一種制備輻射吊頂用膨脹石墨板材的方法及其吊頂板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備輻射吊頂用膨脹石墨板材的方法及其吊頂板。該方法的步驟為：1)將可膨脹石墨放入膨脹爐中進行膨化得到膨脹石墨，膨化溫度大于950℃，膨化率為200-300；2)將膨脹石墨放入預(yù)置有載熱管材的模具中進行壓縮制得膨脹石墨板材。該膨脹石墨輻射吊頂板包括覆蓋于石墨板材上表面的絕熱保溫材料層和安裝于板材下表面的支撐面板。本發(fā)明所用的原料可膨脹石墨來源廣泛，且板材制造過程中無需添加粘結(jié)劑，簡化了制備工藝并降低了制造成本；壓縮后的膨脹石墨具有較高的導(dǎo)熱能力，并可將載熱管完全包覆從而實現(xiàn)完全的接觸式傳熱，增強了輻射吊頂板的制熱及制冷能力；膨脹石墨板質(zhì)量輕，更易于安裝。
【專利說明】一種制備輻射吊頂用膨脹石墨板材的方法及其吊頂板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及膨脹石墨輻射吊頂板及其制造方法，屬于溫度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的末端裝 置，是一種適用于建筑物中制冷和制熱的節(jié)能空調(diào)新技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)存在著兩個主要的問題：一是能耗大；二是室內(nèi)環(huán)境中的空 氣質(zhì)量比較差，容易引起人的不適感。
[0003] 隨著生活質(zhì)量水平的不斷提高，人們對現(xiàn)在的空調(diào)系統(tǒng)不再簡單地滿足于僅僅提 供合適的溫度和濕度，而是在這基礎(chǔ)上向更舒適健康、節(jié)能低碳的要求上發(fā)展。尤其是在目 前較嚴重的空氣污染下，人們對室內(nèi)環(huán)境的空氣品質(zhì)改善提出了更迫切的要求。
[0004] 在這樣的背景下，輻射吊頂技術(shù)走進了人們的視野并在最近幾年得到了快速的發(fā) 展。和傳統(tǒng)空調(diào)相比，輻射吊頂技術(shù)可以有效的降低風(fēng)速和垂直溫度梯度，特別是和獨立置 換新風(fēng)系統(tǒng)結(jié)合后可以有效的提高工作區(qū)內(nèi)空氣的清潔度并提供極佳的熱舒適性，從而提 高室內(nèi)的居住環(huán)境品質(zhì)。而且，由于其需要處理的新風(fēng)量較小，使得風(fēng)機的運行和維護成本 下降，更重要的是，其可以使用地下水或者冷卻塔水以及太陽能加熱得到的熱水等作為天 然冷源或熱源，從而大大降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
[0005] 利用該技術(shù)制造的空調(diào)系統(tǒng)的主要優(yōu)勢如下：
[0006] 1.利用輻射來進行換熱有效地消除了吹風(fēng)感，并使室內(nèi)空氣品質(zhì)更高，提高人體 舒適感；
[0007] 2.由于無需在室內(nèi)安裝機械部件，從而可以不占用有限的室內(nèi)空間且無噪音產(chǎn) 生；
[0008] 3.可以利用地下水、太陽能等再生資源，有效地提高能源利用率，降低能耗；
[0009] 4.末端系統(tǒng)穩(wěn)定工作后運行費用很低并極少需要維護和清洗，整個系統(tǒng)的使用壽 命較長。
[0010]目前使用的輻射吊頂系統(tǒng)多采用金屬吊頂，盡管在推廣方面仍然存在著結(jié)露問 題、制熱及制冷的能力問題、一次性投資問題這三方面的障礙，但通過與獨立新風(fēng)系統(tǒng)的結(jié) 合，基本上可以解決結(jié)露問題并可以進一步降低能耗，所以對后兩個問題的解決目前就成 了大規(guī)模推廣這一節(jié)能新技術(shù)的主要研究方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的，是針對目前輻射吊頂技術(shù)的主要技術(shù)難點，提供一種制熱及制冷 能力更強，成本更為低廉，并且具有質(zhì)量輕、安裝方便、性能可靠等特點的新型輻射吊頂板。
[0012] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：
[0013] 一種制備輻射吊頂用膨脹石墨板材的方法，其特征在于：包括以下步驟：
[0014] 1)將可膨脹石墨放入膨脹爐中進行膨化得到膨脹石墨，膨化溫度大于950°C，膨 化率為200-300,經(jīng)過除雜后可膨脹石墨的含碳量達到99. 9%以上；
[0015] 2)將膨脹石墨放入預(yù)置有載熱管材的模具中進行壓縮制得膨脹石墨板材。
[0016] 進一步，所述步驟2)包括預(yù)壓制和成型壓制過程，具體為：
[0017] 將步驟1)制得的膨化石墨導(dǎo)到模具中，施以0. 05-0. 2Mpa的壓力，將膨化石墨預(yù) 壓制成密度在〇. 01?〇. lg/cm3之間的輕質(zhì)石墨塊；然后將兩塊相同密度的輕質(zhì)石墨塊中 間放置載熱管材，在〇. 2?0. 4Mpa的壓力下將所述兩塊相同密度的輕質(zhì)石墨塊壓合成一 體，得到密度在0. 1?0. 3g/cm3之間的內(nèi)嵌載熱管材的塊體石墨板材。
[0018] 進一步，所述可膨脹石墨是經(jīng)過包括洗滌、酸化、除雜、烘干的步驟提純后得到的 天然石墨粉，所述可膨脹石墨粒度為50-80目。
[0019] 進一步，所述載熱管材的材質(zhì)為金屬或者交聯(lián)高分子聚合物。
[0020] 進一步，所述膨脹石墨的整個壓縮制備過程中不加入其他粘結(jié)劑。
[0021] 一種用上述方法制備的膨脹石墨板材，所述石墨板材在平面方向上的導(dǎo)熱系數(shù)不 低于15W/m. k，在垂直方向上的導(dǎo)熱系數(shù)不低于6W/m. k。
[0022] 進一步，所述石墨板材的密度不低于0. lg/cm3,且密度越高，導(dǎo)熱效率越好。
[0023] 進一步，所述石墨板材的厚度在10mm到30mm之間。
[0024] -種膨脹石墨輻射吊頂板，包括上述膨脹石墨板材，還包括覆蓋于石墨板材上表 面的絕熱保溫材料層，所述絕熱保溫材料包括聚氨酯板、中密度板、玻璃纖維或者隔熱紙。
[0025] 進一步，還包括安裝于板材下表面的支撐面板，所述支撐面板的材質(zhì)為具有良好 導(dǎo)熱性能的金屬。
[0026] 進一步，所述支撐面板的下表面貼合有紙質(zhì)材料。
[0027] 本發(fā)明所具有的優(yōu)點及有益技術(shù)效果如下：
[0028] 1.所用的原料可膨脹石墨來源廣泛，具有良好的環(huán)保性能且成本不高。
[0029] 2.板材制造過程中無需添加粘結(jié)劑，簡化了制備工藝并進一步降低了制造成本。
[0030] 3.壓縮后的膨脹石墨具有較高的導(dǎo)熱能力，并可將載熱管完全包覆從而實現(xiàn)完全 的接觸式傳熱，大大提高了熱量的傳遞效率，增強了輻射吊頂板的制熱及制冷能力。
[0031] 4.膨脹石墨板質(zhì)量輕，更易于安裝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖（未顯示支撐面板和絕熱保溫層）。
[0033] 圖2為圖1的橫截面剖視圖（帶有支撐面板和絕熱保溫層）。
[0034] 圖中：1、膨脹石墨輻射吊頂板；2、膨脹石墨導(dǎo)熱板；3、載熱管材；4、保溫絕熱層； 5、支撐面板；6、金屬掛鉤。

【具體實施方式】
[0035] 下面參照附圖，結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步的詳細說明。
[0036] 本發(fā)明一種制備輻射吊頂用膨脹石墨板材的方法，包括以下步驟：
[0037] 1)將可膨脹石墨放入膨脹爐中進行膨化得到膨脹石墨，膨化溫度大于950°C，膨 化率為200-300,經(jīng)過除雜后可膨脹石墨的含碳量達到99. 9%以上；
[0038] 2)將膨脹石墨放入預(yù)置有載熱管材的模具中進行壓縮制得膨脹石墨板材。具體過 程分為預(yù)壓制和成型壓制兩個步驟 ：
[0039] 預(yù)壓制步驟：通過膨化爐將可膨脹石墨轉(zhuǎn)換成膨化石墨，由自動化導(dǎo)槽將制得的 膨化石墨導(dǎo)到模具中，給予1?5噸的壓力（0. 05-0. 2Mpa)將膨化石墨預(yù)壓制成密度在 0. 01?0. lg/cm3之間的輕質(zhì)石墨塊；
[0040] 成型壓制步驟：然后將兩塊相同密度的輕質(zhì)石墨塊中間放置蛇形銅管，在5?10 噸的壓力（〇. 2?0. 4Mpa)下壓合成一體，得到密度0. 1?0. 3g/cm3之間的內(nèi)嵌蛇形銅管 的塊體石墨板材。膨脹石墨的整個壓縮制備過程中不加入其他粘結(jié)劑。
[0041] 作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，載熱管材的材質(zhì)為金屬或者交聯(lián)高分子聚合物，如 銅或者交聯(lián)聚乙烯。載熱管材具體可以是如圖1所示的蛇形銅管，本發(fā)明中的銅管優(yōu)選結(jié) 構(gòu)為蛇形，相對于螺旋形管，蛇形管更容易加工，且流體在其中流動時更易形成湍流，使得 散熱效果更好。。
[0042] 作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所用的可膨脹石墨是經(jīng)過洗滌、酸化、除雜、烘干等 步驟提純后得到的天然石墨粉?？膳蛎浭６葹?0-80目。
[0043] 用上述方法制備的膨脹石墨板材，在平面方向上的導(dǎo)熱系數(shù)不低于15W/m. k，在垂 直方向上的導(dǎo)熱系數(shù)不低于6W/m. k ;板材的密度不低于0. Ig/cm3,且密度越高，導(dǎo)熱效率 越好；板材的厚度在l〇mm到30mm之間。
[0044] 用上述膨脹石墨板材制成的膨脹石墨輻射吊頂板1的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包 括膨脹石墨導(dǎo)熱板2和載熱管材3,為了更清楚地顯示膨脹石墨導(dǎo)熱板內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保溫絕熱 層4和支撐面板5未在圖1中顯示。膨脹石墨輻射吊頂板1的上表面覆蓋有絕熱保溫材料， 絕熱保溫材料包括有聚氨酯板、中密度板、玻璃纖維或者隔熱紙；板材的下表面裝有支撐面 板，支撐面板材質(zhì)為具有良好導(dǎo)熱性能的金屬，如鍍鋅鋼，鋁等；面板的下表面貼合有紙質(zhì) 材料，如牛皮紙等，以便于刮涂膩子工序的進行；面板的側(cè)面裝有金屬卡鉤。
[0045] 在圖1和圖2所顯示的實施例中，載熱管材3是一端為進水口、一端為出水口的交 聯(lián)塑料管或者金屬管。保溫絕熱層4覆蓋在膨脹石墨導(dǎo)熱板2的上方，減少熱量向上方空 間的輻射損失。支撐面板5可以是導(dǎo)熱良好的金屬材料，其側(cè)表面裝有便于吊頂板安裝施 工的金屬掛鉤6。
[0046] 整個膨脹石墨輻射吊頂板及裝飾面板的尺寸均可以根據(jù)裝修或者安裝過程中的 需要來進行定制。
[0047] 本發(fā)明膨脹石墨輻射吊頂板典型的工作實施過程如下：
[0048] 制冷作業(yè)：夏季室溫較高時，向載熱管材3中通以16°C _18°C的冷水（如地下深井 水），冷量通過管壁和膨脹石墨導(dǎo)熱板2迅速擴散至輻射吊頂板1表面，而后通過下表面的 冷輻射以及部分對流換熱作用起到降低室溫的目的。
[0049] 制熱作業(yè)：冬季室溫較低時，向載熱管材3中通以32°C -35°C的熱水（如太陽能熱 水），熱量通過管壁和膨脹石墨導(dǎo)熱板2迅速擴散至輻射吊頂板1表面，而后通過下表面的 熱輻射以及部分對流換熱作用起到提升室溫的目的。
[0050] 綜上所述，本發(fā)明運用了膨化石墨質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)良及易成型等優(yōu)點，將用于載 熱的管材通過一定工藝埋入膨脹石墨板中形成復(fù)合板材，利用載熱介質(zhì)在熱管中的流動為 該板材提供冷熱源，使得板材迅速成為冷熱源的輻射體，從而完成對一定空間的制冷或者 加熱。本發(fā)明制造的膨脹石墨輻射吊頂板適于安裝在房間吊頂上，通過頂棚輻射的方式調(diào) 節(jié)房間內(nèi)的溫度和濕度，以更低的能耗達到空調(diào)的作用。其優(yōu)點在于該膨脹石墨輻射吊頂 板制造工藝簡單，運行能耗更低，而且方便安裝和更換。
[0051] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種制備輻射吊頂用膨脹石墨板材的方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 將可膨脹石墨放入膨脹爐中進行膨化得到膨脹石墨，膨化溫度大于950°c，膨化率 為200-300,經(jīng)過除雜后可膨脹石墨的含碳量達到99. 9%以上； 2) 將膨脹石墨放入預(yù)置有載熱管材的模具中進行壓縮制得膨脹石墨板材。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備輻射吊頂用膨脹石墨板材的方法，其特征在于：所述步 驟2)包括預(yù)壓制和成型壓制過程，具體為： 將步驟1)制得的膨化石墨導(dǎo)到模具中，施以0. 05-0. 2Mpa的壓力，將膨化石墨預(yù)壓制 成密度在〇. 01?〇. lg/cm3之間的輕質(zhì)石墨塊； 然后將兩塊相同密度的輕質(zhì)石墨塊中間放置載熱管材，在〇. 2?0. 4Mpa的壓力下將所 述兩塊相同密度的輕質(zhì)石墨塊壓合成一體，得到密度在〇. 1?〇. 3g/cm3之間的內(nèi)嵌載熱管 材的塊體石墨板材。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備輻射吊頂用膨脹石墨板材的方法，其特征在于：所述可 膨脹石墨是經(jīng)過包括洗滌、酸化、除雜、烘干的步驟提純后得到的天然石墨粉，所述可膨脹 石墨粒度為50-80目。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備輻射吊頂用膨脹石墨板材的方法，其特征在于：所述載 熱管材的材質(zhì)為金屬或者交聯(lián)高分子聚合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備輻射吊頂用膨脹石墨板材的方法，其特征在于：所述膨 脹石墨的整個壓縮制備過程中不加入其他粘結(jié)劑。
6. -種用權(quán)利要求1至5中任一項所述方法制備的膨脹石墨板材，其特征在于：所述 石墨板材在平面方向上的導(dǎo)熱系數(shù)不低于15W/m. k，在垂直方向上的導(dǎo)熱系數(shù)不低于6W/ m. k〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的膨脹石墨板材，其特征在于：所述石墨板材的密度不低于 0. lg/cm3,且密度越高，導(dǎo)熱效率越好。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的膨脹石墨板材，其特征在于：所述石墨板材的厚度在10_到 30mm之間。
9. 一種膨脹石墨輻射吊頂板，其特征在于：包括權(quán)利要求6至8中任意一項所述的膨 脹石墨板材，還包括覆蓋于石墨板材上表面的絕熱保溫材料層，所述絕熱保溫材料包括聚 氨酯板、中密度板、玻璃纖維或者隔熱紙。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的膨脹石墨輻射吊頂板，其特征在于：還包括安裝于板材下表 面的支撐面板，所述支撐面板的材質(zhì)為具有良好導(dǎo)熱性能的金屬。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的膨脹石墨輻射吊頂板，其特征在于：所述支撐面板的下表 面貼合有紙質(zhì)材料。
【文檔編號】C04B32/00GK104193290SQ201410423114
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】李志文, 林劍鋒, 張留成 申請人:碳元科技股份有限公司