CN110725497B - 一种炭塑发热装饰板及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炭塑发热装饰板及其应用,包括依次设置的装饰基材、导电炭塑板以及聚氨酯硬泡层,所述装饰基材远离导电炭塑板的一侧作为装饰面,所述导电炭塑板的一侧通过导线与外部电源相连接;按重量份数计,所述导电炭塑板原料包括以下组分:UHMWPE树脂粉10‑30份;HDPE树脂粉10‑35份;改性活性炭颗粒50‑70份;钛酸酯偶联剂10‑15份;耐高温导电粘结剂15‑30份;松香基琥珀酸双酯磺酸钠4‑8份;所述HDPE树脂粉由废旧塑料加工而成。本发明具有以下有益效果:这种装饰材料可实现将电能转换成热能,结构简单便于拼装。
Description
技术领域
本发明涉及装饰材料领域,特别涉及一种炭塑发热装饰板及其应用。
背景技术
装饰材料按用途划分,主要分为两类:室内装饰材料以及室外装饰材料。而室内装饰材料又可分为墙体装饰材料以及地面装饰材料。但是现有的墙体装饰材料并不具备发热效果,无法满足住宅采暖的需求。而地面装饰材料则随着电气加热技术在城市的普及与应用,在住宅采暖方式中,将电能转换为热能的地热技术也得到较快的发展,为适应这种发展,用于地面装饰的各种发热地板应运而生。
现有的发热地板通过在地板中设置加热管道,以加热丝加热或水暖加热的方式提供热量。结构复杂导致导致盘线盘管工程大、施工难,费时费力。因而,有必要研发出一种可适用于墙面与地面的发热装饰材料,该装饰材料可实现将电能转换成热能,结构简单便于拼装,以满足住宅采暖的需求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种炭塑发热装饰板及其应用,这种装饰材料可实现将电能转换成热能,结构简单便于拼装。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种炭塑发热装饰板,包括依次设置的装饰基材、导电炭塑板以及聚氨酯硬泡层,所述装饰基材远离导电炭塑板的一侧作为装饰面,所述导电炭塑板的一侧通过导线与外部电源相连接;
按重量份数计,所述导电炭塑板原料包括以下组分:
所述HDPE树脂粉由废旧塑料加工而成。
通过采用上述技术方案,将装饰基板置于最外层使得其外表面具有符合人们审美的图案、色彩,而中间层的导电炭塑板通过连接外部电源,使其在自身电阻作用下发热。同时,电流通过其自身的导电作用可传递给其它相接触的发热装饰板。而与墙面或地面相接触的聚氨酯硬泡层具有隔热、绝缘的作用,避免导电炭塑板产生的热量传递至墙面或地面上,使得热量仅能传递至室内。
本申请所制得的导电炭塑板,其原料中的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有耐冲击、耐磨、耐化学腐蚀、无毒等优良性能,但因其分子量极高,加工过程中分子链相互纠缠导致黏度大、流动性差。而高密度聚乙烯(HDPE)与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的分子结构相同,两者具有很好的界面相容性,HDPE受热熔化后会分散到UHMWPE相互纠缠的分子中,改善其流动性,以便于UHMWPE长分子链间缠绕包裹改性活性炭颗粒。由于炭塑板的整体强度受各组分之间的界面相容性影响,通过UHMWPE与HDPE复配,在保留UHMWPE自身所具有的性能外,还可使材料内部界面强度增加。
由于改性活性炭颗粒具有较大的比表面积、发达的空隙以具有极强的吸附能力。因此在作为填料的时,在保留吸附能力的同时,其较大的比表面积有利于与UHMWPE/HDPE复合树脂相结合,从而增强两者之间的接触面。
而钛酸酯偶联剂可提高UHMWPE/HDPE复合树脂与改性活性炭颗粒之间的界面相容性,钛酸酯偶联剂一部分是亲无机基团,可与改性活性炭颗粒作用;钛酸酯偶联剂另一部分是亲有机基团,可与UHMWPE/HDPE复合树脂作用。此外,钛酸酯偶联剂还可增加制品光泽。
松香基琥珀酸双酯磺酸钠具有非离子表面活性剂以及阴离子表面活性剂的特点,在本申请中可作为抗静电剂使用,通过赋予UHMWPE/HDPE复合树脂表面一定的润滑性,降低摩擦系数,从而抑制或减少电荷的产生。同时,在钛酸酯偶联剂充分与UHMWPE/HDPE复合树脂、改性活性炭充分混合后再加入松香基琥珀酸双酯磺酸钠,以避免影响钛酸酯偶联剂的偶联效果,进而可发挥本身所具有的分散、增溶的作用,进而增大UHMWPE树脂与HDPE树脂的相容性以及混合均匀度。
本发明进一步设置为:所述钛酸酯偶联剂设置为单烷氧基脂肪酸钛酸酯。
通过采用上述技术方案,单烷氧基脂肪酸钛酸酯可增加改性活性炭颗粒的分散性,以提高改性活性炭颗粒的填充量,进而增加炭塑板的抗压强度。且较其他偶联剂,对于提高改性活性炭颗粒与UHMWPE/HDPE复合树脂之间的界面粘结度具有良好的效果。
本发明进一步设置为:所述改性活性炭颗粒的粒径为60-100目。
通过采用上述技术方案,由于粒径越小,其比表面积就越大。但过小的粒径的改性活性炭颗粒却不便于缠绕包裹于UHMWPE长分子链间。因此,选择合适的粒径尤为重要。
本发明进一步设置为:所述改性活性炭颗粒由经表面氧化处理后的活性炭置于改性液内,在超声辅助下反应,待反应后再经洗涤、干燥制得;所述超声的条件为:功率为800-1200W,频率为18-25KHZ,反应时间为15-90min。
通过采用上述技术方案,通过将活性炭进行表面氧化处理,再与改性液在超声辅助下进行接枝反应,以得到改性活性炭。该改性活性炭在单烷氧基脂肪酸钛酸酯的牵桥作用下可与UHMWPE/HDPE复合树脂具有快速界面相容的性能。
本发明进一步设置为:所述按重量份数计,所述改性液包括以下组分:3-氨基丙基三乙氧基硅烷10-20份;乙醇20-70份;水45-90份。
通过采用上述技术方案,3-氨基丙基三乙氧基硅烷是一种硅烷偶联剂,在反应溶剂体系、超声辅助下接枝在经表面氧化处理的活性炭上,以得到经3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性的活性炭。而3-氨基丙基三乙氧基硅烷与单烷氧基脂肪酸钛酸酯之间具有协同作用,使得偶联效率大大提高。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷在醇水中,可减慢其分解速度,以延长改性时间。由于借助于醇水作为溶剂,以稀释3-氨基丙基三乙氧基硅烷的比重,通过醇水与3-氨基丙基三乙氧基硅烷之间的比例控制,有助于降低活性炭吸附3-氨基丙基三乙氧基硅烷。另一方面,在超声振荡所产生的空化现象所提供的能量,3-氨基丙基三乙氧基硅烷能够快速接枝在活性炭表面。
本发明进一步设置为:所述耐高温导电粘结剂的组份按重量份数计:水性硅树脂3-10份;纳米硅溶胶10-20份;超细导电银粉10-20份。
通过采用上述技术方案,在体系中起到主要导电作用的是超细导电银粉,而该超细导电银粉分散于纳米硅溶胶中,纳米硅溶胶属于胶体物质,具有粘度较低的特点,水能渗透的地方都能渗透。因此可带动超细导电银粉在体系中渗透,具有较好的流动性。而水性硅树脂具有很好的耐高温性能,同时可与有机树脂具有非常好的相容性,有机树脂在本申请中具体为UHMWPE/HDPE复合树脂,进而使得超细导电银粉可渗透入UHMWPE/HDPE复合树脂中,同时还可渗透于改性活性炭颗粒的体系中,使得所制成的导电炭塑板导电性能均一稳定。当挤出机进行热压挤出成型时,其热量可使得纳米硅溶胶的水分蒸发,使得胶体粒子牢牢的附着在物体表面,粒子间形成硅氧结合,是很好的粘合剂。
同时,松香基琥珀酸双酯磺酸钠还可作为耐高温导电粘结剂内的抗静电剂使用,使得耐高温导电粘结剂内的表面有一定的润滑性,降低摩擦系数。UHMWPE/HDPE复合树脂因为与耐高温导电粘结剂相容,相当于分散剂的作用。
一种炭塑发热装饰板的应用,所述炭塑发热装饰板应用于墙面或地面,所述应用于墙面或地面的炭塑发热装饰板为多个,每个炭塑发热装饰板还包括位于装饰基材的一端的置物槽,所述置物槽内置有扣齿,所述装饰基材的另一端设置有可与相邻炭塑发热装饰板上的置物槽相配合的限位块,所述限位块上设置有可与扣齿相配合的单向齿,所述导电炭塑板与相邻炭塑发热装饰板内的导电炭塑板之间通过指接配合。
通过采用上述技术方案,在实际装配时,是由若干个炭塑发热装饰板所连接构成的。当限位块插入另一相邻炭塑发热装饰板上的置物槽内时,位于限位块上的单向齿会与扣齿相接触,并随着单向齿向置物槽内移动而使得扣齿与单向齿的连接部分产生形变,进而单向齿能够继续前进。当单向齿通过后由于扣齿与单向齿的咬合,使得单向齿不会回退,从而保证两个炭塑发热装饰板进行快速拼装。导电炭塑板能导电,且具有一定电阻,可将电能转换成热能。且由于任意两个相邻炭塑发热装饰板在拼装后,两个相邻炭塑发热装饰板的导电炭塑板通过指接配合。通过指接配合,以加强导电炭塑板与相邻导电炭塑板之间的接触面积,从而便于进行通电后的电传导。
本发明进一步设置为:所述装饰基材的一侧设置有可供限位块以及位于限位块上的单向齿滑移的滑槽,所述限位块的截面为T状,所述滑槽的开口处设置有防止限位块完全从滑槽内滑出的挡板,所述滑槽内还设有可驱动限位块朝向另一相邻炭塑发热装饰板上的置物槽进行移动的驱动件。
通过采用上述技术方案,在无驱动件的作用下时,限位块以及位于限位块上的单向齿均位于滑槽内,以进行收纳存储,便于多个炭塑发热装饰板的堆叠,起到方便运输的作用。同时,避免限位块长期裸露在外导致折断等意外发生。在需要对多个炭塑发热装饰板进行拼装时,在驱动件的作用下,可使得限位块以及位于限位块上的单向齿从滑槽内滑出,以进入另一相邻炭塑发热装饰板上的置物槽内并与扣齿相配合。从而完成快速拼装。
本发明进一步设置为:所述驱动件包括有位于滑槽内的遇水会膨胀的膨胀珠,所述装饰基材的顶部贯穿设置有与滑槽相连通的针孔。
通过采用上述技术方案,在实际使用时,可先将待拼装的炭塑发热装饰板逐一对准平铺在地面或墙面上,然后对联结成一体的炭塑发热装饰板的两端进行固定限位,避免其移动。接着,只需通过装有水的注射容器,将注射容器内的水通过针头插入针孔内,以将水注入滑槽内与若干个膨胀球相接触。待几分钟后,膨胀球吸水膨胀后推动T状限位板朝向另一地板上的滑槽内移动,并通过限位板上的单向齿与扣齿相配合,以完成拼装过程。在上述过程中,需保证限位板对准于另一炭塑发热装饰板的置物槽。从而确保限位板的移动方向与移动位置。当导电炭塑板产生的热量使得膨胀球遇热蒸发水汽,水汽从针孔处逸出。而此时,相邻两个炭塑发热装饰板已经通过单向齿与齿扣之间的配合牢牢结合在一起。
本发明进一步设置为:所述扣齿为具有高弹性塑料制成。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1.为增强UHMWPE/HDPE复合树脂与活性炭颗粒之间的相容性,以3-氨基丙基三乙氧基硅烷作为改性剂,从而将3-氨基丙基三乙氧基硅烷接枝在活性炭表面。3-氨基丙基三乙氧基硅烷作为硅烷偶联剂,偶联剂的一端对UHMWPE/HDPE复合树脂表面具有较强亲和力并产生一定的结合,从而在UHMWPE/HDPE复合树脂与活性炭颗粒之间起到搭桥作用,使得两者之间的界面粘合度得到加强,进而加强炭塑板的结构强度;
2.单烷氧基脂肪酸钛酸酯作为钛酸酯偶联剂会与3-氨基丙基三乙氧基硅烷产生协同作用,从而对偶联效率大大提升;
3.本申请所制得的炭塑发热装饰板可实现将电能转换成热能,结构简单便于拼装,以满足住宅采暖的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的炭塑发热装饰板与另一相邻炭塑发热装饰板在配合状态下的结构示意图;
图2为图1中的两个导电炭塑板在配合状态下的结构剖视图;
图3为图1中的两个的装饰基材在未配合状态下的结构剖视图;
图4为图1中的两个的装饰基材在配合状态下的结构剖视图。
附图标记:1、装饰基材;2、导电炭塑板;3、聚氨酯硬泡层;4、置物槽;5、扣齿;6、限位块;7、单向齿;8、滑槽;9、挡板;10、膨胀珠;11、针孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例一:
如图1-图4所示,一种炭塑发热装饰板,包括依次设置的装饰基材1、导电炭塑板2以及聚氨酯硬泡层3,装饰基材1远离导电炭塑板2的一侧作为装饰面,导电炭塑板2的一侧通过导线与外部电源相连接。
按重量份份数计,所述导电炭塑板原料组分如表1所示。该导电炭塑板通过以下步骤制得:
步骤1:将HDPE树脂粉、UHMWPE树脂粉以及改性活性炭颗粒分别置于80℃烘箱中干燥处理24小时;
步骤2:将干燥处理后的HDPE树脂粉、UHMWPE树脂粉以及改性活性炭颗粒置于混合机中干混3min,获得干混物;
步骤3:将干混物与钛酸酯偶联剂相互混合并搅拌均匀,获得湿混物;
步骤4:将湿混物与松香基琥珀酸双酯磺酸钠、耐高温导电粘结剂相互混合,并置于挤出机进行热压挤出成型,设置温度为190℃,转速为40r/min,制得基材板。
其中,改性活性炭颗粒为经表面氧化处理后的活性炭置于改性液内,在超声辅助下反应,待反应后再经洗涤、干燥制得。按重量分数计,改性液原料为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙醇以及水,其具体组分如表1所示。
按重量份数计,耐高温导电粘结剂的具体组份如表2所示。
其中,钛酸酯偶联剂为单烷氧基脂肪酸钛酸酯。
实施例2:与实施例1不同之处在于,按重量份数计,所述基材层原料组分如表1所示。
实施例3:与实施例1不同之处在于,按重量份数计,所述基材层原料组分如表1所示。
实施例4:与实施例1不同之处在于,按重量份数计,所述基材层原料组分如表1所示。
实施例5:与实施例1不同之处在于,按重量份数计,所述基材层原料组分如表1所示。其中,钛酸酯偶联剂为三异硬脂酸钛酸异丙酯。
实施例6:与实施例1不同之处在于,按重量份数计,所述基材层原料组分如表1所示。其中,钛酸酯偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯。
实施例7:与实施例1不同之处在于,按重量份数计,所述基材层原料组分如表1所示。其中,钛酸酯偶联剂为四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯。
实施例8:与实施例1不同之处在于,按重量份数计,所述基材层原料组分如表1所示。其中,改性剂中的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改成乙二胺丙基三乙氧基硅烷。
实施例9:与实施例1不同之处在于,按重量份数计,所述基材层原料组分如表1所示。其中,改性剂中的3-氨基丙基三乙氧基硅烷改成巯丙基三甲(乙)氧基硅烷。
对比例1:与实施例1不同之处在于,按重量份数计,所述基材层原料组分如表1所示。其中,并不对活性炭进行改性,因而并无设置改性液重量份数。
对比例2:与实施例1不同之处在于,按重量份数计,所述基材层原料组分如表1所示。其中,并不加入松香基琥珀酸双酯磺酸钠,因而并无设置重量份数。
对比例3:与实施例1不同之处在于,按重量份数计,所述基材层原料组分如表1所示。其中,并不加入钛酸酯偶联剂,因而并无设置重量份数。
对比例4:与实施例1不同之处在于:耐高温导电粘结剂更改成现有常用的导电剂,即导电炭黑。按重量份数计,所述导电炭黑重量份数如表2所示。
将挤出的成品切割成50mm*10mm*4mm大小。根据GB/T1040.3-2006使用万能力学试验机进行拉伸性能测试,根据GB/T9341-2008进行弯曲性能测试。检测结果如表1所示。
表1
表2
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (7)
1.一种炭塑发热装饰板,其特征是:包括依次设置的装饰基材(1)、导电炭塑板(2)以及聚氨酯硬泡层(3),所述装饰基材(1)远离导电炭塑板(2)的一侧作为装饰面,所述导电炭塑板(2)的一侧通过导线与外部电源相连接;
按重量份数计,所述导电炭塑板原料包括以下组分:
所述HDPE树脂粉由废旧塑料加工而成;
所述改性活性炭颗粒由经表面氧化处理后的活性炭置于改性液内,在超声辅助下反应,待反应后再经洗涤、干燥制得;
所述超声的条件为:功率为800-1200W,频率为18-25KHZ,反应时间为15-90min;
所述改性液按重量份数计包括以下组分:
3-氨基丙基三乙氧基硅烷 10-20份;
乙醇 20-70份;
水 45-90份;
所述耐高温导电粘结剂的组份按重量份数计:
水性硅树脂 3-10份;
纳米硅溶胶 10-20份;
超细导电银粉 10-20份。
2.根据权利要求1所述的一种炭塑发热装饰板,其特征是:所述钛酸酯偶联剂设置为单烷氧基脂肪酸钛酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种炭塑发热装饰板,其特征是:所述改性活性炭颗粒的粒径为60-100目。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种炭塑发热装饰板的应用,其特征是:所述炭塑发热装饰板应用于墙面或地面,应用于墙面或地面的炭塑发热装饰板为多个,每个炭塑发热装饰板还包括位于装饰基材(1)的一端的置物槽(4),所述置物槽(4)内置有扣齿(5),所述装饰基材(1)的另一端设置有可与相邻炭塑发热装饰板上的置物槽(4)相配合的限位块(6),所述限位块(6)上设置有可与扣齿(5)相配合的单向齿(7),所述导电炭塑板(2)与相邻炭塑发热装饰板内的导电炭塑板(2)之间通过指接配合。
5.根据权利要求4所述的一种炭塑发热装饰板的应用,其特征是:所述装饰基材(1)的一侧设置有可供限位块(6)以及位于限位块(6)上的单向齿(7)滑移的滑槽(8),所述限位块(6)的截面为T状,所述滑槽(8)的开口处设置有防止限位块(6)完全从滑槽(8)内滑出的挡板(9),所述滑槽(8)内还设有可驱动限位块(6)朝向另一相邻炭塑发热装饰板上的置物槽(4)进行移动的驱动件。
6.根据权利要求5所述的一种炭塑发热装饰板的应用,其特征是:所述驱动件包括有位于滑槽(8)内的遇水会膨胀的膨胀珠(10),所述装饰基材(1)的顶部贯穿设置有与滑槽(8)相连通的针孔(11)。
7.根据权利要求6所述的一种炭塑发热装饰板的应用,其特征是:所述扣齿(5)为具有高弹性塑料制成。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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