[发明专利]一种热交换异相复合薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高聚物复合材料技术领域，尤其涉及一种新型热交换异相复合薄膜及其制备方法。

背景技术

人们在室内度过90%的时间，而室内空气污染水平可能是室外的2~5倍。如刚装修的房间甲醛超标，厨房中油烟含量过高，密闭的车厢、船舱等二氧化碳及水汽含量超标，人员集中区域空气混浊，这些原因都会严重影响到人体的健康。日常生活中，室内几乎所有空间都含有灰尘、细菌、病毒、动物毛发、烟雾和包括石棉在内的有害纤维。恶劣的空气质量使得哮喘和过敏症更加严重。由于空调或暖气的使用，若直接打开门窗让室内外空气流通，会造成冷量或热量的白白浪费。使用全热空气交换器，通过进来的新鲜空气与排出的混浊空气在全热交换膜上进行能量和湿度交换，可对建筑物内的空气能量和湿度进行调节与回收，从而有效地实现建筑物的环保和节能减排，因此全热空气交换器技术是世界各国争相研究和发展的方向，也是我国建设节能环保型社会的要求。

全热空气交换薄膜是全热空气交换器中的关键部分，但是目前我国自行生产的相关产品远远落后于国际先进水平，与此同时，发达国家如日本一直对外实行较严的技术封锁，因此迫使我国急需开展全热空气交换薄膜相关的技术研发。

在公开号为CN102061026A的中国发明专利申请中，我们公开了“一种透热透湿的复合薄膜及其制备方法”，该复合薄膜具有低成本与高透热透湿性能等优点，作为空气换热器的热交换材料具有良好的应用前景。但是该复合薄膜在力学性能及气体阻隔性方面还有待改进。为此，我们在申请号为CN201110378277.4的中国发明专利申请中，提出了“一种异相离子交换复合薄膜及其制备方法”，该复合薄膜在透热透湿复合薄膜的基础上有效地提高了其力学性能。另外在公开号为CN102382364A的中国发明专利申请中公开了“一种纤维素改进透湿阻隔复合薄膜及其制备方法”，该复合薄膜则是在透热透湿复合薄膜的基础上有效提高了其气体阻隔性。

在各类性能中，提高传热性能将有效提高全热交换膜的温度交换效率，促进效能比的提高，热交换异相复合薄膜不仅在空气能量的回收上，在废水余热的回收领域也具有非常重要的现实意义。与此同时，在水处理等领域，热交换异相复合薄膜也有一定的用武之地。

发明内容

本发明的技术目的是针对申请号为CN201010576547.8的中国发明专利申请《一种透热透湿的复合薄膜及其制备方法》公开的透热透湿复合薄膜，探索研究如何进一步提高该复合薄膜的各项性能，包括在保持一定的阻燃、透湿和力学性能的同时，如何提高传热性能、二氧化碳等气体的阻隔性能，使其满足实际应用的要求，尤其是作为热交换材料在空气换热器中的要求。

本发明所采用的技术方案为：一种热交换异相复合薄膜，包括高聚物和非金属无机物，其中，高聚物具有可溶性或可熔性，非金属无机物具有层状、网状或孔状结构，并且非金属无机物以晶相粉粒分散在高聚物中，其特征是：还包括高导热导电材料，所述的高导热导电材料质量占高聚物和非金属无机物总质量的1%~10%。

所述的高导热导电材料包括但不限于石墨、石墨烯、碳纳米管、金刚石和金、银、铝、铜、铁以及其他金属材料中的一种或几种的混合物。作为优选，所述的高导热导电材料的质量占高聚物和非金属无机物总质量的2.5%～9.5%，进一步优选为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热塑性的高聚物中的一种或几种的混合物。作为优选，所述的高聚物与非金属无机物的质量比为9:2~2:8，进一步优选为5:5~2:8。

所述的非金属无机物选自但不限于氧化物、磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、亚硒酸盐和杂多酸等中的一种或两种以上的组合物。

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

所述的磷酸盐包括第一、二、三、四、五主族元素以及过渡元素的各种形式的正磷酸盐和缩聚磷酸盐。

所述的硅酸盐包括层状硅酸盐、网状硅酸盐、孔状硅酸盐，例如：高岭土、凹凸棒土、蒙脱土、硅藻土、长石粉、硅灰石、沸石、方钠石、NH4-镓酸盐中的一种或两种以上的混合物。