CN104640249B - 电致发热功能复合防水材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电致发热功能复合防水材料及其制备方法。该电致发热功能复合防水材料它包括两层防水基材层和位于所述防水基材层之间的电热层；制成所述电热层的材料包括电热材料；在所述电热层内或者是所述电热层与所述防水基材层之间，铺设有至少两个截流条，所述截流条之间设有间距。该电致发热功能复合防水材料的制备方法，包括如下步骤：将所述截流条固定于所述电热层的表面或内部；在所述电热层的上下表面依次或同时复合上所述防水基材即可。本发明材料不仅具有与现有防水材料相同的防水性能，还具有生热功能，电压在1.5伏至220伏可调，表面温度在5℃～160℃可调，达到设定温度的加热时间5秒～600秒，在发热过程中还释放出4-15微米波段的远红外波，远红外波释放当量达50％～95％。

Description

电致发热功能复合防水材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电致发热功能复合防水材料及其制备方法，属于防水建材制造技术领域。

背景技术

30年来，随着国家建设规模的持续增大，我国建筑防水工程取得了举世瞩目的成就，形成了以改性沥青防水材料、合成高分子防水材料、新型防水涂料、建筑密封材料、堵漏材料、瓦类材料等多类别、多品种、多元化、系列化以及高端化防水产品并存的局面；建筑防水应用领域也有传统的建筑屋面防水向高速铁路(公路)、桥梁(桥涵)、城市轨道交通、城市高架道路、地下空间、环保设施、水利设施和机场码头等工程领域防水延伸和拓展。

防水应用领域的多元化和复杂化，也对防水材料的性能和/或功能提出了更高的要求。例如，在某些防水区域，有时不仅期望防水材料具有防水功能，而且还希望它具有额外的附加功能，如“产生热量”，以达到设计/施工/应用人员对功能的要求和满足人们生产、生活需求。常见的一些应用场所，如在我国北方冬季机场候车室屋面经常沉积大量冰雪以及冰雪融化或碾压后常在飞机跑道和人行道路上产生厚厚的冰层现象，对飞机驾驶和人员安全产生严重的隐患；在一些花房、种植屋面、体育场地的草坪等领域为满足冬季植物生长需求，在防水结构层中也期望能为土壤提供适当的温度；另外，在公共建筑和家庭取暖、牲畜养殖场所及其它行业设施中对结构防水层的功能也提出了更高的要求，迫切期望防水结构层即具有防水又具有产生热量的功能。

目前，市场上也存在一些通电发热的取暖材料，如电热膜、碳晶、发热电缆等，但是，这些材料在施工过程中还需加入防水、防潮材料，以防止后期应用过程中漏电、着火等事故的发生，这样不仅会影响材料发热取暖效果，而且也增加施工成本，为此，迫切需求一种既具有防水、防潮功能，又具有通电发热功能的复合防水材料的出现。

发明内容

本发明提供了电致发热功能复合防水材料及其制备方法，该电致发热功能复合防水材料既具有现有技术产品中的防水功能，又具有产生热量的功能，能够在1.5伏至220伏的电压作用下工作，为应用场所提供热量；根据应用范围，选择不同加工载体材料，来制备不同性状和性能的电致发热功能复合防水材料，以满足人们日常生产和生活、工业、农业及建筑等领域对防水结构材料“防水—生热”功能一体化的需求。

本发明提供的电致发热功能复合防水材料，它包括两层防水基材层和位于所述防水基材层之间的电热层；

制成所述电热层的材料包括电热材料；

在所述电热层内或者是所述电热层与所述防水基材层之间，铺设有至少两个截流条，所述截流条之间设有间距。

本发明提供的电致发热功能复合防水材料中，所述电热层在外界施加电压作用下产生焦耳热，实现防水材料的发热功能，远优于由热源共同构成的防水—生热一体化材料，同时本发明材料工作过程中还向外界辐射处4-15微米的远红外波；所述的防水基材层不仅可起到防水的作用，而且也可作为电热层与人和外界环境的隔离体/防护体，提高电热材料应用的安全性，无需再额外增设绝缘材料；所述的截流条作用在于封装电热层，将其形成类似于“电阻”作用的物件，通过导线、卡线槽与施加电压构成闭合的回路。

上述电致发热功能复合防水材料中，所述电致发热功能复合防水材料还包括网格布或无纺布；所述网格布/无纺布(网格布或无纺布)不仅可提高卷材的力学强度、耐割破性能和尺寸稳定性等，同时也可作为电热层的载体；

所述网格布或无纺布通过下述A)或B)与电热材料接触：

A)所述网格布或无纺布与电热层接触；

B)所述网格布或无纺布与电热层复合为一体；

当所述网格布或无纺布与电热层接触时，所述截流条通过下述A1)或A2)固定于所述网格布或无纺布上：

A1)粘贴于所述网格布或无纺布的表面；

A2)编织于所述网格布或无纺布中；

当所述网格布或无纺布与电热层复合为一体时，所述截流条通过下述B1)或B2)固定于所述网格布或无纺布与所述电热层形成的电热复合层上：

B1)粘贴于所述电热复合层的表面；

B2)编织于所述电热复合层中。

所述网格布是指采用直径为200nm～400μm的有机和/或无机纤维编织而成，对经向和纬向纤维的丝数、编织结构、经与纬间的网格尺寸可设计，可为玻纤毡、聚酯毡、玻纤改性聚酯毡、聚酯纤维网格布、聚丙烯纤维网格布、碳纤维网格布、聚酰亚胺网格布、芳纶网格布、芳砜纶网格布或丙纶织物；所述无纺布可为聚酯无纺布、聚丙烯无纺布或碳纤维无纺布。

上述电致发热功能复合防水材料中，制成所述电热层的材料包括电热材料，所述电热材料中含有导电导热填料和连接料；

所述导电导热填料为炭黑粉、石墨粉、石墨烯、碳纳米管、碳纤维丝、银粉、铜粉、铝粉、铁粉、钛白粉、二氧化硅、氧化镁和碳化硅中的至少一种；

所述连接料为有机和/或无机材料，具体可为环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚二甲基硅氧烷弹性体、醇酸树脂和硅酸钠中至少一种。

所述电热材料还包括溶剂，如水、乙醇、丙酮或甲苯。

上述电致发热功能复合防水材料中，所述截流条可为片状截流条、丝状截流条和导电胶中的至少一种；

所述片状截流条可为铜箔、铁片或铝箔，厚度可为1μm～5mm，优选为50μm～2mm，具体可为50μm～1mm、80μm～1.2mm、50μm、80μm、1mm或1.2mm；宽度可为1mm～50mm，优选为5mm～20mm，具体可为5mm～20mm、5mm或20mm；

所述丝状截流条可为金属丝和导电纤维中任一种，所述丝状截流条的直径为200nm～50μm，具体可为20μm～30μm、20μm、25μm或30μm；所述金属丝为铜线或铁丝；所述导电纤维可为碳纤维、碳素复合纤维、铜氨纤维、聚苯胺纤维、聚吡咯纤维、电镀有金属的聚酰亚胺纤维、芳纶纤维或玻璃纤维；

所述金属可为铜、银、金或镍。

所述导电胶可为环氧导电胶、硅基导电胶和导电银浆中的任一种。

上述电致发热功能复合防水材料中，所述防水基材层由防水基材构成；所述防水基材可为片状防水基材或防水涂料；

所述片状基材层可为聚合物改性沥青防水基材层和合成高分子防水基材层任一种；

所述的聚合物改性沥青防水基材层可以为弹性体改性沥青防水基材层、塑性体改性沥青防水基材层中的任一种；所述的弹性体改性沥青防水基材层优选为苯乙烯—丁二烯—苯乙烯热塑性弹性体(简称为SBS橡胶)改性沥青防水基材层，塑性体改性沥青防水基材层优选为聚丙烯、聚烯烃类聚合物改性沥青防水卷材层；所述的合成高分子防水基材层可以为但不限制于热塑性聚烯烃(简称为TPO)防水基材层、三元乙丙橡胶(简称为EPDM)防水基材层、聚氯乙烯(简称为PVC)防水基材层、高密度聚乙烯(简称为HDPE)自粘胶膜防水基材层、乙烯—醋酸乙烯(简称为EVA)高分子复合防水基材层、聚氯乙烯—橡胶共混防水基材层、氯磺化聚乙烯防水基材层、低密度聚乙烯基材层、丁基橡胶防水基材层中的任一种；本领域的技术人员应当明白，在本发明所述的合成高分子防水基材层中添加了分子量不低于1000克/摩尔的聚合物都应当属于本专利权利范畴；本领域的技术人员也应当明白对所述的防水基体层进行除防水以外功能的增减和增加的额外功能层也都应包含在本专利权利范畴。

所述的防水涂料可为聚氨酯防水涂料、丙烯酸防水涂料、聚合物水泥防水涂料、甲基丙烯酸甲酯防水涂料和沥青防水涂料中的任一种。

制成所述电热层的材料由所述电热材料构成、由所述电热材料与所述防水基材构成或者由所述电热材料与网格布或无纺布构成。

上述电致发热功能复合防水材料的总厚度可为0.5mm～7mm，具体可为1.5～7.0mm、1.5～2.85mm、2.85～7.0mm、1.52～3.5mm、2.0～3.3mm、1.5mm、1.52mm、2.0mm、2.85mm、3.3mm、3.5mm或7.0mm；防水基材层厚度可为0.1mm～6mm，具体可为0.55～2.0mm、0.60mm～0.75mm、0.75～1.5mm、0.65～1.0mm、0.55mm、0.60mm、0.65mm、0.75mm、1.0mm、1.5mm或2.0mm；电热层的厚度可为0.02mm～1mm，具体可为0.22～2mm、0.22～0.8mm、0.8～2mm、0.35～1.0mm、0.22mm、0.35mm、0.8mm、1.0mm或2mm；

所述截流条在电致发热功能复合防水材料中铺展的方向可任意，当所述防水基材为防水卷材时，所述截留条优选与所述防水卷材的铺展方向一致；位于所述电致发热功能复合防水材料边缘的截流条距离所述该电致发热功能复合防水材料边缘的距离均不小于50mm，具体可为50mm～10cm、50mm～8cm、8cm～10cm、50mm、8cm或10cm。

上述电致发热功能复合材料的表面还可复合有保护膜，如PE膜、铝膜或页岩层。

上述电致发热功能复合防水材料中，为了进一步提高应用安全性，还应在施工过程中将温度传感器铺设于电致发热功能复合防水材料表面，温度传感器与温度控制装置相连接；本领域的技术人员应当明白，当电热材料表面的温度达到设定值后，温度控制装置将自动切断电致发热功能复合防水材料两端的电流，形成断路，停止对电致发热功能复合防水材料的加热，进而提高了电致发热功能复合防水材料应用的安全性。

本发明提供的电致发热功能复合防水材料在使用时，可以接入到1.5伏～220伏的电压，所述电致发热功能复合防水材料的表面温度可为5℃～160℃，功率可为10瓦/m²～800瓦/m²。

本发明进一步提供了上述电致发热功能复合防水材料的制备方法，包括如下步骤：将所述截流条固定于所述电热层的表面或内部；在所述电热层的上下表面依次或同时复合上所述防水基材，即得所述电致发热功能复合防水材料。

上述电致发热功能复合防水材料的制备方法中，所述防水基材层为防水卷材，包括如下a)、b)、或c)的步骤：

a)将所述截流条热压至所述电热层的表面，然后依次或同时在上下表面热压复合上所述防水基材，即得所述电致发热功能复合防水材料；

b)所述电致发热功能复合防水材料设有所述网格布或无纺布时：将所述截流条粘贴和/或喷涂在所述网格布或无纺布的表面，或在编织所述网格布或无纺布时替换预设位置的纤维将所述截留条编织于所述网格布或无纺布中，然后在固定有截留条的所述网格布或无纺布的单面或双面涂覆、喷涂或浸渍所述电热材料；最后在上下表面依次热压复合所述防水基材，即得所述电致发热功能复合防水材料；

所述截流条为片状时，将其粘贴在所述网格布或无纺布的表面；

所述截流条为丝状时，将其编织在所述网格布或无纺布中；

所述截留条为导电胶时，将其喷涂在所述网格布或无纺布的表面；

c)所述电致发热功能复合防水材料设有所述网格布或无纺布时：预先将浸渍有电热材料中的纤维编织成网格布或无纺布；将所述截流条在编织所述网格布或无纺布时替换预设位置的浸渍有电热材料的纤维编织于所述网格布或无纺布中，或者将所述截留条喷涂和/或黏贴于所述网格布或无纺布的表面；最后在上下表面依次热压复合上所述防水基材，即得所述电致发热功能复合防水材料；

所述截流条为片状时，将其黏贴在所述网格布或无纺布的表面；

所述截流条为丝状时，将其编织在所述网格布或无纺布中；

所述截留条为导电胶时，将其喷涂在所述网格布或无纺布的表面。

上述制备方法a)中，所述电热层具体可通过将所述电热材料与所述防水卷材的基料混合后制备得到；

当所述截留条为丝状截留条时，所述截留条具体可为导电纤维编织得到的织物。

上述制备方法b)～c)中，所述网格布在应用之前可以采用硅烷偶联剂对其表面预处理，以提高网格布与防水基体层的界面结合强度；

所述浸渍的时间可为0.1min～10min，具体可为1min、3min或10min。

上述电致发热功能复合防水材料的制备方法中，所述防水基材层为防水涂料，包括如下a)、b)、c)或d)的步骤：

a)在基层上依次涂刷所述防水涂料、所述电热材料，将所述截流条铺设在所述电热材料的表面，最后再涂刷所述防水涂料，并用高温绝缘胶带覆盖住截流条即可；

b)所述电致发热功能复合防水材料设有所述网格布或无纺布时：首先在基层上涂刷所述防水涂料得所述防水基材层；然后铺设网格布或无纺布，将所述截流条在编织所述网格布或无纺布时替换预设位置的纤维编织于所述网格布或无纺布中，或将所述截留条黏贴和/或喷涂于所述网格布或无纺布的表面；再依次涂刷电热材料、防水涂料，并用高温绝缘胶带覆盖住截流条即可；

所述截流条为片状时，将其黏贴在所述网格布的表面；

所述截流条为丝状时，将其编织在所述网格布中；

所述截留条为导电胶时，将其喷涂在所述网格布或无纺布的表面；

c)所述电致发热功能复合防水材料设有所述网格布或无纺布时：首先在基层上涂刷所述防水涂料得所述防水基材层；然后将网格布或无纺布的单面或双面电热材料喷涂或浸渍有电热材料，将其铺置于所述防水基材层上；将所述截流条在编织所述网格布或无纺布时替换预设位置的纤维编织于网格布或无纺布中，或将所述截留条黏贴和/或喷涂在固定有电热材料的网格布或无纺布表面；再涂刷防水涂料，并用高温绝缘胶带覆盖住截流条即可；

所述截流条为片状时，将其黏贴在所述网格布的表面；

所述截流条为丝状时，将其编织在所述网格布中；

所述截留条为导电胶时，将其喷涂在所述网格布或无纺布的表面；

d)所述电致发热功能复合防水材料设有所述网格布或无纺布时：首先在基层上涂刷所述防水涂料得所述防水基材层；然后将提前浸渍在电热材料中的纤维制成网格布或无纺布，将固定有电热材料的网格布或无纺布铺设于所述防水基材层上；将所述截流条在编织所述网格布或无纺布时替换预设位置的浸渍有电热材料的纤维编织于网格布或无纺布中，或将所述截留条黏贴和/或喷涂于所述无纺布或网格布的表面；再涂刷防水涂料，并用高温绝缘胶带覆盖住截流条即可；

所述截流条为片状时，将其黏贴在所述网格布的表面；

所述截流条为丝状时，将其编织在所述网格布中；

所述截留条为导电胶时，将其喷涂在所述网格布或无纺布的表面。

上述制备方法a)、b)、c)或d)的步骤中，所述基层可为混凝土基层或金属屋面基层。

上述制备方法c)或d)中，所述浸渍的时间为0.1min～10min，具体可为0.5min、或5min。

本发明所提供的电致发热功能复合防水材料具有如下优点：

1、本发明可以采用现有防水材料的制备方法加工成型，还可以采用现有防水材料的施工方法施工，具有与现有防水材料相同的防水性能。

2、本发明所提供的电致发热功能复合防水材料是一种发热均匀的面状发热体，长度和宽度可以任意设计，电压在1.5伏至220伏可调，表面温度在5℃～160℃可调，达到设定温度的加热时间5秒～600秒。

3、本发明提供的电致发热功能复合防水材料，在发热过程中还释放出4-15微米波段的远红外波，远红外波释放当量在50％～95％可调。

附图说明

图1为实施例1中电致发热防水卷材的结构示意图，其中图1(a)为纵截面示意图，图1(b)为平面示意图。

图2为实施例2中设有无纺布的电致发热防水卷材的结构示意图，其中图2(a)为纵截面示意图，图2(b)为平面示意图。

图3为实施例3设有网格布的电致发热功能复合防水材料的结构示意图，其中图3(a)为纵截面示意图，图3(b)为平面示意图。

图4为实施例5中电致发热防水涂料的结构示意图，其中图4(a)为纵截面示意图，图4(b)为平面示意图。

图5为实施例6中设有网格布的电致发热防水涂料的结构示意图，其中图5(a)为纵截面示意图，图5(b)为平面示意图。

具体实施方式

应当指出的是：以下实例仅用以说明本发明所描述的技术方案，以帮助本领域的技术人员对本发明的理解，但是并不构成对本发明的任何限制，一切不脱离精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围之内。

下述实施例中远红外性能根据GB/T30127-2013纺织品远红外性能的检测和评价。

实施例1、电致发热防水卷材

本实施例公开了一种电热防水卷材，厚度为2.0mm、宽度为5m。该电热防水卷材为片层状结构，如图1(a)所示，从上到下依次为：防水基材层110、电热层120和防水基材层130；电热层120由电热材料与防水基材的基料构成，防水基材层110与电热层120之间设有4个截流条140、141、142和143。

防水基材层110和防水基材层130均为PVC基材，其厚度分别为0.65mm和0.55mm，中间是厚度为0.8mm的电热层120；防水基材层110和防水基材层130所用的PVC基材均采用配方相同，按重量份数的组成为：PVC树脂100份、阻燃剂氢氧化镁50份、加工助剂石蜡5份、抗氧剂1010为2份、光稳定剂2020为2份。电热层120由以下组分构成，按重量份为：PVC树脂100份、石墨粉25份、碳化硅25份和环烷油401015份。在电热层120中铺设有4个厚度为50μm、宽度为5mm的铜箔截流条140、141、142和143，铜箔截流条140和143距离边缘的距离为10cm，截流条140与截流条141、截流条141与截流条142、截流条142与截流条143间距均为1.6m。

本实施例电热防水卷材具体可通过下述步骤制备得到：以将防水基材层110和130分别经挤出机熔融挤出，随后与经挤出机熔融挤出的电热层120、截流条140、141、142、143经三辊轧光辊热压复合制备而成。

本实施例电致发热功能复合防水材料施工应用过程中还需要导线151、温控装置152，温度感应器153和电源154，其中，该卷材中电热层为并联连接，如图1(b)所示。裁取1m²的试样，在220伏交流电压下，经120秒后温度由20℃升至100℃且保持恒定，单位面功率为130瓦/m²；远红外波(波长为4-15微米)辐射当量95％；该电热材料也可接入110伏电压，经10秒由20℃升至50℃且保持恒定，单位面功率为45瓦/m²；由于该类材料升温速率快，且可采用低压，因此作为室内地板取暖较为合适。

可焊接性能是该类防水材料重点考察的项目，采用瑞士产热空气焊接机在焊接温度350℃、焊接速率2.0m/min下制备焊接试样，根据GB/T328.21-2007《高分子卷材接缝剥离强度》实验方法，剥离速率100mm/min测试，获得的最大剥离强度为480N/50mm，且可以采用单层屋面机械固定施工方法安装，其中所用的固定件需要带有绝缘套。

实施例2、电致发热防水卷材

本实施例公开了一种设有无纺布的电热防水卷材，厚度为7.0mm、宽度为1.2mm。该电热防水卷材为片层状结构，如图2(a)所示，从上到下依次为：页岩层210、防水基材层220、电热层230、防水基材层240和PE膜250，电热层230由电热材料和无纺布构成，电热层中设有2个截流条251和252。

防水基材层220和防水基材层240为SBS改性沥青涂盖料层，厚度均为2.0mm，以质量百分含量计的组成为：90#沥青：30％，10#沥青20％，SBS：4％，机油10％，滑石粉36％。在防水基材层220上方设有厚度为0.97mm的页岩层210；在防水基材层240下方还设有38μm的PE隔离膜，便于后期收卷和施工。电热层230为双面含有导电油墨(含30wt％铜粉的醇酸树脂)的聚酯胎，厚度为2mm。所用的聚酯胎幅宽为1.2m，截留条251和252为编织的导电碳纤维束，宽度分别为2cm，距离两侧边缘的距离为10cm。

本实施例中电热防水卷材具体通过下述步骤制备得到：首先，选用距离边缘两侧10cm处为导电碳纤维束编织的聚酯胎，纤维束宽度为2cm，随后将其连续浸渍在添加有导电油墨的装置中(浸渍时间为10min)，经120℃烘干、定型；随后，进入SBS改性沥青浸油槽、涂油槽；在压辊的带动下，牵引出含有涂盖料的胎基；再经撒沙装置，将细砂均匀撒到卷材上表面，经压延辊后，形成均匀的页岩层，将PE膜黏贴于卷材下表面，经冷却定型、制备而成。

如图2(b)所示，本实施例电致发热功能复合防水材料还包括导线261，温控装置262，温度感应器263和电源264，连接关系如图所示。裁取1m²试样，在本实施例中电源264提供的36V交流电压下，经300秒后电热材料表面温度由20℃升至50℃，单位面功率为800瓦/m²；远红外线波(波长为4-15微米)辐射当量85％；该电热防水卷材可用于牲畜饲养场所，在保护建筑体免受污水浸渍的同时为牲畜提供生长所必须的热量。

实施例3、电致发热防水卷材

本实施例公开了一种设有网格布的电热防水卷材，厚度为1.52mm，宽度为2m。该电致发热功能复合防水材料为层片状结构，如图3(a)所示，从上到下依次为：防水基材层310、电热层320和防水基材层330，电热层320由电热材料和网格布构成，防水基材层310与电热层320之间设有3个截流条361、362和363。

防水基材层310和防水基材层330均为TPO基材，厚度分别为0.55mm和0.75mm，均由以下重量份的组分组成：TPO树脂100份、氢氧化镁30份、钛白粉3份、抗氧剂1010和光稳定剂2020共2份(质量比1：1)。其中，防水基材层330中不含有光稳定剂2020。电热层320为浸渍有电热涂料(由石墨粉、铜粉、水性环氧树脂和水按质量比为2.5：1：0.5：1组成)的聚酯网格布制成，形成电热材料/网格布复合层，厚度为0.22mm，其中聚酯网格布预先经0.2％的硅烷偶联剂KH550乙醇水溶液表面处理。在电热层320的表面即电热层320与防水基材层310之间距离边缘8cm处黏贴有厚度为1mm、宽度为20mm的铜箔截流条361和363，其中沿宽度方向，在距离边缘100cm处喷涂有导电银浆并黏上上述同规格铜箔截流条362。

本实施实例中电热防水卷材具体可通过如下步骤制备得到：

调整聚酯网格布与含有高温胶铜箔截流条之间的位置，使铜箔黏贴于预定的位置；随后浸渍在装有由石墨粉、短切碳纤维、水性环氧树脂和水(质量比为2.5：1：0.5：1)组成的电热材料的电热涂料装置中(浸渍时间为1min)，经110℃烘干后，沿中央位置喷涂导电银浆，并随后与TPO防水基材层310和330共同通过三辊轧光辊热压复合而成。

如图3(b)所示，本实施例电热防水卷材还包括导线371，温控装置372，温度感应器373和电源374，连接关系如图所示；裁取1m²的试样，由本实施例中电源374提供的220V交流电压下，单位功率为200瓦/m²，电热材料表面温度由20℃升至120℃，耗时150s，远红外波(4-15μm)辐射当量95％，该电热材料可用于屋面冬天融雪。

由于含有聚酯纤维网格布，因而本实施例防水卷材具有更高机械强度，采用GB/T238.9-2007规定方法测试，最大拉力为1400N/50mm，最大拉力处的延伸率为37％；采用瑞士产热风焊接机在焊接温度500℃、焊接速率2.5m/min焊接，按照GB/T328.21-2007测试方法，拉伸速率100mm/min，最大剥离强度1200N/50mm，卷材剥离，具有较好的热焊接性能。

实施例4、电致发热防水卷材

本实施例公开了一种设有网格布的电热防水卷材，厚度为1.50mm，宽度为2m。具体结构与实施例3相同，区别在于将实施例3中网格布更改为聚丙烯网格布，3个截留条全部更换为镀铜芳纶纤维，分别编织于距网格布边缘5cm、100cm、5cm，截留条的宽度为20mm，防水基材层310、320及电热层330厚度分别为0.55mm、0.60mm及0.35mm。

本实施实例中电热防水卷材具体可通过如下步骤制备得到：

将直径为25μm的聚丙烯纤维浸渍在实施例3中装有由石墨粉、短切碳纤维、水性环氧树脂和水(质量比为2.5：1：0.5：1)组成的电热材料的电热涂料装置中(浸渍时间为3min)，经100℃烘干后，沿经、纬方向编织成幅宽为2m、厚度为0.35mm的聚丙烯网格布，预设位置处的聚丙烯纤维用镀铜芳纶纤维(直径30μm)导电纤维进行替换，镀铜芳纶纤维位于距网格布边缘50mm处，宽度为20mm，随后与聚丙烯防水基材层共同通过三辊轧光辊热压复合而成。

裁取1m²的试样，本实施例在36V交流电压，功率为10瓦，电热材料表面温度由-2℃升至5℃，耗时5s，远红外线波(4-15μm)辐射当量95％，该电热材料可用于花房取暖或体育场草坪中。

实施例5电致发热防水涂料

本实施例公开了一种液体状的电热防水涂料，总厚度为3.5mm，涂刷完成后的电热防水涂料制品，如图4(a)所示，从上到下依次为：防水基材层410、电热层420和防水基材层430；防水基材层410和电热层420之间设有两个截流条461和462。

防水基材层410和防水基材层430均为聚合物水泥基防水涂料构成，其厚度分别为1.5mm和1.0mm，由独立包装的液料和粉料组成，液料由以下重量份的组分组成：丙烯酸酯乳液100份、硬脂酸0.15份、丁二烯树脂4份；粉料由硅酸盐水泥85份和精细硅砂22份组成。电热层420厚度为1.0mm，由以下按重量份计的组成：石墨粉30份、钛白粉20份、硅酸钠溶液100份、二氧化硅5份、氧化镁5份、水30份。在防水基材层410和电热层420之间铺设有2个由直径为30μm的镀铜的聚酰亚胺纤维织成的导电聚酰亚胺纤维束条作为截流条，宽度为1mm，距离电热层两端距边缘50mm。

本实施例电热防水涂料具体通过如下步骤制备得到：

(1)防水涂料的制备：根据配方分别称取丙烯酸酯乳液、硬脂酸及丁二烯树脂投入搅拌锅中，在调速分散机中搅拌均匀，制得乳白色液料；根据配方将硅酸盐水泥和精细硅砂粉料在混合机中混合均匀制得粉料。

(2)电热层材料即电热涂料的制备：将石墨粉、钛白粉、硅酸钠溶液、二氧化硅、氧化镁和水在搅拌罐内混合均匀，形成具有能够“拉丝”状的液料，即电热涂料。

(3)将防水涂料中的液料和粉料先混合均匀，随后用涂刮器或毛刷均匀涂覆于干净、平整的水平混凝土基层表面，厚度约为1.0mm；停放约3小时自然干燥后，涂刷1.0mm厚度的电热层；同时，在电热层两端距边缘50mm处铺设导电聚酰亚胺纤维束，随后再在该电热层表面涂刷1.5mm厚的上述液料/粉料混合料。为了提高该材料的应用安全性，利用高温绝缘胶带将截流条位置与外界隔离。

如图4(b)所示，本实施例电热防水涂料还包括导线471，温控装置472，温度感应器473和电源474，连接关系如图所示。由实施例中电源474提供的36V交流电压，功率为70瓦，电热材料表面温度由20℃升至70℃，耗时60s，远红外波(4-15μm)辐射当量70％。

实施例6电致发热防水涂料

本实施例公开了一种液体状的电热防水涂料，涂刷完成后的电热防水涂料结构与实施例5同，总厚度为3.3mm，防水基材层510和530厚度分别为1.5mm和1.0mm；所采用的电热层520为浸渍有电热材料的聚酯网格布，厚度为0.8mm，截流条为厚度为1.2mm、宽度20mm带有高温胶黏剂的2个铜箔561和562，两端距边缘5cm，如图5所示。

本实施例电热防水涂料具体通过如下步骤制备得到：

(1)防水涂料的制备：根据配方分别称取丙烯酸酯乳液、硬脂酸及丁二烯树脂投入搅拌锅中，在调速分散机中搅拌均匀，制得乳白色液料；根据配方将硅酸盐水泥和精细硅砂粉料在混合机中混合均匀制得粉料。

(2)电热层材料的制备：将石墨粉、钛白粉、硅酸钠溶液、二氧化硅、氧化镁和水在搅拌罐内混合均匀，形成具有能够“拉丝”状的液料，即电热涂料。将聚酯网格布浸渍(浸渍时间为5min)在该电热涂料中，取出晾干。

(3)将防水涂料中的液料和粉料先混合均匀，随后用涂刮器或毛刷均匀涂覆于干净、平整的水平混凝土基层表面，厚度约为1.0mm；停放约3小时，自然干燥后，铺设浸渍有电热涂料的聚酯网格布，将厚度为1.2mm、宽度20mm带有高温胶黏剂的2个铜箔分别粘贴在浸渍有电热涂料的网格布的表面，两端距边缘50mm处；随后再在该网格布表面涂刷1.5mm厚的上述液料/粉料混合料。为了提高该材料的应用安全性，利用高温绝缘胶带将截流条位置与外界隔离。

如图5(b)所示，本实施例电热防水涂料还包括导线571，温控装置572，温度感应器573和电源574，连接关系如图所示。在1m²的工作区域内，输入1.5V交流电压，电热材料表面温度由20℃升至40℃并稳定，耗时160秒，功率为10瓦，远红外线波(4-15μm)辐射当量65％。

实施例7电致发热防水涂料

本实施例公开了一种液体状的电热防水涂料，涂刷完成后的电热防水涂料与实施例5相同，总厚度为2.85mm，区别在于电热层为浸渍有实施例3中电热涂料(石墨粉、短切碳纤维、水性环氧树脂和水，质量比为2.5：1：0.5：1)的聚丙烯纤维沿经纬方向编织得到的厚度为0.35mm的电热材料/聚丙烯网格布复合层，并通过对预设位置的聚丙烯纤维替换为镀铁聚酰亚胺纤维，在距离网格布两侧边缘10cm处分别编织得到直径为20μm的镀铁聚酰亚胺纤维构成的截留条，每个截留条的宽度为15mm。

本实施例电热防水涂料具体通过如下步骤制备得到：

(1)防水涂料的制备：根据配方分别称取丙烯酸酯乳液、硬脂酸及丁二烯树脂投入搅拌锅中，在调速分散机中搅拌均匀，制得乳白色液料；根据配方将硅酸盐水泥和精细硅砂粉料在混合机中混合均匀制得粉料。

(2)电热层材料的制备：将石墨粉、短切碳纤维、水性环氧树脂和水，按质量比为2.5：1：0.5：1混合均匀，形成具有能够“拉丝”状的液料，即电热涂料；将聚丙烯纤维浸渍在该电热涂料中(浸渍时间为0.5min)，取出晾干，按经纬方向编织成聚丙烯网格布，在距离两侧边缘10cm处编织成2cm宽的碳导电纤维束。

(3)将防水涂料中的液料和粉料先混合均匀，随后用涂刮起或毛刷均匀涂覆于干净、平整的水平混凝土基层表面，厚度约为1.2mm，停放约3小时自然干燥后，铺设浸渍有上述电热涂料的聚丙烯网格布，随后再在该电热层表面涂刷1.5mm厚的上述液料/粉料混合料。为了提高该材料的应用安全性，利用高温绝缘胶带将截流条位置与外界隔离。

在1m²的工作区域，输入220V交流电压，电热材料表面温度由20℃升至110℃并稳定，耗时35秒，功率为150瓦，远红外线波(4-15μm)辐射当量65％。

Claims (2)

1.一种电致发热功能复合防水材料，其特征在于：它包括两层防水基材层和位于所述防水基材层之间的电热层；

制成所述电热层的材料包括电热材料；

所述电热材料含有导电导热填料和连接料；

所述导电导热填料为炭黑粉、石墨粉、石墨烯、碳纳米管、碳纤维丝、银粉、铜粉、铝粉、铁粉、钛白粉、二氧化硅、氧化镁和碳化硅中的至少一种；

所述连接料为环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚二甲基硅氧烷弹性体、醇酸树脂和硅酸钠中至少一种；

在所述电热层内或者是所述电热层与所述防水基材层之间，铺设有至少两个截流条，所述截流条之间设有间距；

所述截流条为片状截流条、丝状截流条和导电胶中的至少一种；

所述片状截流条为铜箔、铁片或铝片，厚度为1μm～5mm，宽度为1mm～50mm；

所述丝状截流条为金属丝或导电纤维，所述丝状截流条的直径为200nm～50μm；所述金属丝为铜线或铁丝；所述导电纤维为碳纤维、碳素复合纤维、铜氨纤维、聚苯胺纤维、聚吡咯纤维、电镀有金属的聚酰亚胺纤维、芳纶纤维或玻璃纤维；所述金属为铜、银、金或镍；

所述导电胶为环氧导电胶、硅基导电胶和导电银浆中的任一种；

所述电致发热功能复合防水材料还包括网格布或无纺布；

所述网格布或无纺布通过下述A)或B)与电热材料接触：

A)所述网格布或无纺布与电热层接触；

B)所述网格布或无纺布与电热层复合为一体；

当所述网格布或无纺布与电热层接触时，所述截流条通过下述A1)或A2)固定于所述网格布或无纺布上：

A1)粘贴于所述网格布或无纺布的表面；

A2)编织于所述网格布或无纺布中；

当所述网格布或无纺布与电热层复合为一体，所述截流条通过下述B1)或B2)固定于所述网格布或无纺布与所述电热层形成的电热复合层上：

B1)粘贴于所述电热复合层的表面；

B2)编织于所述电热复合层中；

所述防水基材层由防水基材构成，所述防水基材为片状防水基材和防水涂料基材中的任一种；

所述片状防水基材为聚合物改性沥青防水基材和合成高分子防水基材的任一种；

所述防水涂料基材为聚氨酯防水涂料、聚脲防水涂料、丙烯酸防水涂料、甲基丙烯酸甲酯防水涂料和沥青防水涂料中的任一种；

制成所述电热层的材料由所述电热材料构成、由所述电热材料与所述防水基材构成或者由所述电热材料与网格布或无纺布构成；

所述电致发热功能复合防水材料的总厚度为0.5mm～7mm，防水基材层厚度为0.1mm～6mm，电热层的厚度为0.02mm～1mm；

位于所述电致发热功能复合防水材料边缘的截流条距离所述电致发热功能复合防水材料边缘的距离均不小于50mm；

所述电致发热功能复合防水材料还包括保护层，所述保护层为聚乙烯膜、铝膜或页岩层；

所述电致发热功能复合防水材料施工应用过程时还包括温控装置和温度传感器；

所述温度传感器设于所述电致发热功能复合防水材料的表面，且与所述温控装置相连接。

2.权利要求1所述电致发热功能复合防水材料的制备方法，包括如下步骤：将所述截流条固定于所述电热层的表面或内部；在所述电热层的上下表面依次或同时复合上所述防水基材，即得所述电致发热功能复合防水材料；

所述防水基材层为防水卷材时，包括如下a)、b)、或c)的步骤：

a)将所述截流条热压至所述电热层的表面，然后依次或同时在上下表面热压复合上所述防水基材，即得所述电致发热功能复合防水材料；

b)所述电致发热功能复合防水材料设有所述网格布或无纺布时：将所述截流条粘贴和/或喷涂在所述网格布或无纺布的表面，或在编织所述网格布或无纺布时将所述截流条编织于所述网格布或无纺布中，然后在固定有截流条的所述网格布或无纺布的单面或双面涂覆、喷涂或浸渍所述电热材料；最后在上下表面依次热压复合所述防水基材，即得所述电致发热功能复合防水材料；

所述截流条为片状时，将其粘贴在所述网格布或无纺布的表面；

所述截流条为丝状时，将其编织在所述网格布或无纺布中；

所述截流条为导电胶时，将其喷涂在所述网格布或无纺布的表面；

c)所述电致发热功能复合防水材料设有所述网格布或无纺布时：预先将浸渍有电热材料中的纤维编织成网格布或无纺布；同时，将所述截流条替换预设位置的纤维编织于所述网格布或无纺布中，或者随后将所述截流条喷涂和/或黏贴于所述网格布或无纺布的表面；最后在上下表面依次热压复合上所述防水基材，即得所述电致发热功能复合防水材料；

所述截流条为片状时，将其黏贴在所述网格布或无纺布的表面；

所述截流条为丝状时，将其编织在所述网格布或无纺布中；

所述截流条为导电胶时，将其喷涂在所述网格布或无纺布的表面；

所述防水基材层为防水涂料时，包括如下a)、b)、c)或d)的步骤：

a)在基层上依次涂刷所述防水涂料、所述电热材料，将所述截流条铺设在所述电热材料的表面，最后再涂刷所述防水涂料，并用高温绝缘胶带覆盖住截流条即可；

b)所述电致发热功能复合防水材料设有所述网格布或无纺布时：首先在基层上涂刷所述防水涂料得所述防水基材层；然后铺设网格布或无纺布，将所述截流条在编织所述网格布或无纺布时替换预设位置的纤维编织于所述网格布或无纺布中，或将所述截流条黏贴和/或喷涂于所述网格布或无纺布的表面；再依次涂刷电热材料、防水涂料，并用高温绝缘胶带覆盖住截流条即可；

所述截流条为片状时，将其黏贴在所述网格布的表面；

所述截流条为丝状时，将其编织在所述网格布中；

所述截流条为导电胶时，将其喷涂在所述网格布或无纺布的表面；

c)所述电致发热功能复合防水材料设有所述网格布或无纺布时：首先在基层上涂刷所述防水涂料得所述防水基材层；然后将网格布或无纺布的单面或双面电热材料喷涂或浸渍有电热材料；将所述截流条在编织所述网格布或无纺布时替换预设位置的纤维编织于网格布或无纺布中，或将所述截流条黏贴和/或喷涂在固定有电热材料的网格布或无纺布表面；再涂刷防水涂料，并用高温绝缘胶带覆盖住截流条即可；

所述截流条为片状时，将其黏贴在所述网格布的表面；

所述截流条为丝状时，将其编织在所述网格布中；

所述截流条为导电胶时，将其喷涂在所述网格布或无纺布的表面；

d)所述电致发热功能复合防水材料设有所述网格布或无纺布时：首先在基层上涂刷所述防水涂料得所述防水基材层；然后将提前浸渍在电热材料中的纤维制成网格布或无纺布，将固定有电热材料的网格布或无纺布铺设于所述防水基材层上；将所述截流条在编织所述网格布或无纺布时替换预设位置的浸渍有电热材料的纤维编织于网格布或无纺布中，或将所述截流条黏贴和/或喷涂于所述无纺布或网格布的表面；再涂刷防水涂料，并用高温绝缘胶带覆盖住截流条即可；

所述截流条为片状时，将其黏贴在所述网格布的表面；

所述截流条为丝状时，将其编织在所述网格布中；

所述截流条为导电胶时，将其喷涂在所述网格布或无纺布的表面。