CN113863601A - 一种保温发热岩板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种保温发热岩板及其制备方法，涉及保温发热材料领域，保温发热岩板包括基材岩板、电极、发热层以及保温层；基材岩板、发热层以及保温层依次连接，且基材岩板与发热层之间设置有电极；本发明将含有的PU‑醇胺官能团能作为锚定基团对磷片碳系纳米粉具有助排列作用，与配方中的、石墨烯以及导电碳系纳米粉协同作用，有助于提高发热层的发热性能以及在岩板上发热的均匀性，然后将有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物作为保温层的制备原料，赋予岩板显著的保温性能。另外，本发明的保温发热岩板一体成型，无需使用胶黏剂，不仅具有更环保健康的优点，还具有轻薄，便于加工制作，易运输，适用范围广的显著性进步。
Description
技术领域
本发明涉及保温发热材料领域，具体而言，涉及一种保温发热岩板及其制备方法。
背景技术
岩板是一种新型的装饰材料，属于建材品类。与传统瓷砖相比，它具有超轻、超薄、极高硬度、耐高温、抗污、耐腐蚀等特点。而保温发热岩板是在保持原有特性的基础上赋予它电发热功能，将其从装饰材料向应用材料领域转变，同时具备对墙体绝热保温，特别适合寒冷地带室内制暖保温，其应用前景十分可观。
目前，电热瓷砖大多数是传统瓷砖与发热组件、保温隔热板通过某种方式贴合而成，为了发热组件与瓷砖间更好地传导热量，通常会在两种组件间填充大量胶粘剂，导致在后续发热取暖时胶粘剂遇热释放大量有毒有气味气体，环保性差，严重影响家居健康。过厚的保温隔热板也会使整个电热瓷砖显得臃肿、笨重、难以运输和施工，只能制作小面积发热板，除了应用于地面取暖，其他场景难以操作，限制了其应用范围。
综上，在制备保温发热岩板领域，仍然存在亟待解决的上述问题。
发明内容
基于此，为了解决现有技术发热保温材料环保性能差、发热保温性能差、运输和施工困难，应用受到限制的问题，本发明提供了一种保温发热岩板及其制备方法，具体技术方案如下：
一种保温发热岩板，所述保温发热岩板包括基材岩板、电极、发热层以及保温层，所述基材岩板、所述发热层以及所述保温层依次连接，且所述基材岩板与所述发热层之间设置有所述电极；其中，所述发热层的制备原料包括改性聚氨酯树脂，所述保温层的制备原料包括有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物，所述改性聚氨酯树脂的分子结构式如下：
在所述改性聚氨酯树脂的分子结构式中，R为脂肪族或芳香族聚氨酯残基，A-B-A嵌段共聚物，所述改性聚氨酯树脂的分子结构式的两端均为PU-醇胺官能团，x=1~100整数；
所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物的分子式如下：
在所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物的分子式中，R为脂肪族或芳香族聚氨酯残基，x=1~100整数、y=1~100整数、z=1~100整数，y:z=1~4:1。
另外，本发明还提供一种保温发热岩板的制备方法，包括以下步骤：
将基材岩板进行清洗、烘干后，将电极贴于所述基材岩板的一面；
将聚乙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯加入反应容器中，在氮气保护下搅拌反应，升温至60~120℃，反应1~4h，然后加入第一催化剂和二乙醇胺再反应2~8h，降温出料，得到改性聚氨酯树脂，备用；
将所述改性聚氨酯树脂、石墨烯、导电碳系纳米粉、分散剂、消泡剂、流平剂、去离子水添加至搅拌釜中，以300r/min高速搅拌1~4h，得粗石墨烯浆料；
将所述粗石墨烯浆料在压力条件下输入卧式砂磨机釜腔内，经研磨确保浆料细度在5μm~10µm范围内，出料后得到水性石墨烯电热浆料；
将所述水性石墨烯电热浆料均匀涂布于贴有所述电极的基材岩板的一面，然后经过烘干处理，得到发热层；
将含氢硅油、端羟基烯丙基聚醚添加至反应容器中，在氮气保护下搅拌升温至40℃~130℃，然后加入第二催化剂反应2h~6h，降温至0~25℃，继续滴加异佛尔酮二异氰酸酯-乙酸丁酯溶液，加入第三催化剂，缓慢升温至60℃~100℃，反应2h~4h，得到有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物，备用；
将所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物、固化剂、催干剂以及去离子水添加至搅拌缸中，开启搅拌，并以200r/min转速自发泡5min~10min，得到发泡混合料；
将所述发泡混合料刮涂于所述发热层上，然后放置于80℃~120℃的条件下进行成膜和泡沫封闭反应，得到保温发热岩板。
进一步地，所述聚乙二醇的聚合度为200、400、600、800、1000、2000中的一种或两种的混合物或多种混合物。
进一步地，所述异佛尔酮二异氰酸酯为IPDI、TDI、HDI、MDI、HMDI中的一种或两种的混合物。
进一步地，所述第一催化剂为有机铋、有机锡、辛酸亚锡中的一种或两种的混合物。
进一步地，按照质量百分比，所述粗石墨烯浆料的制备原料添加量如下：改性聚氨酯树脂20%~60%，石墨烯1%~15%，导电碳系纳米粉1%~40%，分散剂1%~10%，消泡剂0.1%~5%，流平剂0.1%~5%，去离子水10%~50%。
进一步地，所述烘干处理的温度为80℃-120℃，所述烘干处理的时间为5min-60min。
进一步地，所述发泡混合料刮涂的厚度为50μm-1000μm。
进一步地，泡沫封闭反应的时间为20min-60min。
进一步地，所述固化剂为HDI三聚体、IPDI三聚体、封闭性水性聚氨酯中的一种或多种的混合物。
上述方案中改性聚氨酯树脂作为发热层的制备原料，其含有的PU-醇胺官能团能作为锚定基团对磷片碳系纳米粉具有助排列作用，对球形碳系纳米粉具有强分散作用，与配方中的、石墨烯以及导电碳系纳米粉协同作用，有助于提高发热层的发热性能以及在岩板上发热的均匀性，然后将有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物作为保温层的制备原料，有机硅结构为树脂提供耐温特性，聚醚-有机硅链段在水体系中极易起泡，在固化成膜时起发泡剂作用功能，受热后自膨胀闭孔，阻隔与外界的热交换，进而降低热量散失，赋予岩板显著的保温性能。另外，本发明的保温发热岩板一体成型，无需使用胶黏剂，不仅具有更环保健康的优点，还具有轻薄，便于加工制作，易运输，适用范围广的显著性进步。
附图说明
图1是本发明实施例1中一种保温发热岩板的结构示意图一；
图2是本发明实施例1中一种保温发热岩板的结构示意图二；
图3是本发明实施例1中一种保温发热岩板的制备流程示意图。
附图标记：
1、基材岩板；2、电极；3、发热层；4、保温层。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“ 及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例中的一种保温发热岩板，所述保温发热岩板包括基材岩板1、电极2、发热层3以及保温层4，所述基材岩板1、所述发热层3以及所述保温层4依次连接，所述基材岩板1与所述发热层3之间设置有所述电极2；其中，所述发热层3的制备原料包括改性聚氨酯树脂，所述保温层4的制备原料包括有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物，所述改性聚氨酯树脂的分子结构式如下：
在所述改性聚氨酯树脂的分子结构式中，R为脂肪族或芳香族聚氨酯残基，A-B-A嵌段共聚物，所述改性聚氨酯树脂的分子结构式的两端均为PU-醇胺官能团，x=1~100整数；
所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物的分子式如下：
在所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物的分子式中，R为脂肪族或芳香族聚氨酯残基，x=1~100整数、y=1~100整数、z=1~100整数，y:z=1~4:1。
在其中一个实施例中，本发明还提供一种保温发热岩板的制备方法，包括以下步骤：
将基材岩板1进行清洗、烘干后，将电极2贴于所述基材岩板1的一面；
将聚乙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯加入反应容器中，在氮气保护下搅拌反应，升温至60~120℃，反应1~4h；然后加入第一催化剂和二乙醇胺再反应2~8h，降温出料，得到改性聚氨酯树脂，备用；
将所述改性聚氨酯树脂、石墨烯、导电碳系纳米粉、分散剂、消泡剂、流平剂、去离子水添加至搅拌釜中，以300r/min高速搅拌1~4h，得粗石墨烯浆料；
将所述粗石墨烯浆料在压力条件下输入卧式砂磨机釜腔内，经研磨确保浆料细度在5μm~10µm范围内，出料后得到水性石墨烯电热浆料；
将所述水性石墨烯电热浆料均匀涂布于贴有所述电极的基材岩板的一面，然后经过烘干处理，得到发热层3；
将含氢硅油、端羟基烯丙基聚醚添加至反应容器中，在氮气保护下搅拌升温至40℃~130℃，然后加入第二催化剂反应2h~6h，降温至0~25℃，继续滴加异佛尔酮二异氰酸酯-乙酸丁酯溶液，加入第三催化剂，缓慢升温至60℃~100℃，反应2h~4h，得到有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物，备用；
将所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物、固化剂、催干剂以及去离子水添加至搅拌缸中，开启搅拌，并以200r/min转速自发泡5min~10min，得到发泡混合料；
将所述发泡混合料刮涂于所述发热层3上，然后放置于80℃~120℃的条件下进行成膜和泡沫封闭反应，在所述发热层3的一侧形成保温层4，得到保温发热岩板。
在其中一个实施例中，所述聚乙二醇的聚合度为200、400、600、800、1000、2000中的一种或两种的混合物或多种混合物。
在其中一个实施例中，所述异佛尔酮二异氰酸酯为IPDI、TDI、HDI、MDI、HMDI中的一种或两种的混合物。
在其中一个实施例中，所述第一催化剂为有机铋、有机锡、辛酸亚锡中的一种或两种的混合物。
在其中一个实施例中，按照质量百分比，所述第一催化剂的添加量占改性聚氨酯树脂总添加原料的0.03%-1.0%。
在其中一个实施例中，按照摩尔比，所述聚乙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二乙醇胺的比例为：1-1.4:2:1-1.3。
在其中一个实施例中，按照质量百分比，所述粗石墨烯浆料的制备原料添加量如下：改性聚氨酯树脂20%~60%，石墨烯1%~15%，导电碳系纳米粉1%~40%，分散剂1%~10%，消泡剂0.1%~5%，流平剂0.1%~5%，去离子水10%~50%。
在其中一个实施例中，所述石墨烯为单层石墨烯、多层石墨烯、氧化石墨烯中的一种。
在其中一个实施例中，所述导电碳系纳米粉为纳米碳管、纳米碳粉、纳米石墨中的一种或多种的混合物。
在其中一个实施例中，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种。
在其中一个实施例中，消泡剂为有机硅类消泡剂、聚烯烃消泡剂、含氟消泡剂中的一种或两种的混合物。
在其中一个实施例中，所述流平剂为丙烯酸类流平剂、聚酯流平剂、聚酰胺蜡流平剂中的一种或两种的混合物。
在其中一个实施例中，所述烘干处理的温度为80℃-120℃，所述烘干处理的时间为5min-60min。
在其中一个实施例中，所述发泡混合料刮涂的厚度为50μm-1000μm。
在其中一个实施例中，泡沫封闭反应的时间为20min-60min。
在其中一个实施例中，按照摩尔比，所述含氢硅油中含有的-SiH官能团、所述端羟基烯丙基聚醚中含有的-C=CH2官能团以及所述异佛尔酮二异氰酸酯-乙酸丁酯溶液含有的-NCO官能团的比例为1:1-1.4:0.4-0.6。
在其中一个实施例中，按照质量百分比，所述第二催化剂的添加量占所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物制备原料的0.001%-1%。
在其中一个实施例中，按照质量百分比，所述第三催化剂的添加量占所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物制备原料的0.001%-1%。
在其中一个实施例中，所述含氢硅油为含氢量0.05~0.2%的单端含氢硅油或双端含氢硅油。
在其中一个实施例中，所述端羟基烯丙基聚醚为分子量为500~2000。
在其中一个实施例中，所述端羟基烯丙基聚醚中的基团比例为：（-CH2CH2O-）：（-CH2CH2CH2O-）=1~8:1。
在其中一个实施例中，所述第二催化剂为氯铂酸、螯合铂络合物、硒醚类化合物中的一种。
在其中一个实施例中，所述第三催化剂为有机锡、有机铋、辛酸亚锡中的一种或两种混合的混合物。
在其中一个实施例中，在制备发泡混合料的过程中，按照质量百分比，所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物、固化剂、催干剂以及去离子水的添加量比例为：30%-70%：5%-25%：0.3%-1%：5%-60%。
在其中一个实施例中，所述固化剂为HDI三聚体、IPDI三聚体、封闭性水性聚氨酯中的一种或多种的混合物。
在其中一个实施例中，所述催干剂为有机锡、有机铋中的一种。
上述方案中改性聚氨酯树脂作为发热层的制备原料，其含有的PU-醇胺官能团能作为锚定基团对磷片碳系纳米粉具有助排列作用，对球形碳系纳米粉具有强分散作用，与配方中的石墨烯以及导电碳系纳米粉协同作用，有助于提高发热层的发热性能以及在岩板上发热的均匀性，然后将有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物作为保温层的制备原料，有机硅结构为树脂提供耐温特性，聚醚-有机硅链段在水体系中极易起泡，在固化成膜时起发泡剂作用功能，受热后自膨胀闭孔，阻隔与外界的热交换，进而降低热量散失，赋予岩板显著的保温性能。另外，本发明的保温发热岩板一体成型，无需使用胶黏剂，不仅具有更环保健康的优点，还具有轻薄，便于加工制作，易运输，适用范围广的显著性进步。
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。
实施例1：
一种保温发热岩板的制备方法，包括以下步骤：
将厚度为3mm、大小1200x2400mm规格的基材岩板1进行清洗，经传送设备运至烘道干燥，再传送至全自动丝网印刷机贴上电极2；
将20kg聚合度为400的聚乙二醇、22.2kg异佛尔酮二异氰酸酯加入反应容器中，在氮气保护下搅拌反应，升温至90℃，反应3h；然后降温至60℃，继续加入25g辛酸亚锡和10.5kg二乙醇胺再反应4h，降温出料，得到改性聚氨酯树脂，备用；
将40kg改性聚氨酯树脂、2kg氧化石墨烯、2kg纳米碳管、6kg聚乙烯吡咯烷酮、100g聚烯烃消泡剂、80g丙烯酸类流平剂、20kg去离子水添加至搅拌釜中，以300r/min高速搅拌2h，得粗石墨烯浆料；
将粗石墨烯浆料在压力条件下输入卧式砂磨机釜腔内，经研磨取料测试浆料细度在5μm~10µm范围内，出料后制得水性石墨烯电热浆料；
将制得的水性石墨烯电热浆料按100µm厚度通过涂布设备均匀涂在布有电极的岩板一面，在100℃的条件下烘干处理20min，得到发热层3；
将25kg含氢量0.15%含氢硅油、18.75kg分子量为500的端羟基烯丙基聚醚添加至反应容器中，在氮气保护下搅拌升温至75℃，加入2g氯铂酸催化剂反应4h；再将反应液降温至10℃，滴加11.7kg、50%HDI乙酸丁酯溶液，加入3g异辛酸铋，缓慢升温至100℃，反应2h，得有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物，备用；
将50kg所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物、2kgHDI三聚体固化剂、40kg去离子水添加至搅拌缸中开起搅拌，以200r/min转速自发泡5min，得到发泡混合料；
然后将发泡混合料刮涂于所述发热层3上，刮涂厚度为200µm，然后放入120℃的烘箱中进行成膜和泡沫封闭20min，在所述发热层3的一侧形成保温层4，得到保温发热岩板。
实施例2：
一种保温发热岩板的制备方法，包括以下步骤：
将厚度为3mm、大小1200x2400mm规格的基材岩板1进行清洗，经传送设备运至烘道干燥，再传送至全自动丝网印刷机贴上电极2；
将20kg聚合度为800的聚乙二醇、22.2kg异佛尔酮二异氰酸酯加入反应容器中，在氮气保护下搅拌反应，升温至100℃，反应4h；然后降温至60℃，继续加入25g有机铋和10.5kg二乙醇胺再反应4h，降温出料，得到改性聚氨酯树脂，备用；
将40kg改性聚氨酯树脂、2kg氧化石墨烯、2kg纳米碳管、6kg脂肪醇聚氧乙烯醚、100g有机硅类消泡剂、80g聚酯流平剂、20kg去离子水添加至搅拌釜中，以300r/min高速搅拌2h，得粗石墨烯浆料；
将粗石墨烯浆料在压力条件下输入卧式砂磨机釜腔内，经研磨取料测试浆料细度在5μm~10µm范围内，出料后制得水性石墨烯电热浆料；
将制得的水性石墨烯电热浆料按100µm厚度通过涂布设备均匀涂在布有电极的岩板一面，在110℃的条件下烘干处理15min，得到发热层3；
将25kg含氢量0.15%含氢硅油、18.75kg分子量为500的端羟基烯丙基聚醚添加至反应容器中，在氮气保护下搅拌升温至80℃，加入2g氯铂酸反应4h；再将反应液降温至10℃，滴加11.7kg、50%HDI乙酸丁酯溶液，加入3g异辛酸铋，缓慢升温至100℃，反应3h，得有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物，备用；
将50kg所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物、2kgHDI三聚体固化剂、40kg去离子水添加至搅拌缸中开起搅拌，以200r/min转速自发泡5min，得到发泡混合料；
然后将发泡混合料刮涂于所述发热层3上，刮涂厚度为200µm，然后放入100℃的烘箱中进行成膜和泡沫封闭20min，在所述发热层3的一侧形成保温层4，得到保温发热岩板。
实施例3：
一种保温发热岩板的制备方法，包括以下步骤：
将厚度为3mm、大小1200x2400mm规格的基材岩板1进行清洗，经传送设备运至烘道干燥，再传送至全自动丝网印刷机贴上电极2；
将20kg聚合度为600的聚乙二醇、22.2kg异佛尔酮二异氰酸酯加入反应容器中，在氮气保护下搅拌反应，升温至100℃，反应2h；然后降温至65℃，继续加入25g辛酸亚锡和10.5kg二乙醇胺再反应5h，降温出料，得到改性聚氨酯树脂，备用；
将40kg改性聚氨酯树脂、2kg氧化石墨烯、2kg纳米碳管、6kg聚乙烯吡咯烷酮、100g聚烯烃消泡剂、80g聚酯流平剂、20kg去离子水添加至搅拌釜中，以300r/min高速搅拌2h，得粗石墨烯浆料；
将粗石墨烯浆料在压力条件下输入卧式砂磨机釜腔内，经研磨取料测试浆料细度在5μm~10µm范围内，出料后制得水性石墨烯电热浆料；
将制得的水性石墨烯电热浆料按100µm厚度通过涂布设备均匀涂在布有电极的岩板一面，在100℃的条件下烘干处理20min，得到发热层3；
将25kg含氢量0.15%含氢硅油、18.75kg分子量为500的端羟基烯丙基聚醚添加至反应容器中，在氮气保护下搅拌升温至75℃，加入2g氯铂酸催化剂反应4h；再将反应液降温至10℃，滴加11.7kg、50%HDI乙酸丁酯溶液，加入3g异辛酸铋，缓慢升温至100℃，反应2h，得有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物，备用；
将50kg所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物、2kgHDI三聚体固化剂、40kg去离子水添加至搅拌缸中开起搅拌，以200r/min转速自发泡5min，得到发泡混合料；
然后将发泡混合料刮涂于所述发热层3上，刮涂厚度为200µm，然后放入100℃的烘箱中进行成膜和泡沫封闭20min，在所述发热层3的一侧形成保温层4，得到保温发热岩板。
对比例1：
与实施例1的区别仅在于：采用常规的聚氨酯树脂材料（即未经过本申请的改性）制备水性石墨烯电热浆料，其它与实施例1相同。
对比例2：
与实施例1的区别仅在于：在制备水性石墨烯电热浆料时，未加入改性聚氨酯树脂，其它与实施例1相同。
对比例3：
与实施例1的区别仅在于：在制备保温发热岩板的过程中，未涂布水性石墨烯电热浆料（即未设置发热层3），其它与实施例2相同。
对比例4：
与实施例1的区别仅在于：在制备保温发热岩板的过程中，未刮涂发泡混合料（即未设置保温层4），其它与实施例1相同。
对比例5：
与实施例1的区别仅在于：在制备发泡混合料的过程中，采用常规的聚氨酯树脂替换所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物，其它与实施例1相同。
对实施例1-3中制备的水性石墨烯电热浆料以及对比例1-2制备的水性石墨烯电热浆料进行相关性能测试，结果如下表1所示。
表1：
由表1的数据分析可知，本申请中在制备水性石墨烯电热浆料的过程中，分子结构两端含有PU-醇胺基作为锚定基团对磷片碳系纳米粉具有助排列作用，对球形碳系纳米粉具有强分散作用，且不发生沉降作用，导电成分的优异排列，有助于高导电、低电阻，获得更显著的发热效果。
对实施例1-3制备的保温发热岩板以及对比例1-5制备的保温发热岩板进行相关性能测试，结果如下表2所示。
表2：
由表2的数据分析可知，本发明中的发热层有助于获得优异的导热效果，与传统的保温材料相比，本发明中无需通过釉烧，将发热层和保温层直接与基材岩板一体成型，省去了传统基材岩板各组件间需用到胶粘剂的工序，在使用过程中，不仅不会产生老化变脆，脱胶情况，还具有无毒气体释放，家居环境环保健康的优点。另外，通过发热层以及保温层一体成型的保温发热岩板，具有更轻薄，容易运输与安装的优点，减少施工过程中各功能层松动、脱胶、开裂等易损坏情况，间接地提高了安装的成品率。
另外，图1是本发明实施例1中一种保温发热岩板的结构示意图一，图2是本发明实施例1中一种保温发热岩板的结构示意图二，从图1以及图2中可以看出本发明制备的保温发热岩板是基材岩板、发热层以及保温层一体成型的，基材岩板的安装电极2的一面为平整面，也可以设置有凹槽，将电极2贴与凹槽内。图3是本发明实施例1中一种保温发热岩板的制备方法流程示意图，需要说明的是制备流程中的文字描述与权利要求中的文字描述有差别，但是要表达和保护的范围是一致的，其中，岩板背面布电路（即在基材岩板的一面贴电极），助排列的特殊改性聚氨酯树脂合成（即制备改性聚氨酯树脂），自发泡聚氨酯耐温树脂合成（即制备有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物），制备受热自膨胀闭孔泡面隔热层（即形成保温层4），从图3的制备流程示意图可知本申请中的工艺流程简单，各步骤可控性强，容易产业化。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种保温发热岩板，其特征在于，所述保温发热岩板包括基材岩板、电极、发热层以及保温层，所述基材岩板、所述发热层以及所述保温层依次连接，且所述基材岩板与所述发热层之间设置有所述电极；其中，所述发热层的制备原料包括改性聚氨酯树脂，所述保温层的制备原料包括有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物，所述改性聚氨酯树脂的分子结构式如下：
在所述改性聚氨酯树脂的分子结构式中，R为脂肪族或芳香族聚氨酯残基，x=1~100整数；
所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物的分子式如下：
在所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物的分子式中，R为脂肪族或芳香族聚氨酯残基，x=1~100整数、y=1~100整数、z=1~100整数，y:z=1~4:1。
2.一种如权利要求1所述的保温发热岩板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将基材岩板进行清洗、烘干后，将电极贴于所述基材岩板的一面；
将聚乙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯加入反应容器中，在氮气保护下搅拌反应，升温至60~120℃，反应1~4h，然后加入第一催化剂和二乙醇胺再反应2~8h，降温出料，得到改性聚氨酯树脂，备用；
按配比将所述改性聚氨酯树脂、石墨烯、导电碳系纳米粉、分散剂、消泡剂、流平剂、去离子水添加至搅拌釜中，以300r/min高速搅拌1~4h，得粗石墨烯浆料；
将所述粗石墨烯浆料在压力条件下输入卧式砂磨机釜腔内，经研磨确保浆料细度在5μm~10µm范围内，出料后得到水性石墨烯电热浆料；
将所述水性石墨烯电热浆料均匀涂布于贴有所述电极的基材岩板的一面，然后经过烘干处理，得到发热层；
将含氢硅油、端羟基烯丙基聚醚添加至反应容器中，在氮气保护下搅拌升温至40℃~130℃，然后加入第二催化剂反应2h~6h，降温至0~25℃，继续滴加异佛尔酮二异氰酸酯-乙酸丁酯溶液，加入第三催化剂，缓慢升温至60℃~100℃，反应2h~4h，得到有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物，备用；
将所述有机硅聚醚改性聚氨酯聚合物、固化剂、催干剂以及去离子水添加至搅拌缸中，开启搅拌，并以200r/min转速自发泡5min~10min，得到发泡混合料；
将所述发泡混合料刮涂于所述发热层上，然后放置于80℃~120℃的条件下进行成膜和泡沫封闭反应，得到保温发热岩板。
3.根据权利要求2所述的保温发热岩板的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的聚合度为200、400、600、800、1000、2000中的一种或两种的混合物或多种混合物。
4.根据权利要求2所述的保温发热岩板的制备方法，其特征在于，所述异佛尔酮二异氰酸酯为IPDI、TDI、HDI、MDI、HMDI中的一种或两种的混合物。
5.根据权利要求2所述的保温发热岩板的制备方法，其特征在于，所述第一催化剂为有机铋、有机锡、辛酸亚锡中的一种或两种的混合物。
6.根据权利要求2所述的保温发热岩板的制备方法，其特征在于，按照质量百分比，所述粗石墨烯浆料的制备原料添加量如下：改性聚氨酯树脂20%~60%，石墨烯1%~15%，导电碳系纳米粉1%~40%，分散剂1%~10%，消泡剂0.1%~5%，流平剂0.1%~5%，去离子水10%~50%。
7.根据权利要求2所述的保温发热岩板的制备方法，其特征在于，所述烘干处理的温度为80℃-120℃，所述烘干处理的时间为5min-60min。
8.根据权利要求2所述的保温发热岩板的制备方法，其特征在于，所述发泡混合料刮涂的厚度为50μm-1000μm。
9.根据权利要求2所述的保温发热岩板的制备方法，其特征在于，泡沫封闭反应的时间为20min-60min。
10.根据权利要求2所述的保温发热岩板的制备方法，其特征在于，所述固化剂为HDI三聚体、IPDI三聚体、封闭性水性聚氨酯中的一种或多种的混合物。
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