CN116394614A - 一种预制装配干式地暖模块 - Google Patents

一种预制装配干式地暖模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及装配式建筑技术领域，提出了一种预制装配干式地暖模块，包括保温层和设置在所述保温层上的均热层，所述保温层包括EPP板和设置在所述EPP板内的注塑支撑件，所述EPP板包括以下重量份的组分：聚丙烯90‑96份，阻燃剂2‑8份，炭黑0.5‑2份，色母0.5‑1份。所述注塑支撑件包括以下重量份的组分：尼龙63‑67份，改性玻璃纤维20‑25份，阻燃剂11‑15份，其他助剂1‑3份，所述均热层的材料为铝箔，通过上述技术方案，解决了相关技术中的干式地暖模块保温层力学性能差的问题。

Description

一种预制装配干式地暖模块
技术领域
本发明涉及装配式建筑技术领域，具体的，涉及一种预制装配干式地暖模块。
背景技术
随着经济水平的不断提升，人们对生活方式的舒适性、环保性、便捷性提出了更高要求。地暖采暖效果的好坏，直接影响了人们的生活质量，因此，推动着地暖行业的不断创新发展，从传统的湿式地暖，发展到现在的干式地暖。干式地暖是不需要回填水泥的地暖结构方式，直接采用预制沟槽保温模块干法铺设而成。相比于传统的湿式地暖，干式地暖具有施工便捷、重量轻、房间升温快、占用空间小等优点，尤其适用于房屋的建筑采暖改造。
但是现有的干式地暖模块的保温层一般是聚苯乙烯泡沫板，是以聚苯乙烯树脂为原料经发泡而成，该保温层不仅具有良好的保温性能，还具有良好的防潮性。但是，由聚苯乙烯泡沫板制成的保温层力学性能差、VOC释放量超标、隔声等级低等，影响了其使用效果并对人体健康造成损伤。
发明内容
本发明提出一种预制装配干式地暖模块，解决了相关技术中的干式地暖模块保温层力学性能差等问题。
本发明的技术方案如下：
一种预制装配干式地暖模块，包括保温层和设置在所述保温层上的均热层，所述保温层包括EPP板和设置在所述EPP板内的注塑支撑件，所述EPP板包括以下重量份的组分：
聚丙烯90-96份，阻燃剂2-8份，炭黑0.5-2份，色母0.5-1份。
作为进一步的技术方案，所述注塑支撑件包括以下重量份的组分：
尼龙63-67份，改性玻璃纤维20-25份，阻燃剂11-15份，其他助剂1-3份。
作为进一步的技术方案，所述均热层的材料为铝箔。
作为进一步的技术方案，所述EPP板中阻燃剂和所述注塑支撑件中阻燃剂各自独立地选自磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、铝镁系阻燃剂中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述磷系阻燃剂为红磷、次磷酸铝、聚磷酸铵、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述氮系阻燃剂为双氰胺、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述硅系阻燃剂为蒙脱土、滑石粉、硅油、硅树脂、硅橡胶中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述铝镁系阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述其他助剂为抗氧剂、润滑剂、增塑剂中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂1330、抗氧剂168中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸甘油酯中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述增塑剂为磷酸三丁酯、邻苯二甲酸酯中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述改性玻璃纤维包括以下重量份的组分：玻璃纤维10份，硅烷偶联剂1-2份，芥酸酰胺0.3-1份。
作为进一步的技术方案，所述硅烷偶联剂与芥酸酰胺的质量比为2：1。
作为进一步的技术方案，所述硅烷偶联剂为KH792。
作为进一步的技术方案，所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：将玻璃纤维与硅烷偶联剂溶液混合搅拌后，过滤洗涤得到硅烷偶联剂改性玻璃纤维，再将硅烷偶联剂改性玻璃纤维浸在芥酸酰胺溶液中进行改性，得到改性玻璃纤维。
作为进一步的技术方案，所述硅烷偶联剂溶液的质量分数为1.5％，溶剂为水；
所述芥酸酰胺溶液的质量分数为2％，溶剂为乙醇。
本发明还提出了所述预制装配干式地暖模块的制备方法，包括以下步骤：
A、制备注塑支撑件：将尼龙、改性玻璃纤维、阻燃剂和其他助剂共混后，挤出造粒，注塑成型，得到注塑支撑件；
B、一次成型：将注塑支撑件放在EPP成型模具中，注入聚丙烯、阻燃剂、炭黑、色母，高温高压成型，得到保温层；
C、制备均热层：将铝箔固定到EPP板表面形成均热层，得到预制装配干式地暖模块。
本发明还提出了所述预制装配干式地暖模块的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备EPP板：将聚丙烯、阻燃剂、炭黑、色母混合均匀后挤出造粒，得到的微粒在超临界流体作用下进行发泡、成型，得到EPP板；
S2、制备注塑支撑件：将尼龙、改性玻璃纤维、阻燃剂和其他助剂共混后，挤出造粒，注塑成型，得到注塑支撑件；
S3、二次装配：将注塑支撑件挤压进EPP板预留孔内，使注塑支撑件和EPP板贴合，形成保温层；
S4、制备均热层：将铝箔固定到EPP板表面形成均热层，得到预制装配干式地暖模块。
作为进一步的技术方案，所述步骤S1中，挤出造粒温度为190-220℃，挤出机转速为600rpm，切粒机转速为40rpm，微粒熔点为142℃，发泡温度为144.5℃，发泡压力为2.5MPa，成型压力为3.0kPa，成型周期为200s。
作为进一步的技术方案，所述步骤S2中，挤出造粒温度为200-230℃，转速为150rpm，切粒机转速为40rpm，注塑成型温度为240℃。
本发明中，保温层的制备可以是一次成型，也可以是二次成型，一次成型是先将注塑支撑件放在EPP成型模具内，然后注入EPP板原料，在模具内经过高温高压一次成型并送入烘房定性，使EPP颗粒和注塑件粘合到一起。二次成型是分别生产出注塑支撑件和EPP板，EPP板上有预留孔，将注塑支撑件用压板机挤压进EPP板预留孔内，使注塑支撑件和EPP板通过过盈配合贴合到一起。
地暖安装时，先铺设本发明的地暖模块，然后将地暖管嵌入地暖模块的预制凹槽内，之后在地暖模块上面覆盖一层纤维水泥板，即地暖安装工序完成铺设，不需要填筑混凝土层，施工便捷。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中，保温层包括EPP板，EPP板以聚丙烯为原料，加入阻燃剂和炭黑，不仅提高了保温层的冲击强度和压缩强度，还显著提高了保温层的阻燃性，同时，在EPP板内还设置注塑支撑件，进一步提高了保温层的冲击强度和压缩强度，解决了相关技术中的干式地暖模块保温层力学性能差的问题。
2、本发明中，注塑支撑件的材料中加入改性玻璃纤维，改性玻璃纤维在尼龙基体中分布均匀，显著提高了注塑支撑件的冲击强度，从而进一步提高了保温层的力学性能。
3、本发明中，经过硅烷偶联剂和芥酸酰胺改性后，得到的改性玻璃纤维在尼龙中更好的分散，从而促进了玻璃纤维在尼龙基体中功效的发挥，进而提高了注塑支撑件的冲击强度。
4、本发明中，改性玻璃纤维的制备方法中，先用硅烷偶联剂对玻璃纤维改性，再用芥酸酰胺改性，不仅提高了玻璃纤维在尼龙基体中的分散均匀性，还提高了玻璃纤维与尼龙基体的结合力，从而提高了注塑支撑件的冲击强度和压缩强度，进一步提高了保温层的力学性能。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
一种预制装配干式地暖模块，包括保温层和设置在保温层上的均热层，保温层包括EPP板和设置在EPP板内的注塑支撑件，
EPP板包括以下重量份的组分：聚丙烯90份，三聚氰胺8份，炭黑1.5份，色母0.5份；
注塑支撑件包括以下重量份的组分：尼龙63份，改性玻璃纤维25份，聚磷酸铵11份，抗氧剂1098 1份；其中改性玻璃纤维的制备方法为：将1g硅烷偶联剂KH792加入水中，配成质量浓度为1.5％的硅烷偶联剂水溶液；将0.3g芥酸酰胺溶于乙醇中，配成质量浓度为2％的芥酸酰胺溶液；将10g玻璃纤维与硅烷偶联剂溶液混合后，在60℃搅拌2h，过滤，用乙醇洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性玻璃纤维，然后将硅烷偶联剂改性玻璃纤维浸在芥酸酰胺溶液中，在室温、0.5MPa下处理2h后取出，干燥，得到改性玻璃纤维；
均热层的材料为铝箔。
预制装配干式地暖模块的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备EPP板：将聚丙烯、三聚氰胺、炭黑混合均匀后通过挤出机挤出造粒，挤出造粒温度为200℃，挤出机转速为600rpm，切粒机转速为40rpm，得到长1.8mm，重0.9mg的微粒，微粒熔点为142℃，然后将得到的微粒加入反应釜中，通入超临界二氧化碳，在144.5℃、2.5MPa下发泡，然后再送入成型机模具中，在3.0kPa压力下成型，成型周期为200s，得到EPP板；
S2、制备注塑支撑件：将尼龙、改性玻璃纤维、聚磷酸铵和抗氧剂1098共混后，挤出造粒，挤出造粒温度为230℃，挤出机转速为150rpm，切粒机转速为40rpm，得到的微粒在240℃下注塑成型，得到注塑支撑件；
S3、二次装配：将注塑支撑件挤压进EPP板预留孔内，使注塑支撑件和EPP板贴合，形成保温层；
S4、制备均热层：将铝箔用螺丝钉固定到EPP板表面形成均热层，得到预制装配干式地暖模块。
实施例2
一种预制装配干式地暖模块，包括保温层和设置在保温层上的均热层，保温层包括EPP板和设置在EPP板内的注塑支撑件，
EPP板包括以下重量份的组分：聚丙烯90份，三聚氰胺8份，炭黑1.5份，色母0.5份；
注塑支撑件包括以下重量份的组分：尼龙63份，改性玻璃纤维25份，聚磷酸铵11份，抗氧剂1098 1份；其中改性玻璃纤维的制备方法为：将1g硅烷偶联剂KH792加入水中，配成质量浓度为1.5％的硅烷偶联剂水溶液；将0.5g芥酸酰胺溶于乙醇中，配成质量浓度为2％的芥酸酰胺溶液；将10g玻璃纤维与硅烷偶联剂溶液混合后，在60℃搅拌2h，过滤，用乙醇洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性玻璃纤维，然后将硅烷偶联剂改性玻璃纤维浸在芥酸酰胺溶液中，在室温、0.5MPa下处理2h后取出，干燥，得到改性玻璃纤维；
均热层的材料为铝箔。
预制装配干式地暖模块的制备方法同实施例1。
实施例3
一种预制装配干式地暖模块，包括保温层和设置在保温层上的均热层，保温层包括EPP板和设置在EPP板内的注塑支撑件，
EPP板包括以下重量份的组分：聚丙烯90份，三聚氰胺8份，炭黑1.5份，色母0.5份；
注塑支撑件包括以下重量份的组分：尼龙3份，改性玻璃纤维25份，聚磷酸铵11份，抗氧剂1098 1份；其中改性玻璃纤维的制备方法为：将1g硅烷偶联剂KH792加入水中，配成质量浓度为1.5％的硅烷偶联剂水溶液；将1g芥酸酰胺溶于乙醇中，配成质量浓度为2％的芥酸酰胺溶液；将10g玻璃纤维与硅烷偶联剂溶液混合后，在60℃搅拌2h，过滤，用乙醇洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性玻璃纤维，然后将硅烷偶联剂改性玻璃纤维浸在芥酸酰胺溶液中，在室温、0.5MPa下处理2h后取出，干燥，得到改性玻璃纤维；
均热层的材料为铝箔。
预制装配干式地暖模块的制备方法同实施例1。
实施例4
一种预制装配干式地暖模块，包括保温层和设置在保温层上的均热层，保温层包括EPP板和设置在EPP板内的注塑支撑件，
EPP板包括以下重量份的组分：聚丙烯90份，三聚氰胺8份，炭黑1.5份，色母0.5份；
注塑支撑件包括以下重量份的组分：尼龙63份，改性玻璃纤维25份，聚磷酸铵11份，抗氧剂1098 1份；其中改性玻璃纤维的制备方法为：将2g硅烷偶联剂KH792加入水中，配成质量浓度为1.5％的硅烷偶联剂水溶液；将1g芥酸酰胺溶于乙醇中，配成质量浓度为2％的芥酸酰胺溶液；将10g玻璃纤维与硅烷偶联剂溶液混合后，在60℃搅拌2h，过滤，用乙醇洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性玻璃纤维，然后将硅烷偶联剂改性玻璃纤维浸在芥酸酰胺溶液中，在室温、0.5MPa下处理2h后取出，干燥，得到改性玻璃纤维；
均热层的材料为铝箔。
预制装配干式地暖模块的制备方法同实施例1。
实施例5
一种预制装配干式地暖模块，包括保温层和设置在保温层上的均热层，保温层包括EPP板和设置在EPP板内的注塑支撑件，
EPP板包括以下重量份的组分：聚丙烯96份，蒙脱土3.5份，炭黑0.5份，色母1份；
注塑支撑件包括以下重量份的组分：尼龙67份，改性玻璃纤维20份，氢氧化镁11份，硬脂酸钙2份；其中改性玻璃纤维的制备方法为：将2g硅烷偶联剂KH792加入水中，配成质量浓度为1.5％的硅烷偶联剂水溶液；将1g芥酸酰胺溶于乙醇中，配成质量浓度为2％的芥酸酰胺溶液；将10g玻璃纤维与硅烷偶联剂溶液混合后，在60℃搅拌2h，过滤，用乙醇洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性玻璃纤维，然后将硅烷偶联剂改性玻璃纤维浸在芥酸酰胺溶液中，在室温、0.5MPa下处理2h后取出，干燥，得到改性玻璃纤维。
均热层的材料为铝箔。
预制装配干式地暖模块的制备方法同实施例1。
实施例6
一种预制装配干式地暖模块，包括保温层和设置在保温层上的均热层，保温层包括EPP板和设置在EPP板内的注塑支撑件，
EPP板包括以下重量份的组分：聚丙烯92份，滑石粉5份，炭黑2份，色母1份；
注塑支撑件包括以下重量份的组分：尼龙65份，改性玻璃纤维20份，氢氧化铝12份，邻苯二甲酸酯3份；其中改性玻璃纤维的制备方法为：将1g硅烷偶联剂KH792加入水中，配成质量浓度为1.5％的硅烷偶联剂水溶液；将0.3g芥酸酰胺溶于乙醇中，配成质量浓度为2％的芥酸酰胺溶液；将10g玻璃纤维与硅烷偶联剂溶液混合后，在60℃搅拌2h，过滤，用乙醇洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性玻璃纤维，然后将硅烷偶联剂改性玻璃纤维浸在芥酸酰胺溶液中，在室温、0.5MPa下处理2h后取出，干燥，得到改性玻璃纤维。
均热层的材料为铝箔。
预制装配干式地暖模块的制备方法包括以下步骤：
A、制备注塑支撑件：将尼龙、改性玻璃纤维、阻燃剂和其他助剂共混后，挤出造粒，注塑成型，得到注塑支撑件；
B、一次成型：将注塑支撑件放在EPP成型模具中，注入聚丙烯、阻燃剂、炭黑、色母，高温高压成型，得到保温层；
C、制备均热层：将铝箔用螺丝钉固定到EPP板表面形成均热层，得到预制装配干式地暖模块。
实施例7
与实施例1的区别仅在于，改性玻璃纤维的制备方法为：将1g硅烷偶联剂KH550加入水中，配成质量浓度为1.5％的硅烷偶联剂水溶液；将0.3g芥酸酰胺溶于乙醇中，配成质量浓度为2％的芥酸酰胺溶液；将10g玻璃纤维与硅烷偶联剂溶液混合后，在60℃搅拌2h，过滤，用乙醇洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性玻璃纤维，然后将硅烷偶联剂改性玻璃纤维浸在芥酸酰胺溶液中，在室温、0.5MPa下处理2h后取出，干燥，得到改性玻璃纤维。
实施例8
与实施例1的区别仅在于，改性玻璃纤维的制备方法为：将1g硅烷偶联剂KH570加入水中，配成质量浓度为1.5％的硅烷偶联剂水溶液；将0.3g芥酸酰胺溶于乙醇中，配成质量浓度为2％的芥酸酰胺溶液；将10g玻璃纤维与硅烷偶联剂溶液混合后，在60℃搅拌2h，过滤，用乙醇洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性玻璃纤维，然后将硅烷偶联剂改性玻璃纤维浸在芥酸酰胺溶液中，在室温、0.5MPa下处理2h后取出，干燥，得到改性玻璃纤维。
实施例9
与实施例1的区别仅在于，改性玻璃纤维的制备方法为：将1g硅烷偶联剂KH792加入水中，配成质量浓度为1.5％的硅烷偶联剂水溶液；将10g玻璃纤维与硅烷偶联剂溶液混合后，在60℃搅拌2h，过滤，用乙醇洗涤，烘干，得到改性玻璃纤维。
实施例10
与实施例1的区别仅在于，改性玻璃纤维的制备方法为：将0.3g芥酸酰胺溶于乙醇中，配成质量浓度为2％的芥酸酰胺溶液；将10g玻璃纤维浸在芥酸酰胺溶液中，在室温、0.5MPa下处理2h后取出，干燥，得到改性玻璃纤维。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，未对玻璃纤维进行改性处理。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，注塑支撑件包括以下重量份的组分：尼龙63份，改性玻璃纤维24.3份，芥酸酰胺0.7份，聚磷酸铵11份，抗氧剂1098 1份；其中改性玻璃纤维的制备方法为：将1g硅烷偶联剂KH792加入水中，配成质量浓度为1.5％的硅烷偶联剂水溶液；将10g玻璃纤维与硅烷偶联剂溶液混合后，在60℃搅拌2h，过滤，用乙醇洗涤，烘干，得到改性玻璃纤维。
对实施例1-10及对比例1-2中制得的保温层进行如下力学性能测试：
压缩强度：按照GB/T8813-2020《硬质泡沫塑料压缩性能的测定》中规定的方法测试样品的压缩强度；
抗冲击强度：按照GB/T 1043.1-2008《塑料简支梁冲击性能的测定第1部分：非仪器化冲击试验》中规定的方法测试样品的冲击强度；
测试结果见下表：
Figure BDA0004167701900000071
Figure BDA0004167701900000081
从上表中数据可以看出，实施例1-10制得的保温层具有高的力学强度，压缩强度在0.95-1.31MPa，抗冲击强度在7.1-15kJ/m2。
与实施例9、实施例10和对比例1相比，实施例1的保温层的压缩强度和抗冲击强度显著提高，说明硅烷偶联剂与芥酸酰胺协同，显著提高了对玻璃纤维的改性效果，从而显著提高了含改性玻璃纤维的注塑支撑件的保温层的力学性能。
进一步与实施例1相比，实施例7和实施例8的保温层的压缩强度和抗冲击强度均较低，说明硅烷偶联剂为KH792时，与芥酸酰胺的协同作用更好，从而提高了保温层的力学性能。
更进一步，与实施例2相比，实施例1和实施例3的保温层的压缩强度和抗冲击强度均较低，说明当硅烷偶联剂与芥酸酰胺的质量比为2:1时，对玻璃纤维的改性效果最好，使制得的含改性玻璃纤维的注塑支撑件的保温层的力学性能最高。
以上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 (10)

1.一种预制装配干式地暖模块，其特征在于，包括保温层和设置在所述保温层上的均热层，所述保温层包括EPP板和设置在所述EPP板内的注塑支撑件，所述EPP板包括以下重量份的组分：
聚丙烯90-96份，阻燃剂2-8份，炭黑0.5-2份，色母0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种预制装配干式地暖模块，其特征在于，所述注塑支撑件包括以下重量份的组分：
尼龙63-67份，改性玻璃纤维20-25份，阻燃剂11-15份，其他助剂1-3份。
3.根据权利要求1所述的一种预制装配干式地暖模块，其特征在于，所述均热层的材料为铝箔。
4.根据权利要求2所述的一种预制装配干式地暖模块，其特征在于，所述EPP板中阻燃剂和所述注塑支撑件中阻燃剂各自独立地选自磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、铝镁系阻燃剂中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的一种预制装配干式地暖模块，其特征在于，所述其他助剂为抗氧剂、润滑剂、增塑剂中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的一种预制装配干式地暖模块，其特征在于，所述改性玻璃纤维包括以下重量份的组分：玻璃纤维10份，硅烷偶联剂1-2份，芥酸酰胺0.3-1份。
7.根据权利要求6所述的一种预制装配干式地暖模块，其特征在于，所述硅烷偶联剂与芥酸酰胺的质量比为2：1。
8.根据权利要求1所述的一种预制装配干式地暖模块，其特征在于，所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：将玻璃纤维与硅烷偶联剂溶液混合搅拌后，过滤洗涤得到硅烷偶联剂改性玻璃纤维，再将硅烷偶联剂改性玻璃纤维浸在芥酸酰胺溶液中进行改性，得到改性玻璃纤维。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种预制装配干式地暖模块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、制备注塑支撑件：将尼龙、改性玻璃纤维、阻燃剂和其他助剂共混后，挤出造粒，注塑成型，得到注塑支撑件；
B、一次成型：将注塑支撑件放在EPP成型模具中，注入聚丙烯、阻燃剂、炭黑、色母，高温高压成型，得到保温层；
C、制备均热层：将铝箔固定到EPP板表面形成均热层，得到预制装配干式地暖模块。
10.根据权利要求1-8任意一项所述的一种预制装配干式地暖模块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备EPP板：将聚丙烯、阻燃剂、炭黑、色母混合均匀后挤出造粒，得到的微粒在超临界流体作用下进行发泡、成型，得到EPP板；
S2、制备注塑支撑件：将尼龙、改性玻璃纤维、阻燃剂和其他助剂共混后，挤出造粒，注塑成型，得到注塑支撑件；
S3、二次装配：将注塑支撑件挤压进EPP板预留孔内，使注塑支撑件和EPP板贴合，形成保温层；
S4、制备均热层：将铝箔固定到EPP板表面形成均热层，得到预制装配干式地暖模块。
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