CN113547601B - 一种传热型三层结构式复合竹制板 - Google Patents

一种传热型三层结构式复合竹制板 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种传热型三层结构式复合竹制板，包括竹制基板、发热层和竹制面板，竹制基板和竹制面板均由竹纤维或竹炭坯料制成；所述发热层设在竹制基板与竹制面板之间；所述发热层内设有传热盘管；竹制基板、发热层和竹制面板经热压工艺制成复合竹制板。本发明通过熔融状态的竹纤维或竹炭坯料加石墨粉、锌、铝矿粉注塑成形为发热层，再在发热层上设置供热器件，然后通过热压工艺将发热层及供热器件粘合在竹制基板和竹制面板之间，以赋予所制复合竹制板良好的发热传热性能。

Description

一种传热型三层结构式复合竹制板
技术领域
本发明涉及环保家具领域，尤其涉及一种传热型三层结构式复合竹制板。
背景技术
竹制板结构均匀，密度适中，表面光滑平整，表面花色图案可以任意设置覆膜，具有良好的加工性能，因此被广泛用于家具制造业和建筑业。目前，被广泛用于纤维板制备的原料为木质纤维素和脲醛树脂。但是随着森林资源的过度砍伐，如何保证充足的木质纤维素原料供给，已成为纤维板制造业面临的一个重要问题。另外，脲醛树脂来源于不可再生的石化资源，在湿热环境下容易释放出游离甲醛，严重污染环境，危害人类健康。
我国竹资源丰富，在竹加工产业中有大量的竹纤维残余被废弃，而竹子与木材相比具有强度高、韧性好的特点，是纤维板的理想原料；竹子焚烧成为竹炭，具有吸附异味、传热性能提升、品性稳定等更多优点。但是，现代建筑需要冷暖双供，高档场所需要恒温恒湿恒氧恒洁等，而在现代装修中纤维板、竹炭板仅仅具有装饰功能，不具备传热性能。
发明内容
针对上述的技术问题，本发明提出一种传热型三层结构式复合竹制板，用以解决现有技术中的纤维板、竹炭板不具备传热功能的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种传热型三层结构式复合竹制板，包括竹制基板、发热层和竹制面板，竹制基板和竹制面板均由竹纤维或竹炭坯料经预热压工艺制成；所述发热层设在竹制基板与竹制面板之间；所述发热层内设有供热器件；竹制基板、发热层和竹制面板经热压工艺制成复合竹制板；
所述发热层的制备方法包括如下步骤：
S1.将竹木纤维或竹炭坯料加热至熔融状态保温；
S2.在熔融状态的竹木纤维或竹炭中加入重量比为0.1%~40％的石墨粉，并保温搅拌10min以上；
S3.在步骤S2制成的混合物中加入重量比为0.1%~20%的锌、0.1%~18%的铝矿粉，继续保温搅拌，待分散均匀后停止搅拌；
S4.将步骤S3制成的混合物注塑成形为发热层。
优选地，所述供热器件包括传热盘管，所述传热盘管采用预制长度0.1m~120m、直径0.1mm~20mm的金属管或者非金属管，并弯制成可嵌入到竹制基板与竹制面板之间的形状。
优选地，所述供热器件包括发热元件，所述发热元件由电热材料制成。
优选地，所述供热器件上设有外部连接接口。
优选地，所述竹制基板、发热层、供热器件和竹制面板是按照由下至上的顺序送入模压机通过热压工艺模压成型制成复合竹制板。
优选地，所述竹制基板、发热层、供热器件和竹制面板模压粘结成型时，粘结层加入助力传热材料，助力传热材料选自石墨、石墨烯、锌粉、铝粉、铝矿粉、氧化铝粉、钛金粉中的一种或几种。
优选地，所述热压工艺的工艺参数为热压温度130℃~185℃、热压压力4MPa~5.5MPa、热压时间3min~8min。
优选地，所述预热压工艺的工艺参数为热压温度130℃~185℃、热压压力4MPa~5.5MPa、热压时间3min~8min。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过预热压、预注塑工艺将竹纤维或竹炭坯料制成竹制基板和竹制面板，通过熔融状态的竹纤维或竹炭坯料加石墨粉、锌、铝矿粉注塑成形为发热层，再在发热层上设置供热器件，然后通过热压工艺将发热层及供热器件粘合在竹制基板和竹制面板之间，以赋予所制复合竹制板良好的发热传热性能；并利用自制竹制基板或竹制面板来进一步增强所制复合竹制板的传热性能，同时保证所制复合竹制板的物理力学使用性能。
(2)本发明在制造工序中助力传热材料选自石墨、石墨烯、锌粉、铝粉、铝矿粉、氧化铝粉、钛金粉中的一种或几种，增强了竹制板的传热性能。
(3)本发明在制造工序中在发热层中设置了传热盘管和传热元件，赋予竹纤维板或竹炭板供暖、制冷的特性，充分发挥了竹纤维板或竹炭板在室内装修中覆盖面积大、装饰效果好特点的同时，又兼顾了向装饰空间供暖供冷的功能，辐射传热发热均匀，人居环境舒适，运行节能，竹炭、竹木纤维无甲醛、阻燃，符合环保要求，从而提高所制竹纤维板或竹炭板的综合使用性能，扩大了使用场所；同时实现了竹材加工业废弃竹纤维的资源合理再利用，使竹材最大限度地发挥其利用价值。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的所述的一种传热型三层结构式复合竹制板，该传热型复合竹制板为竹木纤维板或竹炭板，竹木纤维板或竹炭板均包括竹制基板、发热层和竹制面板，竹木纤维的竹制基板、发热层和竹制面板均由竹木纤维坯料经预热压工艺注塑制成；竹炭板的竹制基板、发热层和竹制面板均由竹炭坯料经预热压工艺注塑制成；所述发热层设在竹制基板与竹制面板之间；所述发热层内设有供热器件；竹制基板、发热层和竹制面板经热压工艺制成复合竹制板，即制成复合的竹木纤维板或竹炭板；
所述发热层的制备方法包括如下步骤：
S1.将竹纤维或竹炭坯料加热至熔融状态保温；
S2.在熔融状态的竹木纤维胚料或竹炭胚料中加入重量比为0.1%~40％的石墨粉，并保温搅拌10min以上；
S3.在步骤S2制成的混合物中加入重量比为0.1%~20%的锌、0.1%~18%的铝矿粉，继续保温搅拌，待分散均匀后停止搅拌；
S4.将步骤S3制成的混合物注塑成形为发热层。
优选地，本实施例中，所述供热器件包括传热盘管，所述传热盘管采用预制长度0.1m~120m、直径0.1mm~20mm的金属管或者非金属管，并弯制成可嵌入到竹制基板与竹制面板之间的形状；其中，传热盘管采用能够承受流体压力0.001MPa~5.0MPa、品相连续的金属管或者非金属管。其他实施例中，所述供热器件包括电热丝等电热材料制成的发热元件。
优选地，所述供热器件上设有外部连接接口。采用传热盘管作为供热器件时，传热盘管通过外部连接接口连热泵。采用电热丝等发热元件作为供热器件时，发热元件通过外部连接接口连电源。
优选地，所述竹制基板、发热层、供热器件和竹制面板是按照由下至上的顺序送入模压机通过热压工艺模压成型制成复合竹制板。
优选地，所述竹制基板、发热层、供热器件和竹制面板模压成型时，竹制基板与发热层、发热层与供热器件以及供热器件与竹制面板之间进行粘结，可在粘结层加入助力传热材料，助力传热材料选自石墨粉、石墨烯、锌粉、铝粉、铝矿粉、氧化铝粉、钛金粉中的一种或几种。
优选地，所述热压工艺的工艺参数均为热压温度130℃~185℃、热压压力4MPa~5.5MPa、热压时间3min~8min。
优选地，所述预热压工艺的工艺参数均为预热压温度130℃~185℃、热压压力4MPa~5.5MPa、热压时间3min~8min。
实施例1，一种传热型三层结构式复合竹制板，包括竹木纤维基板、发热层和竹木纤维面板，所述发热层设在竹木纤维基板与竹木纤维面板之间，竹木纤维基板与竹木纤维面板由竹木纤维坯料经预热压工艺或者预注塑工艺制成；发热层由熔融状态的竹木纤维坯料加40％的石墨粉、0.1%的锌、0.1%的铝矿粉注塑成形；发热层上设有供热器件，供热器件包括相连接的传热盘管，传热盘管由金属材料制成；竹木纤维基板、发热层、供热器件和竹木纤维面板再经热压工艺制成复合竹纤维板；
预热压工艺、热压工艺的工艺参数为热压温度130℃、热压压力4MPa、热压时间3min。
实施例2，一种传热型三层结构式复合竹炭板，包括竹炭基板、发热层和竹炭面板，所述发热层设在竹炭基板与竹炭面板之间，竹炭基板与竹炭面板由竹炭坯料经预热压工艺或者预注塑工艺制成；发热层由熔融状态的竹炭坯料加0.1％的石墨粉、20%的锌、18%的铝矿粉注塑成形；发热层上设有供热器件，供热器件包括传热盘管，传热盘管由金属材料制成；竹炭基板、发热层、供热器件和竹炭面板再经热压工艺制成复合竹炭板；预热压工艺、热压工艺的工艺参数为热压温度185℃、热压压力5.5MPa、热压时间8min。
实施例3，一种传热型三层结构式复合竹炭板，包括竹炭基板、发热层和竹炭面板，所述发热层设在竹炭基板与竹炭面板之间，竹炭基板与竹炭面板由竹炭坯料经预热压工艺或者预注塑工艺制成；发热层由熔融状态的竹炭坯料加25％的石墨粉、5%的锌、10%的铝矿粉充分搅拌混合后注塑成形；发热层上设有供热器件，供热器件包括相连接的发热元件，所述发热元件由电热材料制成；竹炭基板、发热层、供热器件和竹炭面板再经热压工艺制成复合竹炭板；预热压工艺、热压工艺的工艺参数为热压温度160℃、热压压力5.0MPa、热压时间6min。
分别对实施例1、2、3所制同厚度的复合竹木纤维板、复合竹炭板、复合竹炭板进行传热性能测试，结果如表1所示；并设置同厚度的单层竹木纤维板、单层竹炭板作为对照例，单层竹木纤维的加工工艺同实施例1中竹木纤维坯料的加工工艺；单层竹炭板的加工工艺同实施例2中竹炭坯料的加工工艺。
表1本发明复合竹纤维板的传热性能测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE001
可以看出，实施例2的复合竹制板的导热性最好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种传热型三层结构式复合竹制板，其特征在于，包括竹制基板、发热层和竹制面板，竹制基板和竹制面板均由竹纤维或竹炭坯料经预热压工艺制成；所述发热层设在竹制基板与竹制面板之间；所述发热层内设有供热器件；竹制基板、发热层和竹制面板经热压工艺制成复合竹制板；
所述发热层的制备方法包括如下步骤：
S1.将竹纤维或竹炭坯料加热至熔融状态保温；
S2.在熔融状态的竹纤维或竹炭中加入重量比为0.1%~40％的石墨粉，并保温搅拌10min以上；
S3.在步骤S2制成的混合物中加入重量比为0.1%~20%的锌、0.1%~18%的铝矿粉，继续保温搅拌，待分散均匀后停止搅拌；
S4.将步骤S3制成的混合物注塑成形为发热层；
所述供热器件包括传热盘管，所述传热盘管采用预制长度0.1m~120m、直径0.1mm~20mm的金属管或者非金属管，并弯制成可嵌入到竹制基板与竹制面板之间的形状。
2.根据权利要求1所述的传热型三层结构式复合竹制板，其特征在于，所述供热器件包括发热元件，所述发热元件由电热材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的传热型三层结构式复合竹制板，其特征在于，所述供热器件上设有外部连接接口。
4.根据权利要求3所述的传热型三层结构式复合竹制板，其特征在于，所述竹制基板、发热层、供热器件和竹制面板是按照由下至上的顺序送入模压机通过热压工艺模压成型制成复合竹制板。
5.根据权利要求4所述的传热型三层结构式复合竹制板，其特征在于，所述竹制基板、发热层、供热器件和竹制面板模压粘结成型时，粘结层加入助力传热材料，助力传热材料选自石墨、石墨烯、锌粉、铝粉、铝矿粉、氧化铝粉、钛金粉中的一种或几种。
6.根据权利要求1或4或5所述的传热型三层结构式复合竹制板，其特征在于，所述热压工艺的工艺参数为热压温度130℃~185℃、热压压力4MPa~5.5MPa、热压时间3min~8min。
7.根据权利要求6所述的传热型三层结构式复合竹制板，其特征在于，所述预热压工艺的工艺参数为热压温度130℃~185℃、热压压力4MPa~5.5MPa、热压时间3min~8min。
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