剂二剂粉剂剂剂

JOO墨 0.5% (外加）

2—5% (外加） 2—5% (外加）实施例 3 导电炭黑 20—75% 碳化硅 0—5%

20—80%

2—5% (外加） 0.5% (外加） 2—5% (外加） 2—5% (外加）实施例 4

200—- 3000目 20—50% 200 -— 1000目 5—20%

200—- 1000目 0—10%

20—75% 0.5% (外加） 2—5% (外加） 2—5% (外加）实施例 5

200—- 3000目 20—75% 微粉 5—10%

15—75% 2—5% (外加） 0.5% (外加） 2—5% (外加) 2—5% (外加) 其中所有涉及的微粉的尺寸为 150-2500目。

所述的导电发热层 20固化后，可在导电发热板上打电极孔并安装电极 30，从而通过导线将电极 30连接到外部电源上。当然，也可以通过本领域技术人员熟知的其它方式将导电发热层 20连接到外部电源上。外部电源可为直流电源或交流电源，电压可为 220V，也可以采用其它电压。，图 4为采用本发明的导电发热板制成的一种导电发热地板的结构分解图。从图中可以看出，所述的导电发热地板至少包括上述的导电发热板，它由基材层 102和导电发热层 103构成，安装在导电发热板上的电极 104及平衡层 101、热扩散层 106、装饰层 107、耐磨层 108 中的至少一层。

所述的导电发热地板还可以带有至少一层含有远红外粉的树脂胶层 105，含有远红外粉的树脂胶层 105可涂刷在导电发热板和 /或热扩散层 106上。在制作带有含有远红外粉的树脂胶层的导电发热地板时，先将含有远红外粉的树脂胶层 105涂刷在导电发热层和 /或热扩散层 106上，将导电发热板、热扩散层 106复合，再将平衡层 101、导电发热板和热扩散层 106复合体、装饰层 107和耐磨层 108依次排列，一次复合成型，切片、幵槽、检验、包装、成品入库。

所述的远红外粉可以在市场上购买，如从中科院硅酸盐研究所、山东潍坊立泰材料科技有限公司等公司购买的远红外粉。所采用的树脂选自改性酚醛树脂、环氧树脂、聚胺酯树脂、三聚氰胺树脂。

所述的基材层 102和热扩散层 106优选中密度或高密度木质纤维板，但也可选用本领域常用的其它木质材料。所述的平衡层 101、装饰层 107和耐磨层 108优选三聚氰胺浸渍纸，但也可选用本领域常用的其它材料。

图 5为图 4中导电发热地板在电极 104位置的剖视图。从图中可以看出，电极 112通过在导电发热板上钻与电极 112尺寸相配合的孔将电极安装到导电发热板上，电极 112与所述孔之间应紧密配合，如采用过盈配合及类似配合方式。电极 112上的导线 109安装在与电极配合的螺丝上。为绝缘之目的，采用绝缘泥 110如图所示对电极 112进行绝缘，并采用塑料保护盖 1 11进一步绝缘和固定。当然，对电极进行绝缘、固定和导线连接也可以采用本领域技术人员熟知的其它方式进行。

图 6示出了采用本发明的导电加热板制作的又一种导电加热地板的结构分解图。其中的基材层 202采用实木复合地板，热扩散层 206采用实木单板。采用耐磨油漆装饰层 207代替图 4中导电发热地板的装饰层 107和耐磨层 108。其它和图 4中导电发热地板的构造基本相同。

在制作如图 6中所示的发热导电地板时，首先在基材层 202上涂刷导电发热层 203，导电发热层 203固化后制成导电发热板，在导电发热板上打电极孔并安装电极 204，然后将含有远红外粉的树脂胶层 205涂在导电发热板和 /或热扩散层 206上。远红外粉的树脂胶层 205 和上述的远红外粉的树脂胶层相同。最后将导电发热板和热扩散层 206复合，切片、幵槽、砂光油漆、检验、包装、成品入库。图 7为图 6中导电加热地板在电极位置的剖视图。从图中可以看出，电极 212通过在导电发热板上钻与电极 212尺寸相配合的孔将电极安装到导电发热板上，电极 212与所述孔之间应紧密配合，如采用过盈配合及类似配合方式。电极 212上的导线 209安装在与电极配合的螺丝上。为绝缘之目的，采用绝缘泥 210如图所示对电极 212进行绝缘，并采用塑料保护盖 211进一步绝缘和固定。当然，对电极进行绝缘、固定和导线连接也可以采用本领域技术人员熟知的其它方式进行。

图 8示出了采用本发明的导电发热板制作的导电发热墙板的结构分解图。图 8中所示的导电发热墙板包括平衡层 301、导电发热板包括基材氧化镁板 302和导电发热层 303、安装在导电发热板上的电极 304和装饰层 306。所述的导电发热墙板还可以包括涂在氧化镁板两面的至少一面含有远红外粉的树脂胶层 305。远红外粉的树脂胶层 305和上述的远红外粉的树脂胶层相同。所述的导电发热墙板采用下列工艺制成：首先在氧化镁板 302上涂刷导电发热层 303，导电发热层固化后，制成导电发热板，打电极孔并安装电极 304，如果需要，将含有远红外粉的树脂胶层 305涂在氧化镁板两面的至少一面，最后将平衡层 301、导电发热板、装饰层 306依次压贴复合，印刷切割线、检验、包装、成品入库。

所述的带有远红外粉的树脂胶层 305的导电发热墙板可以在通电后的短时间内（5 分钟内），使墙板上表面温度达到并保持在 25-35°C，节能显著，远红外利用率高；特别是它将采暖、保健和装饰融为一体，可广泛地应用于家庭、宾馆、饭店及其它公共场合。

图 9为采用本发明的导电发热板制作的一种家具部件用装饰板的结构分解图。图中所示的装饰板包括导电加热板和装饰层 407。所述的家具部件用装饰板采用下列工艺制成：首先在基材板 404上涂刷导电发热层 406，导电发热层 406固化后制成导电加热板，打电极孔并安装电极 405，然后再在导电加热板的两面的至少一面压贴装饰层 407，制成图中所示的家具部件用装饰板。

图 9中所示的家具部件用装饰板可以制作家具中的横搁板 1000、背板 2000或竖隔板 3000，如图 10所示。在持续潮湿季节，可以通过连接到电极上的导线供电，使导电加热板发热，驱除潮气，防止存放在家具中的物件受潮、发霉或变质。

基于对本发明优选实施方式的描述，应该清楚，由所附的权利要求书所限定的本发明并不仅仅局限于上面说明书中所阐述的特定细节，未脱离本发明宗旨或范围的对本发明的许多显而易见的改变同样可能达到本发明的目的。

Claims

权利要求

1、一种导电发热板，包括基材，附着在基材上的导电发热层，其中的基材为中密度木质纤维板、高密度木质纤维板、实木复合板材或氧化镁板；导电发热层包括导电发热材料和粘结剂，所述的导电发热材料选自天然石墨、人造石墨、导电碳黑；所述的粘结剂为树脂粘结剂。

2、权利要求 1中的导电发热板，其中所述的导电发热材料的用量占导电发热层主体配方总重量的 20-85%; 树脂粘结剂选自改性酚醛树脂、环氧树脂、聚胺酯树脂、三聚氰胺树脂，用量占导电发热层主体配方总重量的 15-80%; 导电发热层的主体配方为导电发热材料和粘结剂。

3、权利要求 2中的导电发热板，还包括固定在所述导电发热板上的电极。

4、权利要求 2中的导电发热板，其中的导电发热层还进一步包括碳化硅或煅焦粉中的至少一种，其存在量占导电发热层总重量的 0-10%。

5、权利要求 1、 2、 3、 4任一权利要求中的导电发热板，其中的导电发热层还包括三乙醇胺、对苯二酚、偶联剂、阻燃剂、增韧剂中的至少一种。

6、一种导电发热地板：至少包括：

导电发热板，包括基材，附着在基材上的导电发热层，其中的基材为中密度木质纤维板、高密度木质纤维板、实木复合板材；导电发热层包括导电发热材料和粘结剂，所述的导电发热材料选自天然石墨、人造石墨、导电碳黑；所述的粘结剂为树脂粘结剂；

固定在所述导电发热板上的电极；

平衡层、热扩散层、装饰层、耐磨层中的至少一层。

7、权利要求 6中的导电发热地板，其中所述的电加热材料的用量占导电发热层主体配方总重量的 20-85%; 树脂粘结剂选自改性酚醛树脂、环氧树脂、聚胺酯树脂、三聚氰胺树脂，用量占导电发热层主体配方总重量的 15-80%。

8、权利要求 9中的导电发热地板，其中的导电发热层还进一步包括碳化硅或煅焦粉中的至少一种，其存在量占导电发热层总重量的 0-10%。

9、权利要求 6、 7、 8中任一权利要求中的导电发热地板，其中的导电发热层还包括三乙醇胺、对苯二酚、偶联剂、阻燃剂、增韧剂中的至少一种。

10、权利要求 6、 7、 8、 9任一权利要求中的导电发热地板，还包括至少一层含有远红外粉的树脂胶层，所述的含有远红外粉的脂胶层附着在导电发热层和 /或热扩散层上。

11、一种导电发热墙板，至少包括：导电发热板，包括基材，附着在基材上的导电发热层，其中的基材为中密度木质纤维板、高密度木质纤维板、实木复合板材或氧化镁板；导电发热层包括导电发热材料和粘结剂，所述的导电发热材料选自天然石墨、人造石墨、导电碳黑；所述的粘结剂为树脂粘结剂；

固定在所述导电发热板上的电极；

平衡层、装饰层中的至少一层。

12、权利要求 11中的导电发热墙板，其中所述的导电发热材料的用量占导电发热层主体配方总重量的 20-85%; 树脂粘结剂选自改性酚醛树脂、环氧树脂、聚胺酯树脂、三聚氰胺树脂，用量占导电发热层主体配方总重量的 15-80%。

13、权利要求 12 中的导电发热墙板，其中的导电发热层还进一步包括碳化硅或煅焦粉中的至少一种，其存在量占导电发热层总重量的 0-10%。

14、权利要求 11、 12、 13任一权利要求中的导电发热墙板，其中的导电发热层还包括三乙醇胺、对苯二酚、偶联剂、阻燃剂、增韧剂中的至少一种。

15、权利要求 11、 12、 13、 14任一权利要求中的导电发热墙板，还包括至少一层含有远红外粉的树脂胶层；所述的含有远红外粉的树脂胶层至少附着导电发热层上。

16、权利要求 10中的导电发热地板的制造方法，包括以下步骤：

准备导电发热板包括在基材层上喷涂、涂刷或印刷导电发热层，导电发热层固化后，在基材层上打电极孔并安装电极；

将含有远红外粉的树脂胶层涂刷在地板的导电发热板有导电发热层的板面上和 /或热扩散层上，将基材层、热扩散层复合，再将平衡层、基材层和热扩散层复合体、装饰层、耐磨层依次排列，一次复合成型；和

切片、幵槽制成导电发热地板。

17、权利要求 15中的导电发热墙板的制造方法，包括以下步骤：

准备导电发热板包括在基材上涂刷或印刷导电发热层，导电发热层固化后，打电极孔并安装电极；

将含有远红外粉的树脂胶层至少涂刷在基材上导电发热层的一面或装饰层的背面，再按平衡层、基材板、导电发热层、含有远红外粉的树脂胶层、装饰层依次排列，一次复合成型；和

印刷切割线制成导电发热墙板。

18、权利要求 17中的导电发热墙板的制造方法，其中的基材为氧化锾板。

19、采用权利要求 1-5任一权利要求中的导电发热板制成的家具。