CN105275182A

CN105275182A - 一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板

Info

Publication number: CN105275182A
Application number: CN201510573572.3A
Authority: CN
Inventors: 徐政涛
Original assignee: ZHEJIANG KOV WOOD INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG KOV WOOD INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2016-01-27

Abstract

本发明提供一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板，包括软木质表面层、暖芯层和软木质基底层，其中暖芯层为碳纤维面发热层，具体制备方法为：(1)将碳纤维与其他纤维，经织造设备，得到碳纤维纸或者碳纤维织物；(2)将步骤(1)制备的碳纤维纸或者碳纤维织物的表面与绝缘保温层、电极，通过热压制工艺复合，得到碳纤维面发热层；(3)将步骤(2)制备的碳纤维面发热层、表面层和基底层裁剪成合适的尺寸，经复合形成基于碳纤维面发热体的内置式自热地板。本发明制备的基于碳纤维面发热体的内置式自热地板质地轻薄，强度高，发热效率好，热量分布均匀，节能环保，经济价值高，适合于推广使用。

Description

一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板

技术领域：

本发明属于室内采暖技术领域，具体涉及一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，环保和实用的理想越来越深入人心，地板市场也都在传统地板的基础上，结合高科技，推出了具备特殊功能的地板，如负离子地板、生态地板、自热地板等。

自热地板又称自发热地板或者发热地板，是在电流作用下可以产热的一种板，主要功能材料为地板中嵌入的高科技发热材料，可以将电能转换成热能，从而使地板发热，还可以调控地板温度，实现地板地暖二合一。与传统的地暖不同，自热地板的热量是直接从地板表层2-5mm出向室内采暖区发热，大大缩减了热量传递的距离，而且地板与地面之间存在空气介质，能有效阻止地板向下供热，节约用电成本。

自热地板一般含有多层结构，分别为：耐磨层及表面装饰层、热扩散层、远红外层、暖芯层、优质基材层和背面装饰层，其中发热的的核心元件即为暖芯层。与传统的低温热水地板相比，暖心层由金属电阻线、碳晶片、碳分子发热纸等元件代替60℃的热水，发热效率高，维修难度小，温度分布均匀，舒适性好，地板结构薄，节约空间，可调节性高，适合分区供热。

目前，碳纤维发热材料已经开始被应用于供暖系统，碳纤维发热材料根据发热形式的不同，可分为线发热体和面发热体，线发热体的形状为线状，能盘出各种形状的曲面，具有较高的单向拉伸强力、较好的强度和耐用性，面发热体多为平面或者平面的组合，发热面积高，温度分布均匀性好。

中国专利CN104533049A(公开日2015.4.22)公开的低压内置发热交错层压低热地板，包括层压胶合的表板和基材，基材为速生木材板材纵横交错排布组坯胶合压制而成，基材为三层板坯而机构，上层开设沟槽，碳纤维发热线纵横弯折的嵌入基材上表面所开的沟槽内，中层和下层板坯之间设置或贴服聚酯膜隔热层或者发牌聚苯乙烯隔热膜，并在表板与基材之间设置纳米银导热介质层，得到安全系数高，低能耗，尺寸稳定，生产安装简便的低压内置发热交错层压低热地板。由上述现有技术可知，目前碳纤维发热材料多是以线发热体的形式作为自热地板的热芯层，发热效率和温度分布仍有很大的提升空间。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种基于碳纤维面发热体的内置式自热地板，采用高含量的碳纤维纸或者碳纤维织物作为主要的发热芯层，配合软木质层，复合形成基于碳纤维面发热体的内置式自热地板。该基于碳纤维面发热体的内置式自热地板的发热效率高，热量均匀，质地轻，质量好，还具有一定的远红外保健功效。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板，所述碳纤维面发热体的内置式自热地板包括表面层、暖芯层和基底层，所述表面层和基底层都为木质层，所述暖芯层为碳纤维面发热层。

优选地，所述木质层为软木质层，所述软木质层为水曲柳或者桦木材料。

优选地，所述木质层为软木质层，所述碳纤维面发热层为碳纤维纸或者碳纤维织物，所述碳纤维面发热层的含碳量为99-100％。

优选地，所述碳纤维面发热层的上表面、下表面或者上下表面包含绝缘保温层。

优选地一种基于碳纤维面发热体的内置式自热地板的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳纤维与其他纤维，经织造设备，得到碳纤维纸或者碳纤维织物；

(2)将步骤(1)制备的碳纤维纸或者碳纤维织物的表面与绝缘保温层、电极，通过热压制工艺复合，得到碳纤维面发热层；

(3)将步骤(2)制备的碳纤维面发热层、表面层和基底层裁剪成合适的尺寸，经复合形成基于碳纤维面发热体的内置式自热地板。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，其他纤维包括植物纤维、化学纤维或者天然纤维。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，碳纤维纸或者碳纤维织物为平纹布或者无纺形态。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，碳纤维纸或者碳纤维织物的电阻率为0.1-100Ω·cm²。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，绝缘保温层为玻璃纤维层。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，基于碳纤维面发热体的内置式自热地板的厚度为3-5cm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用的碳纤维具有导电、导热、抗氧化，质地轻、直径细，电阻温度系数小，电性能稳定，远红外辐射，屏蔽或阻止电磁波干扰等特点，与传统的发热元件相比具有优异的性能。

(2)本发明采用的碳纤维面发热体具有高效节能，热效率高达98％以上，节省空间，安全耐用，绿色环保，还能一定的远红外辐射功能。

(3)本发明制备的内置式自热地板主要发热材料为碳纤维面发热体，并配合使用玻璃层保温隔热，使，自热地板的芯层发热效率高，热量分布均匀，节能环保，又安全，

(4)本发明制备的内置式自热地板的表面层和基底层都采用软木质材料，加工性能良好，物理强度好，耐用和实用性好，使用价值极高，可以保证内置式自热地板极佳的使用性。

(5)因此，本发明制备的基于碳纤维面发热体的内置式自热地板质地轻薄，强度高，发热效率好，热量分布均匀，节能环保，经济价值高，适合于推广使用。

具体实施方式：

下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板包括水曲柳软木质层表面层、含碳量为99-100％的碳纤维面发热暖芯层和水曲柳软木质层基底层。

具体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳纤维与植物纤维经机织设备织造得到含碳量为99-100％的碳纤维纸或者平纹碳纤维织物，平均电阻率为100Ω·cm²。

(2)自上而下，将玻璃纤维层、步骤(1)制备的碳纤维纸或者碳纤维织物、铜电极、玻璃纤维层依次叠加，在20MPa和90℃的条件下，经热压30min复合，得到碳纤维面发热层。

(3)将步骤(2)制备的碳纤维面发热层、表面层和基底层裁剪成1m*2m，经复合形成3cm厚的基于碳纤维面发热体的内置式自热地板。

实施例2：

一种基于碳纤维面发热体的内置式自热地板包括桦木软木质层表面层、含碳量为99-100％的碳纤维面发热暖芯层和桦木软木质层基底层。

具体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳纤维与化学纤维，经无纺布设备织造得到含碳量为99-100％的无纺形态碳纤维织物，平均电阻率为0.1Ω·cm²。

(2)自上而下，将步骤(1)制备的碳纤维纸或者碳纤维织物、铜电极、玻璃纤维层依次叠加，在50MPa和100℃的条件下，经热压50min复合，得到碳纤维面发热层。

(3)将步骤(2)制备的碳纤维面发热层、表面层和基底层裁剪成1m*2m，经复合形成5cm厚的基于碳纤维面发热体的内置式自热地板。

实施例3：

一种基于碳纤维面发热体的内置式自热地板包括桦木软木质层表面层、含碳量为99-100％的碳纤维面发热暖芯层和水曲柳软木质层基底层。

具体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳纤维与天然纤维，经无纺布设备，得到含碳量为99-100％的碳纤维纸，平均电阻率为10Ω·cm²。

(2)自上而下，将玻璃纤维层、步骤(1)制备的碳纤维纸或者碳纤维织物、铜电极、玻璃纤维层依次叠加，在30MPa和95℃的条件下，经热压40min复合，得到碳纤维面发热层。

实施例4：

一种基于碳纤维面发热体的内置式自热地板包括水曲柳软木质层表面层、含碳量为99-100％的碳纤维面发热暖芯层和桦木软木质层基底层。

具体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳纤维与植物纤维，经无纺布设备织造得到含碳量为99-100％的无纺形态碳纤维织物，平均电阻率为50Ω·cm²。

(2)自上而下，将步骤(1)制备的碳纤维纸或者碳纤维织物、铜电极、玻璃纤维层依次叠加，在35MPa和90℃的条件下，经热压35min复合，得到碳纤维面发热层。

(3)将步骤(2)制备的碳纤维面发热层、表面层和基底层裁剪成1m*2m，经复合形成4cm厚的基于碳纤维面发热体的内置式自热地板。

实施例5：

具体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳纤维与天然纤维，经无纺布设备，得到含碳量为99-100％的碳纤维纸，电阻率为15Ω·cm²。

(2)自上而下，将玻璃纤维层、步骤(1)制备的碳纤维纸或者碳纤维织物、铜电极、玻璃纤维层依次叠加，在45MPa和100℃的条件下，经热压30min复合，得到碳纤维面发热层。

(3)将步骤(2)制备的碳纤维面发热层、表面层和基底层裁剪成1m*2m，经复合形成3.5cm厚的基于碳纤维面发热体的内置式自热地板。

实施例6：

一种基于碳纤维面发热体的内置式自热地板包括水曲柳软木质层表面层、含碳量为99-100％的碳纤维面发热暖芯层和水曲柳软木质层基底层。

具体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳纤维与化学纤维，经机织设备织造得到含碳量为99-100％的平纹碳纤维织物，电阻率为80Ω·cm²。

(2)自上而下，将步骤(1)制备的碳纤维纸或者碳纤维织物、铜电极、玻璃纤维层依次叠加，在35MPa和95℃的条件下，经热压45min复合，得到碳纤维面发热层。

(3)将步骤(2)制备的碳纤维面发热层、表面层和基底层裁剪成1m*2m，经复合形成4.5cm厚的基于碳纤维面发热体的内置式自热地板。

在温度为20℃，湿度为50％，大气压为一个大气压的环境中，将实施例1-6制备的基于碳纤维面发热体的内置式自热地板充电15min后测试地板上下表面的温度变化、温度均匀性及所消耗的电能的结果如下所示：

由上表可见，本发明制备的基于碳纤维面发热体的内置式自热地板的发热效果好，发热均匀性好，而且电能消耗率小，节约用电。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板，其特征在于，所述碳纤维面发热体的内置式自热地板包括表面层、暖芯层和基底层，所述表面层和基底层都为木质层，所述暖芯层为碳纤维面发热层。

2.根据权利要求1所述的一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板，其特征在于，所述木质层为软木质层，所述软木质层为水曲柳或者桦木材料。

3.根据权利要求1所述的一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板，其特征在于，所述木质层为软木质层，所述碳纤维面发热层为碳纤维纸或者碳纤维织物，所述碳纤维面发热层的含碳量为99-100％。

4.根据权利要求1所述的一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板，其特征在于，所述碳纤维面发热层的上表面、下表面或者上下表面包含绝缘保温层。

5.根据权利要求1所述的一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，其他纤维包括植物纤维、化学纤维或者天然纤维。

7.根据权利要求5所述的一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，碳纤维纸或者碳纤维织物为平纹布或者无纺形态。

8.根据权利要求5所述的一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，碳纤维纸或者碳纤维织物的电阻率为0.1-100Ω·cm²。

9.根据权利要求5所述的一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，绝缘保温层为玻璃纤维层。

10.根据权利要求5所述的一种基于碳纤维面发热体的新型内置式自热地板的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，基于碳纤维面发热体的内置式自热地板的厚度为3-5cm。