專利名稱：膨脹石墨導(dǎo)熱板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膨脹石墨導(dǎo)熱板及其制造方法，該導(dǎo)熱板無(wú)粘結(jié)劑而具有優(yōu)選的平行于板表面的導(dǎo)熱。按照本發(fā)明的導(dǎo)熱板其中適用于對(duì)地板、墻壁、天花板等平面設(shè)置的加熱和空氣調(diào)節(jié)的覆蓋層進(jìn)行熱傳導(dǎo)。除在建筑物技術(shù)中的這種應(yīng)用以外，本發(fā)明的導(dǎo)熱板還可應(yīng)用于汽車、機(jī)器和設(shè)備中的傳熱、散熱和例如保存食品的調(diào)溫的貯藏器中。
背景技術(shù)：
為了達(dá)到滿意的房間空氣調(diào)節(jié)，與地板、墻壁和天花板加熱相結(jié)合采用專門的導(dǎo)熱的加熱層?？蓚鲗?dǎo)的地面層、灰漿等加熱層。其為了改善導(dǎo)熱性包含石墨添加物，由專利申請(qǐng)DE 196 22 788A、DE 100 49 230A和DE 198 02 230A、DE 195 386 86A以及DE 196 00 228 A是已知的。
在專利申請(qǐng)DE 41 17 077 A、DE 41 17 074A和DE 40 167 10中建議，將膨脹石墨的成型體應(yīng)用于地板加熱等加熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)中和為了消音和電磁屏蔽的裝置中。這樣的成型體這樣制造，即·可膨脹的石墨在流化床內(nèi)或已以最終形狀在適中的供熱下不完全膨脹并緊接著在提高的溫度下以一種形狀最終導(dǎo)致膨脹，或·在中等的供熱下將不完全膨脹的可膨脹石墨以一種形狀壓成預(yù)制品并緊接著以該形狀在較高的溫度下最終導(dǎo)致膨脹，或·將潮濕配制的可膨脹的石墨以一種形狀在供熱下膨脹。
因此在每一情況下以一最終形狀完成膨脹的最終階段，并且在完成膨脹以后沒(méi)有提供任何的致密度。該形狀必須設(shè)計(jì)成使其一方面在相當(dāng)大程度上是封閉的，借此材料達(dá)到符合要求的幾何形狀，而另一方面允許排出空氣。利用這種方法得到的成型體應(yīng)該是形狀穩(wěn)定的并具有均勻的密度。在上述方法的優(yōu)選方案中各種填充料和輔助材料，特別是粘結(jié)劑摻入可膨脹的石墨中。
由于在上述的制造方法中均勻分布于形狀中的可膨脹的石墨在全部空間方向發(fā)生膨脹，石墨的層壓平面在成型體內(nèi)沒(méi)有明顯的擇優(yōu)取向。
因此這樣的成型體的導(dǎo)熱性幾乎與方向沒(méi)有關(guān)系。但對(duì)于與平面設(shè)置的加熱元件例如墻壁、天花板或地板的加熱結(jié)合的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，優(yōu)選的沿表面的導(dǎo)熱是值得期望的，以便達(dá)到沿表面的快速而均勻的熱分布。上述的現(xiàn)有技術(shù)的其他的缺點(diǎn)是不連續(xù)的制造方法和為制造可排氣的形狀所需的較高費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
相反，按照本發(fā)明的導(dǎo)熱板，其包含壓縮的石墨膨脹體，提供在其中優(yōu)選沿板表面實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱。該導(dǎo)熱板是形狀穩(wěn)定的而不要添加粘結(jié)劑和填充料。此外提供一種方法，借其可以連續(xù)地制造這樣的膨脹石墨的導(dǎo)熱板。
膨脹的石墨(石墨膨脹體)的制造其中由US-A3 404 061是已知的。為了制造膨脹的石墨，沖擊性地加熱包含石墨的化合物或石墨鹽，例如硫酸氫石墨或硝酸石墨。此時(shí)石墨粒子的體積擴(kuò)大200至400倍，并且堆積密度降到2至20g/l。這樣得到的所謂石墨膨脹體包括螺旋形或折疊形的聚集體。
如果將完全膨脹的石墨在定向的壓力作用下壓縮，則優(yōu)選垂直于壓力作用方向設(shè)置石墨的層壓平面，其中各個(gè)聚集體相互間鉤住。借此可以不要添加粘結(jié)劑而制成自支撐的平面的形組織，例如板條或板。基于本發(fā)明的導(dǎo)熱板，在由厚度為0.15至3mm的石墨薄膜的制造的這種作用方面是已知的，例如其用作為制造密封墊的半成品。由于在石墨膨脹體的壓縮過(guò)程中定向的壓力作用，本發(fā)明的導(dǎo)熱板具有結(jié)構(gòu)上的各向異性，并由此產(chǎn)生本發(fā)明導(dǎo)熱板的有利的由各向異性決定的特性。由于石墨層壓平面平行于板表面的擇優(yōu)取向，在本發(fā)明的導(dǎo)熱板中相對(duì)于垂直于板表面的導(dǎo)熱優(yōu)選平行于表面(即沿橫向方向)的導(dǎo)熱。因此本發(fā)明的導(dǎo)熱板結(jié)合由石墨薄膜已知導(dǎo)熱性的各向異性與其他的對(duì)設(shè)定的應(yīng)用有利的膨脹石墨特性如小的重量、高的熱穩(wěn)定性、電磁的屏蔽能力、防火作用、耐腐蝕性和對(duì)鄰接的表面的良好的匹配。


由以下詳述、附圖和實(shí)施例得出本發(fā)明的其他的細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)。
其中圖1a-c本發(fā)明的導(dǎo)熱板的橫剖面圖，包括傳熱介質(zhì)的分配管；圖2具有本發(fā)明的導(dǎo)熱板的空氣調(diào)節(jié)覆蓋層用的構(gòu)件的橫剖面；圖3本發(fā)明的具有嵌在其中的加熱螺旋圈的導(dǎo)熱板的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
典型地，本發(fā)明的導(dǎo)熱板的厚度在8與50mm之間。但特別優(yōu)選的是厚度在20與40mm之間的板。對(duì)于建筑技術(shù)采用的墻壁、地板和天花板元件的典型尺寸在100×60與300×100cm之間。但本發(fā)明的導(dǎo)熱板不限于這些尺寸。按照考慮的應(yīng)用目的其長(zhǎng)度和寬度是可選擇的，因?yàn)樵撝圃旆椒](méi)有設(shè)置任何狹窄的限制。在本發(fā)明的導(dǎo)熱板中膨脹的石墨的密度在0.01至0.5g/cm3的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0.05與0.25g/cm3之間。對(duì)于建筑技術(shù)中的應(yīng)用，因此本發(fā)明的導(dǎo)熱板滿足對(duì)輕型結(jié)構(gòu)板的要求(粗密度＜400kg/m3)。
本發(fā)明的導(dǎo)熱板的導(dǎo)熱性在平行于板表面的方向?yàn)橹辽?.5W/m·K并且在垂直于板表面的方向?yàn)?.6W/m·K。因此平行于表面的導(dǎo)熱率大于垂直于表面的至少50％。膨脹的石墨的壓縮越強(qiáng)，亦即導(dǎo)熱板的密度越大，平行于板表面的導(dǎo)熱率與垂直于板表面的導(dǎo)熱率之比值越大。
本發(fā)明的導(dǎo)熱板可以例如結(jié)合利用流體載熱介質(zhì)的加熱或者結(jié)合電加熱使用。為了輸送流體的載熱介質(zhì)例如水，在本發(fā)明的導(dǎo)熱板中設(shè)置金屬管，例如銅或塑料如聚丙烯或交聯(lián)的聚乙烯的管。為了較好的傳熱優(yōu)選用金屬管。管2例如嵌入導(dǎo)熱板1內(nèi)，使其與板表面齊平為止(圖1a)，或部分地嵌入，亦即管2的一部分圓周浮雕式從導(dǎo)熱板1的表面凸出(圖1b)。用適合的材料填塞從板表面凸出的管的周圍的空間3，例如地面層(Estrich)或在其上涂覆地面層的石墨打漿料(Mahlgut)。電加熱用的加熱絲可以敷設(shè)在板表面上或壓入板表面內(nèi)。
或者，管2或加熱元件也可設(shè)置在導(dǎo)熱板1與1’之間，然后將兩導(dǎo)熱板壓在一起(圖1c)。已表明，由兩壓在一起的膨脹的石墨導(dǎo)熱板組成的這種復(fù)合板是很穩(wěn)定的，在板的分界面上不會(huì)再分開(kāi)。優(yōu)選對(duì)于該方案采用小厚度的板，以便得到復(fù)合板，其厚度只微小地超過(guò)嵌入的管的直徑。板表面與嵌入板內(nèi)的加熱元件或管之間的較大的間距是不利的，因?yàn)樵诒景l(fā)明的導(dǎo)熱板中垂直于板平面的導(dǎo)熱小于平行于板平面的。管或加熱絲設(shè)置成使其可沿板表面均勻地分布熱，例如成曲折形的或螺旋形的圖案設(shè)置。電加熱的加熱絲由于同樣的原因優(yōu)選設(shè)置成格柵形的或曲折形的。但為了達(dá)到均勻的熱分布，由于本發(fā)明的導(dǎo)熱板的高的導(dǎo)熱率，加熱管或加熱絲在待加熱的表面上不必要象在傳統(tǒng)的墻壁、天花板或地板的加熱那樣構(gòu)成為稠密的網(wǎng)柵。亦即格柵的網(wǎng)目、曲折的圈或螺旋的圈數(shù)可以較少地緊密，并且第一表面需要較少的格柵網(wǎng)目、曲折圈或螺旋圈數(shù)。因此減小了管或加熱絲的長(zhǎng)度。由此利用本發(fā)明的導(dǎo)熱板對(duì)管材料或加熱絲的需要與沒(méi)有導(dǎo)熱板的墻壁、天花板或地板的加熱相比降到50％。
管和加熱絲在本發(fā)明的導(dǎo)熱板的嵌入或直接在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，或采用本發(fā)明的導(dǎo)熱板和加熱絲或管構(gòu)成的預(yù)制構(gòu)件。
在其最簡(jiǎn)單的實(shí)施形式中，本發(fā)明的導(dǎo)熱板完全由膨脹的石墨構(gòu)成。填充料和輔助材料，特別是粘結(jié)劑對(duì)于本發(fā)明的導(dǎo)熱板的功能和形狀穩(wěn)定性是不需要的。但通過(guò)給石墨膨脹體的原材料添加金屬或/和碳纖維，可以提高本發(fā)明的板的導(dǎo)熱性、機(jī)械穩(wěn)定性。優(yōu)選這種纖維的長(zhǎng)度為0.2至5mm。纖維的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選在5與40％之間。
本發(fā)明的導(dǎo)熱板的另一實(shí)施形式的特征在于，將導(dǎo)熱板完全或部分地浸漬以塑料，例如樹(shù)脂或熱塑性塑料，以便提高對(duì)抗機(jī)械作用和環(huán)境影響的緊密性和穩(wěn)定性。
可選擇地或附加地，導(dǎo)熱板的一個(gè)或多個(gè)表面部分地或完全具有涂層。設(shè)置涂層或涂膜，其滿足規(guī)定的功能其中例如改善導(dǎo)熱板的外觀和可使用的方便性、防火、起水蒸汽擋層的作用、改善絕熱和消音以及減小沖擊敏感性。
涂層，例如漆層或塑料層在板表面上優(yōu)選不僅改善外觀和可使用性，而且還承擔(dān)或支持規(guī)定的建筑物理學(xué)的功能。例如用含金屬的漆層改善電磁的屏蔽。反射的漆層改善鄰接的房間內(nèi)的熱輻射。具有金屬薄膜例如鋁薄膜的涂膜也滿足這些功能。
絕熱的涂膜包括例如膨脹的聚苯乙烯、聚氨酯或玻璃纖維或礦物棉。將它們優(yōu)選設(shè)置在導(dǎo)熱板的遠(yuǎn)離待加熱空間的表面上，以便避免熱損失。
用于對(duì)包括其他功能層的本發(fā)明的導(dǎo)熱板進(jìn)行涂膜的其他適用的材料是纖維網(wǎng)和紙、木層板、平面的紡織材料(織物、鋪墊、針織品、編織物等)、多孔薄板以及塑料或金屬的薄膜。這些復(fù)合層是特別有利的，因?yàn)槌龑?dǎo)熱外還滿足附加的建筑物理學(xué)上的功能(如上所述)并且因?yàn)橥ㄟ^(guò)復(fù)合加強(qiáng)了導(dǎo)熱板的機(jī)械穩(wěn)定性。
導(dǎo)熱板的各端面優(yōu)選涂覆有例如用于改善外觀和減小沖擊敏感性的適當(dāng)?shù)牟牧希缒緦影?、塑料帶或金屬帶?br> 對(duì)于本發(fā)明的導(dǎo)熱板的其他的建筑技術(shù)上的應(yīng)用有利的是，至少一個(gè)表面部分或完全地設(shè)有可涂覆到其他建筑材料上的涂膜。對(duì)此適用的涂膜材料是油灰、灰漿和地面層物料以及砂漿和混凝土漿。
本發(fā)明的膨脹石墨導(dǎo)熱板并不限于簡(jiǎn)單的平面板形式。本發(fā)明的導(dǎo)熱板包括例如凹槽、榫槽或卷邊、滾花和壓花或結(jié)疤的表面、接縫和穿孔和其他局部的形變。此外在本發(fā)明的板中可以插入銷、角鐵、沖子、鉤子、錨栓或其他的連接元件，它們從板表面或端面凸出并且建立與鄰接的導(dǎo)熱板或其他的構(gòu)件的形鎖合和/或力鎖合的連接。
本發(fā)明的導(dǎo)熱板可以與通用的建筑技術(shù)上的材料包括完整的構(gòu)件，優(yōu)選輕型構(gòu)件相結(jié)合制造。這些復(fù)合構(gòu)件包括至少一個(gè)本發(fā)明的導(dǎo)熱板和至少另一個(gè)構(gòu)件，例如木板、石膏紙板、磚、浮石、石灰砂石、耐火粘土磚、瓷磚、多孔混凝土磚或板、Liaporsteine或青磚。
為了制造上述的由膨脹石墨導(dǎo)熱板和上述的層壓材料或建筑材料構(gòu)成的復(fù)合件，在與各另一種材料待連結(jié)的表面上配置一膠粘劑或另一種實(shí)現(xiàn)復(fù)合配件的粘附的媒質(zhì)，例如油灰或灰漿或砂漿或另一種粘結(jié)劑。但各個(gè)復(fù)合構(gòu)件之間的形鎖合連接也是可能的，例如槽/彈簧連接或卡扣連接例如彈性的鉤子。
以連續(xù)的方法實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的導(dǎo)熱板的制造，其包括以下基本步驟(i)石墨膨脹體的預(yù)壓縮與任選的再壓縮，以達(dá)到符合要求的密度和厚度的板條，和(ii)在必要時(shí)的再加工過(guò)程，以便涂膜、成型和制造復(fù)合材料。再加工過(guò)程有利地盡可能連續(xù)地在板條上實(shí)現(xiàn)并只需要在板條上間歇地定尺寸地剪切板。
在已知的制造石墨薄膜的加工方式中，將膨脹的石墨粒子經(jīng)由一前聯(lián)壓縮機(jī)(Vorverdichter)和一對(duì)軋輥、一般兩對(duì)軋輥引導(dǎo)，其中將膨脹體連續(xù)地輸給前聯(lián)壓縮機(jī)。在各對(duì)軋輥之間設(shè)置加熱區(qū)，在其中加熱材料。該加熱區(qū)內(nèi)的溫度為約600℃并且用于從變緊密的材料中排除空氣。石墨膨脹體在前聯(lián)壓縮機(jī)和各對(duì)軋輥中均受定向的壓力作用，這在石墨粒子中實(shí)現(xiàn)各層壓平面的平行的取向。利用這種方法可以得到很薄的薄膜(0.15至3mm厚)。
對(duì)于本發(fā)明的導(dǎo)熱板，這樣小的厚度是不必要的。已表明，由具有2.5至5g/l范圍內(nèi)的堆積密度的石墨膨脹體通過(guò)在紡織帶之間的預(yù)壓縮，亦即沒(méi)有通過(guò)各對(duì)軋輥的繼續(xù)壓縮就已得到具有石墨的層壓平面的明顯取向的板條。
板條可以直接由前聯(lián)壓縮機(jī)出來(lái)繼續(xù)再加工，例如浸漬或涂覆以其他的材料。
必要時(shí)給用作為原始材料的膨脹體在將其供給前聯(lián)壓縮機(jī)以前添加碳纖維或金屬纖維。
雖然需要只10至15mm的板厚度和/或高的材料密度(約0.5g/cm3)，但有意義的是，仍將連續(xù)從前聯(lián)壓縮機(jī)出來(lái)的石墨帶導(dǎo)向一對(duì)軋輥和/或兩對(duì)軋輥之間，其中在各對(duì)軋輥之間加熱也是可能的。合乎目的地，將該軋制過(guò)程與由其他的平面的材料構(gòu)成的覆蓋層的涂覆相組合，這些材料例如是纖維網(wǎng)和紙、平面的紡織材料(織物、鋪墊、針織品、編織物等)以及塑料或金屬的薄膜。
在此方法的下一步驟中，其連續(xù)地或間歇地銜接，將由連續(xù)的預(yù)壓縮過(guò)程與任選的再壓縮得到的石墨板條或?qū)⒂稍摪鍡l剪切的或沖裁出的板制成符合要求的使用形式。該工序，其以下總稱為再加工，包括多種多樣的加工過(guò)程如浸漬、涂膜、局部變形和/或以冷壓方法壓縮板/板條、修邊、成型例如通過(guò)板條/板的機(jī)械加工、嵌入加熱管或加熱絲以及由本發(fā)明的導(dǎo)熱板和常用的建筑材料制造復(fù)合構(gòu)件。
對(duì)于浸漬和表面涂膜的制造，按照現(xiàn)有技術(shù)有多種多樣適用的方法可供使用。例如以浸入法、噴射法或壓制法，以真空法或者真空法與壓制法的組合以及也在流化床中進(jìn)行浸漬。
所謂涂膜在全部過(guò)程中被理解為，其用于將本發(fā)明的板的表面上覆蓋另一種材料層。該材料不僅可以溶解于或作為粉末散布于液體內(nèi)，而且可以作為平面的層壓材料存在。這樣的涂膜可以例如通過(guò)涂刷法、涂漆法、噴射法、疊層法或滾壓法制造，其中在該方法中不同于浸漬法而不完全浸透本發(fā)明的板的內(nèi)部。在本發(fā)明的一特別的實(shí)施形式中構(gòu)件覆蓋有塑料熔體。這例如可在一溫度受控的流化床中用擠塑法實(shí)現(xiàn)，或如果板尺寸允許的話，也可用注塑法實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的導(dǎo)熱板與其他的層壓材料如紙帶、薄膜、金屬薄板、木層板、纖維網(wǎng)或平面的紡織形組織或建筑半成品如聚苯乙烯板和聚氨酯板、玻璃纖維板和礦物棉板、木板、石膏紙板、耐火粘土磚、磚、石灰砂石、浮石、瓷磚、多孔混凝土磚或板或Liaporsteinen之間的連結(jié)，通過(guò)在一個(gè)或在兩個(gè)待相互連結(jié)的表面上應(yīng)用膠粘劑、粘結(jié)劑、油灰、砂漿和灰漿，或通過(guò)在各材料之間建立形鎖合連接例如槽/彈簧連接或卡扣連接如彈性的鉤子來(lái)制造。
借助于冷擠壓法，通過(guò)輥對(duì)或間歇地用擠壓機(jī)將石墨帶完全平面或部分地變形和壓縮。借助壓花輥可以同時(shí)壓縮構(gòu)型，例如制造槽或卷邊、滾花和壓花、或結(jié)疤的表面。這可以板在涂覆覆蓋層之前也可以在其后進(jìn)行。
適用于制造槽、接縫或穿孔的方法是例如切割、沖壓、壓印、銑削、車削和刨銷。一特別優(yōu)選的機(jī)械加工方法是水射流切割。或者，為了加工采用磨蝕的粒子射束(砂射束、凍結(jié)的CO2小球)或激光射束。
在再加工階段必要時(shí)還可裝入功能部件如用于分配載熱介質(zhì)的管或加熱絲?；蛘咭部蓪⑵湓谑┕がF(xiàn)場(chǎng)當(dāng)場(chǎng)安裝。
如果制造出材料的涂膜或與材料的連結(jié)，而其又不能作為卷材使用，而只作為板材例如金屬薄板或紙板、石膏和木料的板材使用，則特別要間歇地進(jìn)行再加工。如果必須將這樣的表面涂膜或進(jìn)行另一種加工，則間歇的加工方式也是必需的，這樣的表面在直接壓縮后得到的板條中還完全不存在，例如在剪切板條/定尺寸剪切板時(shí)方得到的板的端面。此外，間歇的再加工使工作流程可以在空間上和時(shí)間上分離。
實(shí)施例1通過(guò)粉末狀的石墨膨脹體在兩紡織帶之間的連續(xù)壓縮而制成厚度為25mm的板條。由該板條切出長(zhǎng)度和寬度分別為30cm的樣品。確定其密度。測(cè)得值為0.027g/cm3。此外測(cè)定了樣品在X、Y和Z方向的導(dǎo)熱率和電阻率。其結(jié)果綜合于表1中。
表1

不僅電阻而且導(dǎo)熱性具有明顯的各向異性。優(yōu)選實(shí)現(xiàn)平行于板表面，亦即沿石墨層壓面的導(dǎo)熱和導(dǎo)電流。
實(shí)施例2制成面積為30×70cm的層壓復(fù)合構(gòu)件，其構(gòu)造示于圖2中。層壓復(fù)合件包括一18mm厚的硬質(zhì)纖維板4、一9mm厚的由壓縮的石墨膨脹體制成的導(dǎo)熱板1和一1mm厚的多孔薄板5。硬質(zhì)纖維板4在導(dǎo)熱板的背面用作絕熱，多孔薄板5在前面改善外觀。硬質(zhì)纖維板和導(dǎo)熱板相互粘結(jié)。多孔薄板在長(zhǎng)邊周圍嵌接層壓復(fù)合件并利用硬質(zhì)纖維板中的長(zhǎng)槽6、6’固定之。該層壓復(fù)合件例如適用于建造空氣調(diào)節(jié)覆蓋層。在導(dǎo)熱板1的遠(yuǎn)離硬質(zhì)纖維板4的表面內(nèi)嵌入一繞成阿基米德螺線7形式的塑料管(以下稱之為加熱螺線7)，其直徑為6mm，并嵌入到與板表面齊平為止。螺線的最外圈的直徑為21cm。螺線7大致定位在板1的中間，亦即螺線7的最外圈到板1的右邊緣的間距大致等于到板1的左邊緣的間距，并且螺線的最外圈到板1的上邊緣的間距大致等于到板1的下邊緣的間距。
圖3示出該導(dǎo)熱板1與嵌入其中的加熱螺線7的俯視圖。為了比較目的，制成另一種同樣尺寸的層壓復(fù)合件，其代替本發(fā)明的導(dǎo)熱板，包括一石膏紙板，其具有三個(gè)并列嵌入的加熱螺線，后者的尺寸等于嵌入石墨板的加熱螺線的尺寸。用50℃的熱水流過(guò)兩試驗(yàn)設(shè)置中的加熱螺線。兩板的表面上的溫度分布取決于熱水流過(guò)的持續(xù)時(shí)間的變化借助于紅外線溫度分布圖示法跟蹤。試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)兩表面具有25℃的溫度，識(shí)別不出沿表面的溫度梯度。此外，板在由加熱螺線包圍的區(qū)域內(nèi)和在其周邊內(nèi)的溫度變化的時(shí)間分布由表2是顯而易見(jiàn)的。

在利用本發(fā)明的導(dǎo)熱板的試驗(yàn)設(shè)置中，由于膨脹的石墨的高的橫向?qū)嵝灾灰砸粋€(gè)加熱螺線而不同于利用傳統(tǒng)的石膏板和三個(gè)加熱螺線的試驗(yàn)設(shè)置達(dá)到明顯更快的加熱和均勻的溫度分布。
附圖標(biāo)記清單1，1’導(dǎo)熱板2 用于流過(guò)流動(dòng)的傳熱介質(zhì)的管3 用地面層或石墨打漿料填塞的空間4 硬質(zhì)纖維板5 多孔薄板6，6’長(zhǎng)槽7 加熱螺線
權(quán)利要求
1.一種由無(wú)粘結(jié)劑的壓縮的石墨膨脹體構(gòu)成的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，平行于板表面的導(dǎo)熱比垂直于板表面的導(dǎo)熱率高至少50％。
2.按照權(quán)利要求1所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，平行于板表面的導(dǎo)熱率為至少5.5W/m·K。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，板的厚度在8mm與50mm之間并且板材料的密度在0.01g/cm3與0.4g/cm3之間。
4.按照權(quán)利要求1至3之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，板的厚度在15mm與40mm之間。
5.按照權(quán)利要求1至4之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，板材料的密度在0.05g/cm3與0.25g/cm3之間。
6.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，板具有浸漬。
7.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，至少一個(gè)板表面完全或部分地覆蓋有漆或塑料。
8.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，至少一個(gè)板表面完全或部分地涂覆有金屬薄膜或塑料薄膜、一多孔薄板、一紡織的平面形組織、木層板、纖維網(wǎng)或紙。
9.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，至少一個(gè)板表面完全或部分地涂覆有絕熱材料。
10.按照權(quán)利要求9所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，絕熱的涂膜包括膨脹的聚苯乙烯、聚氨酯、玻璃纖維或礦物棉。
11.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，至少一個(gè)板表面完全或部分地涂覆油灰、灰漿和地面層、砂漿或混凝土漿。
12.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，板具有凹槽、榫槽、卷邊、滾花、壓花或結(jié)疤的表面、接縫和穿孔結(jié)構(gòu)單元中的至少一種。
13.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，板具有銷、角鐵、沖子、鉤子、錨栓或其他的裝置，用以建立與另一輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板或另一構(gòu)件的力鎖合或形鎖合的連接。
14.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板包括用于分配流體的載熱介質(zhì)的管和用于電加熱的導(dǎo)線。
15.按照權(quán)利要求14所述的具有用于分配流體的載熱介質(zhì)的管的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，所述管嵌入板表面內(nèi)使管壁與板表面齊平為止。
16.按照權(quán)利要求14所述的具有用于分配流體的載熱介質(zhì)的管的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，所述管嵌入板表面內(nèi)使管的一部分圓周浮雕式從板表面凸出。
17.由兩塊相互疊置的按照權(quán)利要求1至13之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板組成的復(fù)合體，其特征在于，用于分配流體的載熱介質(zhì)的管或用于電加熱的導(dǎo)線嵌入在兩板之間。
18.按照權(quán)利要求14所述的具有用于電加熱的加熱導(dǎo)線的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，加熱導(dǎo)線嵌入板表面內(nèi)。
19.按照權(quán)利要求14所述的具有用于電加熱的加熱導(dǎo)線的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板，其特征在于，加熱導(dǎo)線敷設(shè)在板表面上。
20.在建筑技術(shù)中應(yīng)用的復(fù)合構(gòu)件，包括至少一個(gè)按權(quán)利要求1至13之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板和至少另一構(gòu)件，此構(gòu)件由木板、石膏紙板、耐火粘土磚、瓷磚、多孔混凝土磚或板、磚、石灰砂石、浮石、Liaporsteine或青磚制成。
21.按照權(quán)利要求20所述的復(fù)合構(gòu)件，其特征在于，各構(gòu)件通過(guò)膠粘劑、增附劑或粘結(jié)劑相互連結(jié)。
22.按照權(quán)利要求20所述的復(fù)合構(gòu)件，其特征在于，各構(gòu)件相互形鎖合連接。
23.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板或復(fù)合構(gòu)件在地板、天花板或墻壁的加熱或空氣調(diào)節(jié)覆蓋層中的應(yīng)用，用來(lái)在建筑物、汽車、機(jī)器和設(shè)備以及貯藏器中傳熱和散熱。
24.按照權(quán)利要求1至5之一所述的輕型結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱板的制造方法，其特征在于，將石墨膨脹體連續(xù)輸入一前聯(lián)壓縮機(jī)中、在各紡織帶之間壓縮成一板條，由其定尺寸剪切成符合要求的尺寸的板。
25.按照權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，板條的厚度在8mm與50mm之間，并且板條的密度在0.01g/cm3與0.5g/cm3之間。
26.按照權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，在前聯(lián)壓縮機(jī)中得到的板條緊接著在各對(duì)軋輥之間再壓縮，其中預(yù)壓縮和再壓縮構(gòu)成一連續(xù)的加工流程。
27.按照權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，將各對(duì)軋輥之間的再壓縮過(guò)程與涂膜的涂覆相組合。
28.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將預(yù)壓縮的和在必要時(shí)再壓縮的板條浸漬和/或涂膜，其中，壓縮、必要時(shí)的再壓縮，和浸漬或/和涂膜，這些步驟構(gòu)成一連續(xù)的加工流程。
29.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，板條和由其定尺寸剪切的板通過(guò)水射束、激光射束或者磨蝕的粒子射束進(jìn)行機(jī)械加工并產(chǎn)生構(gòu)造。
30.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，板條或由其定尺寸剪切的板利用壓花輥產(chǎn)生構(gòu)造。
31.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將板條或由其定尺寸剪切的板借助于冷壓變形和壓縮。
32.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在板條或由其定尺寸剪切的板中嵌入用于分配流體的載熱介質(zhì)的管。
全文摘要
本發(fā)明涉及由壓縮的石墨膨脹體構(gòu)成的導(dǎo)熱板，其層壓平面優(yōu)選平行于表面設(shè)置，從而相對(duì)于垂直于板平面的導(dǎo)熱優(yōu)選沿橫向方向的導(dǎo)熱。本發(fā)明的導(dǎo)熱板適用于地板、墻壁、天花板等平面設(shè)置的加熱和空氣調(diào)節(jié)覆蓋層的熱傳導(dǎo)，用來(lái)在建筑物、汽車、機(jī)器和設(shè)備以及貯藏器中傳熱和散熱。該導(dǎo)熱板是形狀穩(wěn)定的而不要添加粘結(jié)劑和輔助材料并且可以以連續(xù)的方法制造。
文檔編號(hào)H05B3/14GK1590344SQ20041005748
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者維爾納·古克特, 理查德·諾伊特, 沃爾夫?qū)そ鸩? 克里斯蒂安·基普費(fèi)爾斯伯格 申請(qǐng)人:Sgl碳股份公司