[發明專利]一種熱交換異相復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201210332671.9
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN102888062A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 薛立新;劉秉鑫;陳景;李娟;杜旭東
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L23/06;C08L23/30;C08L29/04;C08L23/28;C08K3/34;C08K3/04;C08K3/16;C08K3/32;C08K3/30;C08K3/24;C08K7/00;C08K3/08;C08
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

技術領域

本發明屬于高聚物復合材料技術領域，尤其涉及一種新型熱交換異相復合薄膜及其制備方法。

背景技術

人們在室內度過90%的時間，而室內空氣污染水平可能是室外的2~5倍。如剛裝修的房間甲醛超標，廚房中油煙含量過高，密閉的車廂、船艙等二氧化碳及水汽含量超標，人員集中區域空氣混濁，這些原因都會嚴重影響到人體的健康。日常生活中，室內幾乎所有空間都含有灰塵、細菌、病毒、動物毛發、煙霧和包括石棉在內的有害纖維。惡劣的空氣質量使得哮喘和過敏癥更加嚴重。由于空調或暖氣的使用，若直接打開門窗讓室內外空氣流通，會造成冷量或熱量的白白浪費。使用全熱空氣交換器，通過進來的新鮮空氣與排出的混濁空氣在全熱交換膜上進行能量和濕度交換，可對建筑物內的空氣能量和濕度進行調節與回收，從而有效地實現建筑物的環保和節能減排，因此全熱空氣交換器技術是世界各國爭相研究和發展的方向，也是我國建設節能環保型社會的要求。

全熱空氣交換薄膜是全熱空氣交換器中的關鍵部分，但是目前我國自行生產的相關產品遠遠落后于國際先進水平，與此同時，發達國家如日本一直對外實行較嚴的技術封鎖，因此迫使我國急需開展全熱空氣交換薄膜相關的技術研發。

在公開號為CN102061026A的中國發明專利申請中，我們公開了“一種透熱透濕的復合薄膜及其制備方法”，該復合薄膜具有低成本與高透熱透濕性能等優點，作為空氣換熱器的熱交換材料具有良好的應用前景。但是該復合薄膜在力學性能及氣體阻隔性方面還有待改進。為此，我們在申請號為CN201110378277.4的中國發明專利申請中，提出了“一種異相離子交換復合薄膜及其制備方法”，該復合薄膜在透熱透濕復合薄膜的基礎上有效地提高了其力學性能。另外在公開號為CN102382364A的中國發明專利申請中公開了“一種纖維素改進透濕阻隔復合薄膜及其制備方法”，該復合薄膜則是在透熱透濕復合薄膜的基礎上有效提高了其氣體阻隔性。

在各類性能中，提高傳熱性能將有效提高全熱交換膜的溫度交換效率，促進效能比的提高，熱交換異相復合薄膜不僅在空氣能量的回收上，在廢水余熱的回收領域也具有非常重要的現實意義。與此同時，在水處理等領域，熱交換異相復合薄膜也有一定的用武之地。

發明內容

本發明的技術目的是針對申請號為CN201010576547.8的中國發明專利申請《一種透熱透濕的復合薄膜及其制備方法》公開的透熱透濕復合薄膜，探索研究如何進一步提高該復合薄膜的各項性能，包括在保持一定的阻燃、透濕和力學性能的同時，如何提高傳熱性能、二氧化碳等氣體的阻隔性能，使其滿足實際應用的要求，尤其是作為熱交換材料在空氣換熱器中的要求。

本發明所采用的技術方案為：一種熱交換異相復合薄膜，包括高聚物和非金屬無機物，其中，高聚物具有可溶性或可熔性，非金屬無機物具有層狀、網狀或孔狀結構，并且非金屬無機物以晶相粉粒分散在高聚物中，其特征是：還包括高導熱導電材料，所述的高導熱導電材料質量占高聚物和非金屬無機物總質量的1%~10%。

所述的高導熱導電材料包括但不限于石墨、石墨烯、碳納米管、金剛石和金、銀、鋁、銅、鐵以及其他金屬材料中的一種或幾種的混合物。作為優選，所述的高導熱導電材料的質量占高聚物和非金屬無機物總質量的2.5%～9.5%，進一步優選為2.5%～9%。

所述的高聚物包括但不限于聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚乙烯醇、可溶性氟碳聚合物、氯化聚乙烯、氧化聚乙烯以及其他具有熱塑性的高聚物中的一種或幾種的混合物。作為優選，所述的高聚物與非金屬無機物的質量比為9:2~2:8，進一步優選為5:5~2:8。

所述的非金屬無機物選自但不限于氧化物、磷酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、亞硒酸鹽和雜多酸等中的一種或兩種以上的組合物。

其中，所述的氧化物具有通式：QO_e/2。e=1~8；其中Q選自第二、三、四、五主族元素和過渡元素，例如：SiO₂、Al₂O₃、Sb₂O₅、SnO₂、ZrO₂、TiO₂、MoO₃、OsO₄等。

所述的磷酸鹽包括第一、二、三、四、五主族元素以及過渡元素的各種形式的正磷酸鹽和縮聚磷酸鹽。

所述的硅酸鹽包括層狀硅酸鹽、網狀硅酸鹽、孔狀硅酸鹽，例如：高嶺土、凹凸棒土、蒙脫土、硅藻土、長石粉、硅灰石、沸石、方鈉石、NH4-鎵酸鹽中的一種或兩種以上的混合物。