一种地暖模块及其制备方法
阅读：844发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种地暖模块及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种地暖模 块 ，属于供暖材料技术领域。本发明提供的地暖拨块包括叠层设置的 隔热 隔声层和蓄热保温层，所述蓄热保温层上设置有U形盘管槽，所述U形盘管槽的深度与蓄热保温层的厚度一致；所述蓄热保温层的平面区域上设置有超导 传热 层。本发明提供的地暖模块强度高、不 变形 ，且具有持续保温、均衡 散热 等优点。，下面是一种地暖模块及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种地暖模块，其特征在于，包括叠层设置的隔热隔声层和蓄热保温层，所述蓄热保温层上设置有U形盘管槽，所述U形盘管槽的深度与蓄热保温层的厚度一致；所述蓄热保温层的平面区域上设置有超导传热层。
2.根据权利要求1所述的地暖模块，其特征在于，所述地暖模块的尺寸为：长×宽×厚＝600mm×400mm×50mm。
3.根据权利要求2所述的地暖模块，其特征在于，所述隔热隔声层的厚度为25mm，蓄热保温层的厚度为22mm，超导传热层的厚度为3mm。
4.根据权利要求3所述的地暖模块，其特征在于，所述U形盘管槽的截面宽度为25mm。
5.根据权利要求4所述的地暖模块，其特征在于，所述U形盘管槽的个数为1或2个。
6.根据权利要求1～5任一项所述的地暖模块，其特征在于，按质量份数计，所述隔热隔声层的制备原料包括以下组分：
20～30份硅酸盐水泥，5～7份硅灰，3～4份矿物纤维，25～35份秸秆短纤维，30～40份膨胀珍珠岩或膨胀玻化微珠，0.05～0.15份羟丙基甲基纤维素，0.15～0.25份可再分散性乳胶粉，0.15～0.25份憎水剂。
7.根据权利要求6所述的地暖模块，其特征在于，按质量份数计，所述蓄热保温层的制备原料包括以下组分：
15～25份硅酸盐水泥，3～5份粉煤灰，0.5～1.5份聚丙烯纤维，12～18份硅藻土，15～
25份秸秆短纤维，4～6份海泡石，30～40份粉煤灰高强陶粒或废旧烧结砖瓦颗粒。
8.根据权利要求7所述的地暖模块，其特征在于，按质量份数计，所述超导传热层的制备原料包括以下组分：
20～30份硅酸盐水泥，4～6份硅灰，4～6份硅藻土，8～12份矿物纤维，35～45份石英砂，8～12份工业级石墨烯，4～6份可再分散性乳胶粉。
9.根据权利要求1～8任一项所述地暖模块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将隔热隔声层的制备原料与水混合，形成第一混合材料，机械压制成板材，得到隔热隔声层；
将蓄热保温层的制备原料与水混合，形成第二混合材料，将所述第二混合材料置于隔热隔声层的单面，之后将第二混合材料机械压制成板材，并通过模具压制形成两个对称设置的U形盘管槽，在所述隔热隔声层的单面得到蓄热保温层；
将超导传热层的制备原料与水混合，形成第三混合材料，将所述第三混合材料涂覆在蓄热保温层的平面区域，干燥养护后形成超导传热层，得到地暖模块。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合材料中水的含量为25～35wt％，所述第二混合材料中水的含量为25～35wt％，所述第三混合材料中水的含量为
35～40wt％。
一种地暖模块及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及供暖材料技术领域，尤其涉及一种地暖模块及其制备方法。
背景技术
[0002] 人居建筑生态安全、节能环保已经成为这个时代的主题，地暖模块自诞生以来，因其与传统地暖工艺相比有明显的改进，深受市场欢迎。
[0003] 目前的干式地暖模块技术尚不完善，不同形式、不同材质的地暖模块各有各的优点，同时也存在众多缺点，比如：
[0004] 挤塑板干式地暖模块或挤塑板复铝膜板干式地暖模块：防火等级低，安全性差，高温条件下挥发出有毒有害气体不环保，产品无法回收再利用，产品建筑垃圾污染严重；而且抗压能力差，弹性变形大，不能蓄热及持续保温均衡散热，应用范围受限。
[0005] 塑料PVC材质干式地暖模块：防火性能差，存在重大的火灾隐患，安全性差，高温弹性变形大，材料寿命短，不能蓄热及持续保温均衡散热，应用范围受限。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于提供一种地暖模块及其制备方法，本发明提供的地暖模块强度高、不变形，且具有持续保温、均衡散热等优点。
[0008] 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
[0009] 本发明提供了一种地暖模块，包括叠层设置的隔热隔声层和蓄热保温层，所述蓄热保温层上设置有U形盘管槽，所述U形盘管槽的深度与蓄热保温层的厚度一致；所述蓄热保温层的平面区域上设置有超导传热层。
[0010] 优选地，所述地暖模块的尺寸为：长×宽×厚＝600mm×400mm×50mm。
[0011] 优选地，所述隔热隔声层的厚度为25mm，蓄热保温层的厚度为22mm，超导传热层的厚度为3mm。
[0012] 优选地，所述U形盘管槽的截面宽度为25mm。
[0013] 优选地，所述U形盘管槽的个数为1或2个。
[0014] 优选地，按质量份数计，所述隔热隔声层的制备原料包括以下组分：
[0015] 20～30份硅酸盐水泥，5～7份硅灰，3～4份矿物纤维，25～35份秸秆短纤维，30～40份膨胀珍珠岩或膨胀玻化微珠，0.05～0.15份羟丙基甲基纤维素，0.15～0.25份可再分散性乳胶粉，0.15～0.25份憎水剂。
[0016] 优选地，按质量份数计，所述蓄热保温层的制备原料包括以下组分：
[0018] 优选地，按质量份数计，所述超导传热层的制备原料包括以下组分：
[0020] 本发明提供了上述技术方案所述地暖模块的制备方法，包括以下步骤：
[0021] 将隔热隔声层的制备原料与水混合，形成第一混合材料，机械压制成板材，得到隔热隔声层；
[0022] 将蓄热保温层的制备原料与水混合，形成第二混合材料，将所述第二混合材料置于隔热隔声层的单面，之后将第二混合材料机械压制成板材，并通过模具压制形成两个对称设置的U形盘管槽，在所述隔热隔声层的单面得到蓄热保温层；
[0023] 将超导传热层的制备原料与水混合，形成第三混合材料，将所述第三混合材料涂覆在蓄热保温层的平面区域，干燥养护后形成超导传热层，得到地暖模块。
[0024] 优选地，所述第一混合材料中水的含量为25～35wt％，所述第二混合材料中水的含量为25～35wt％，所述第三混合材料中水的含量为35～40wt％。
[0025] 本发明提供了一种地暖模块，包括叠层设置的隔热隔声层和蓄热保温层，所述蓄热保温层上设置有U形盘管槽，所述U形盘管槽的深度与蓄热保温层的厚度一致；所述蓄热保温层的平面区域上设置有超导传热层。本发明提供的地暖模块强度高、不变形，且具有持续保温、均衡散热等优点。附图说明
[0026] 图1为本发明中地暖模块的结构示意图；
[0027] 图2为本发明中地暖模块的尺寸示意图；
[0028] 图中，1为隔热隔声层，2为蓄热保温层，3为超导传热层，4为U形盘管槽。
具体实施方式
[0029] 本发明提供了一种地暖模块，包括叠层设置的隔热隔声层和蓄热保温层，所述蓄热保温层上设置有U形盘管槽，所述U形盘管槽的深度与蓄热保温层的厚度一致；所述蓄热保温层的平面区域上设置有超导传热层。
[0030] 作为本发明的一个实施例，所述地暖模块的尺寸为：长×宽×厚＝600mm×400mm×50mm。
[0031] 本发明提供的地暖模块包括隔热隔声层、蓄热保温层和超导传热层；作为本发明的一个实施例，所述隔热隔声层的厚度为25mm，蓄热保温层的厚度为22mm，超导传热层的厚度为3mm。
[0032] 在本发明中，所述蓄热保温层上设置有U形盘管槽，所述U形盘管槽的深度与蓄热保温层的厚度一致；作为本发明的一个实施例，所述U形盘管槽的截面宽度为25mm；所述U形盘管槽沿蓄热保温层的纵向方向设置，其个数可以为1个或2个，具体的，当U形盘管槽的个数为1个时，所述U形盘管槽设置在蓄热保温层的中间位置；当U形盘管槽的个数为2个时，所述U形盘管槽对称设置，以U形盘管槽的中心计，2个U形盘管槽之间的距离为180～200mm。
[0033] 在本发明中，使用所述地暖模块时，具体是在U形盘管槽内设置地暖管；作为本发明的一个实施例，所述地暖管通过点粘法或卡钉固定在U形盘管槽内。本发明对于所述地暖管没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的地暖管即可。
[0034] 在本发明中，所述蓄热保温层的平面区域上设置有超导传热层，即蓄热保温层的U形盘管槽内并没有设置超导传热层。
[0035] 图1为本发明中地暖模块的结构示意图，图2为地暖模块的尺寸示意图。本发明提供的地暖模块集超导传热层、蓄热保温散热层、隔热隔声层为一体，层次简单分明，施工、维护更简单容易，且各方面性能优异。下面针对地暖模块中各功能层的制备原料进行说明。
[0036] 在本发明中，按质量份数计，所述隔热隔声层的制备原料优选包括以下组分：20～30份硅酸盐水泥，5～7份硅灰，3～4份矿物纤维，25～35份秸秆短纤维，30～40份膨胀珍珠岩或膨胀玻化微珠，0.05～0.15份羟丙基甲基纤维素，0.15～0.25份可再分散性乳胶粉，
0.15～0.25份憎水剂；更优选包括以下组分：25份硅酸盐水泥，6份硅灰，3.5份矿物纤维，30份秸秆短纤维，35份膨胀珍珠岩或膨胀玻化微珠，0.1份羟丙基甲基纤维素，0.2份可再分散性乳胶粉，0.2份憎水剂。
0.15～0.25份憎水剂；更优选包括以下组分：25份硅酸盐水泥，6份硅灰，3.5份矿物纤维，30份秸秆短纤维，35份膨胀珍珠岩或膨胀玻化微珠，0.1份羟丙基甲基纤维素，0.2份可再分散性乳胶粉，0.2份憎水剂。
[0037] 在本发明中，所述隔热隔声层的制备原料中，所述硅酸盐水泥优选为425号普通硅酸盐水泥；所述硅灰优选为H系硅微粉，细度小于1μm的占80％以上，平均粒径为0.1～0.3μm；所述矿物纤维的平均长度优选为1.5～3.5mm，平均直径优选为3.0～5.0μm；所述秸秆短纤维的长度优选≤15mm；所述膨胀珍珠岩的标号优选≥100号；所述膨胀玻化微珠优选为II3
类膨胀玻化微珠，堆积密度优选为80～120kg/m ；所述可再分散性乳胶粉优选为德国瓦克公司生产的可再分散性乳胶粉，具体型号为5044N；所述憎水剂优选为有机硅憎水粉，更优选为德国德固赛公司生产的有机硅憎水粉，具体型号为P750。本发明中多种材料配制科学合理，成型后具有纤维乱向、网状多维立体拉结结构，使材料抗压能力强、强度高，不变形，保温隔热、隔声性能好。
类膨胀玻化微珠，堆积密度优选为80～120kg/m ；所述可再分散性乳胶粉优选为德国瓦克公司生产的可再分散性乳胶粉，具体型号为5044N；所述憎水剂优选为有机硅憎水粉，更优选为德国德固赛公司生产的有机硅憎水粉，具体型号为P750。本发明中多种材料配制科学合理，成型后具有纤维乱向、网状多维立体拉结结构，使材料抗压能力强、强度高，不变形，保温隔热、隔声性能好。
[0038] 在本发明中，按质量份数计，所述蓄热保温层的制备原料优选包括以下组分：15～25份硅酸盐水泥，3～5份粉煤灰，0.5～1.5份聚丙烯纤维，12～18份硅藻土，15～25份秸秆短纤维，4～6份海泡石，30～40份粉煤灰高强陶粒或废旧烧结砖瓦颗粒，更优选包括以下组分：20份硅酸盐水泥，4份粉煤灰，1份聚丙烯纤维，15份硅藻土，20份秸秆短纤维，5份海泡石，35份粉煤灰高强陶粒或废旧烧结砖瓦颗粒。
[0039] 在本发明中，所述蓄热保温层的制备原料中，所述硅酸盐水泥优选为425号普通硅酸盐水泥；所述粉煤灰的粒径优选为0.5～100μm；所述聚丙烯纤维的长度优选为3～9mm；所述硅藻土的硅含量优选为91.27％；所述秸秆短纤维的长度优选≤15mm，更优选为3～15mm；所述海泡石的纯度优选>80％，粒度优选为200目；所述粉煤灰高强陶粒的粒径优选≤10mm；
所述废旧烧结砖瓦颗粒的粒径级配优选≤15mm，更优选为3～15mm。本发明中多种材料配制科学合理，成型后具有纤维乱向、网状多维立体拉结结构，使材料防火性能好，高温条件下可吸附、分解空气中的游离甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质及异味，具有调湿、除臭功能，能够净化空气、隔音，蓄热保温层中部分原料为废物利用，可回收循环再利用，是优良的节能环保、生态安全型材料；蓄热保温层抗压能力强、强度高，不变形，使用过程中受冷热应力变化不变形、不会产生相对位移响声，且具有蓄热能力好、持续保温均衡散热等优点。
所述废旧烧结砖瓦颗粒的粒径级配优选≤15mm，更优选为3～15mm。本发明中多种材料配制科学合理，成型后具有纤维乱向、网状多维立体拉结结构，使材料防火性能好，高温条件下可吸附、分解空气中的游离甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质及异味，具有调湿、除臭功能，能够净化空气、隔音，蓄热保温层中部分原料为废物利用，可回收循环再利用，是优良的节能环保、生态安全型材料；蓄热保温层抗压能力强、强度高，不变形，使用过程中受冷热应力变化不变形、不会产生相对位移响声，且具有蓄热能力好、持续保温均衡散热等优点。
[0040] 在本发明中，按质量份数计，所述超导传热层的制备原料优选包括以下组分：20～30份硅酸盐水泥，4～6份硅灰，4～6份硅藻土，8～12份矿物纤维，35～45份石英砂，8～12份工业级石墨烯，4～6份可再分散性乳胶粉；更优选包括以下组分：25份硅酸盐水泥，5份硅灰，5份硅藻土，10份矿物纤维，40份石英砂，10份工业级石墨烯，5份可再分散性乳胶粉。
[0041] 在本发明中，所述超导传热层的制备原料中，所述硅酸盐水泥优选为425号普通硅酸盐水泥；所述硅灰优选为H系硅微粉，细度小于1μm的占80％以上，平均粒径为0.1～0.3μm；所述硅藻土的硅含量优选为91.27％；所述矿物纤维的平均长度优选为1.5～3.5mm，平均直径优选为3.0～5.0μm；所述石英砂的粒度优选为100～120目；所述工业级石墨烯的粒度优选为600～800目；所述可再分散性乳胶粉优选为德国瓦克公司生产的可再分散性乳胶粉，具体型号为5044N。本发明中多种材料配制科学合理，成型后具有纤维乱向、网状多维立体拉结结构，使超导传热层防火等级高，高温条件下可吸附、分解空气中的异味，具有调湿、除臭功能，能够净化空气，抗压强度高，蓄热传导速度快，从而达到快速升温。
[0042] 本发明提供了上述技术方案所述地暖模块的制备方法，包括以下步骤：
[0043] 将隔热隔声层的制备原料与水混合，形成第一混合材料，机械压制成板材，得到隔热隔声层；
[0044] 将蓄热保温层的制备原料与水混合，形成第二混合材料，将所述第二混合材料置于隔热隔声层的单面，之后将第二混合材料机械压制成板材，并通过模具压制形成两个对称设置的U形盘管槽，在所述隔热隔声层的单面得到蓄热保温层；
[0045] 将超导传热层的制备原料与水混合，形成第三混合材料，将所述第三混合材料涂覆在蓄热保温层的平面区域，干燥养护后形成超导传热层，得到地暖模块。
[0046] 本发明将隔热隔声层的制备原料与水混合，形成第一混合材料，机械压制成板材，得到隔热隔声层。在本发明中，所述第一混合材料中水的含量优选为25～35wt％，更优选为30wt％；所述第一混合材料为半干性混合材料，便于进行机械压制。本发明对于所述机械压制的具体操作参数没有特殊的限定，根据实际需要选择即可。
[0047] 本发明将蓄热保温层的制备原料与水混合，形成第二混合材料，将所述第二混合材料置于隔热隔声层的单面，之后将第二混合材料机械压制成板材，并通过模具压制形成两个对称设置的U形盘管槽，在所述隔热隔声层的单面得到蓄热保温层。在本发明中，所述第二混合材料中水的含量优选为25～35wt％，更优选为30wt％；所述第二混合材料为半干性混合材料，便于进行机械压制；其中，将第二混合材料机械压制过程中，其形成的蓄热保温层会与隔热隔声层粘结在一起。本发明对于所述机械压制以及模具压制的具体操作参数没有特殊的限定，根据实际需要选择即可。
[0048] 本发明将超导传热层的制备原料与水混合，形成第三混合材料，将所述第三混合材料涂覆在蓄热保温层的平面区域，干燥养护后形成超导传热层，得到地暖模块。在本发明中，所述第三混合材料中水的含量优选为35～40wt％，更优选为40wt％；所述第三混合材料为混合浆料，便于进行涂覆。在本发明中，所述涂覆优选为喷涂或刮抹。本发明优选将蓄热保温层上的U形盘管槽进行遮盖后，再将所述第三混合材料涂覆在蓄热保温层的表面，之后去除U形盘管槽上所用遮盖物，这样可以保证第三混合材料涂覆在蓄热保温层的平面区域上，避免将第三混合材料涂覆在U形盘管槽内。
[0050] 下面将结合本发明中的实施例，对本发明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做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。
[0051] 实施例1
[0052] (1)隔热隔声层的制备原料和用量(以质量百分含量计)：
[0053] 25％的硅酸盐水泥，具体为425号普通硅酸盐水泥；
[0054] 6％的硅灰，具体为H系硅微粉，细度小于1μm的占80％以上，平均粒径为0.1～0.3μm；
[0055] 3.5％的矿物纤维，平均长度为2mm，平均直径为4μm；
[0056] 30％的秸秆短纤维，长度3～15mm；
[0057] 35％的膨胀珍珠岩，标号≥100号；
[0058] 0.1％的羟丙基甲基纤维素；
[0059] 0.2％的可再分散性乳胶粉，德国瓦克公司生产的可再分散性乳胶粉，具体型号为5044N；
[0060] 0.2％的憎水剂，德国德固赛公司生产的有机硅憎水粉，具体型号为P750；
[0061] (2)蓄热保温层的制备原料和用量(以质量百分含量计)：
[0062] 20％的硅酸盐水泥，具体为425号普通硅酸盐水泥；
[0063] 4％的粉煤灰，粒径为0.5～100μm；
[0064] 1％的聚丙烯纤维，长度为3～9mm；
[0065] 15％的硅藻土，硅含量为91.27％；
[0066] 20％的秸秆短纤维，长度3～15mm；
[0067] 5％的海泡石，纯度>80％，粒度为200目；
[0068] 35％的粉煤灰高强陶粒，粒径≤10mm；
[0069] (3)超导传热层的制备原料和用量(以质量百分含量计)：
[0070] 25％的硅酸盐水泥，具体为425号普通硅酸盐水泥；
[0071] 5％的硅灰，具体为H系硅微粉，细度小于1μm的占80％以上，平均粒径为0.1～0.3μm；
[0072] 5％的硅藻土，硅含量为91.27％；
[0073] 10％的矿物纤维，平均长度为2mm，平均直径为4μm；
[0074] 40％的石英砂，粒度为100～120目；
[0075] 10％的工业级石墨烯，粒度为600～800目；
[0076] 5％的可再分散性乳胶粉，德国瓦克公司生产的可再分散性乳胶粉，具体型号为5044N；
[0077] (4)制备地暖模块，包括以下步骤：
[0078] 将隔热隔声层的制备原料与水混合，形成半干性混合材料(含水量为30％)，机械压制成板材，即为隔热隔声层，尺寸为：长×宽×厚＝600mm×400mm×25mm；
[0079] 将蓄热保温层的制备原料与水混合，形成半干性混合材料(含水量为30％)，将所述半干性混合材料置于隔热隔声层的单面，之后机械压制成板材，并通过模具沿长度方向压制形成两个对称设置的U形盘管槽，在所述隔热隔声层的单面得到蓄热保温层，尺寸为：长×宽×厚＝600mm×400mm×22mm，U形盘管槽的深度为22mm，截面宽度为25mm，以U形盘管槽的中心计，两个U形盘管槽之间的距离为200mm；
[0080] 将超导传热层的制备原料与水混合，形成混合浆料(含水量为40％)，利用机械喷涂法将所述混合浆料喷涂在蓄热保温层的平面区域(喷涂前将蓄热保温层的U形盘管槽进行遮盖，以使混合浆料喷涂在蓄热保温层的平面区域，避免将其喷涂在U形盘管槽内)，干燥养护(蒸汽间养护，温度为30℃)后形成超导传热层，厚度为3mm，即得到地暖模块。
[0081] 对本实施例制备的地暖模块中各功能层进行性能测试，其中部分检测指标所依据的标准具体如下：
[0082] 导热系数按照GB/T20473-2006标准进行检测；
[0083] 隔声性能按照GBJ118标准进行检测；
[0084] 抗压强度按照GB/T20473-2006标准进行检测；
[0085] 燃烧性能按照GB/T5464标准进行检测。
[0086] 检测结果见表1。
[0087] 表1实施例1制备的地暖模块中各功能层的性能测试结果
[0088]
[0089]
[0090] 本发明提供的地暖模块具有以下优点：
[0091] 1、具有良好的保温隔热、隔声性能，高温条件下可吸附、分解空气中的游离甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质及异味，具有调湿、除臭功能，能够净化空气、具有微孔微循环功能(随着地暖管的温度升降，产生冷热温差，实现地暖模块与地表面空气之间的吸放温度和湿度调节)，能够调节室内温度和湿度，地暖模块上可直接粘贴地砖和铺地板，可提高人居的热舒适度。
[0093] 3、产品抗压能力强，强度高，不变形，密实度高，使用寿命长，应用范围广。
[0094] 4、主要原材料为无机材料，完全不燃烧，不存在火灾隐患；是优良节能环保、生态安全型材料，产品可回收循环再利用；产品在生产过程中充分利用了秸秆废弃物，节约了能耗及解决了秸秆焚烧对大气的污染，减少了对环境危害，是一种环境友好型建筑产品。
[0095] 5、采用本发明中地暖模块施工灵活简单，产品可锯可裁尺寸准确，水平度极高，不空鼓、不开裂；作业时轻松方便，效率高，省去了传统地暖的水泥回填步骤，可以实现与地暖管同步完成施工，即一边铺设地暖管，一边铺盖模块；2人日铺地面可达500～800m2，有效缩短安装时间，降低地暖系统的综合成本，材料成本降低，人工劳务成本降低。
[0096] 6、层次简单分明，施工、维护更简单容易，干式铺设便于装修时改装、可以拆除移至别处使用。
[0097] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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