[发明专利]一种以石墨烯为基质的热交换器芯片的成份组方及制造工艺

说明书

本发明提供了一种以石墨烯为基质的热交换器芯片的成份组方及制造工艺，属于复合型导热膜体材料技术领域。它解决了现有空调机组能耗高，新风机热传导效率低的问题。本石墨烯滤纸的具体组方，以1000质量份浆板为计量比例数据，水200质量份，3M分子筛粉剂2.0质量份，三氧化二铝粉剂1.0质量份,液剂石墨烯0.5质量份，导热型丙烯酸脂2.0质量份,LM‑8088纸张专用阻燃粉剂80.0质量份，杀菌剂2.0质量份，通过打浆、造浆、出纸、纸面喷涂、成型、组合的制造工序，制造出含水量6%，厚度为0.07～0.09mm，滤纸纸张克重在35g/㎡的复合型超导热石墨烯滤纸。本发明具有导热效率更高的优点。

技术领域

本发明属于复合型导热膜体材料技术领域，涉及一种热交换器中的导热滤纸，特别涉及一种热交换器超导热石墨烯滤纸的成份组方及制造工艺。

背景技术

超导热石墨烯滤纸是热回收新风机设备最核心元件热交换器的膜体，主要用于改善和处理密闭建筑与大气环境关于空气质量需求之间的矛盾及热量回收的节能环保型空气质量处理装置的重要核心材料；热交换器是热回收新风机最核心元件，既是空气分离的分子筛，又是能量传导的换热器，同时也是新风和排风多元分隔的气流通道。

空气质量处理装置主要用于改善密闭建筑环境和大气环境的空气质量和热回收利用，它主要结构包括风机动力模块、高中低过滤器模块、热交换器模块、空气检测模块、智能控制模块、箱体钣金件等等。热交换器就是新风系统在室内外空气置换过程中，室内排风的热量，以热传导传递给新风，由新风送回到室内，从而降低空调机组使用能耗，实现经济高效的新风运行。

目前，使用的热交换器普遍存在以下三个方面的问题：

（1）以植物长纤维纸为基体，导热系数30W/mk 三氧化二铝、二氧化硅为主要成份的沸石分子筛为喷镀层材料的纳米级孔径滤纸，基体层在45g/m2, 热传导效率低下，焓差效率普遍在50%以下，达不到国家标准；

（2）以PP无纺布为基材，以乳胶和沸石分子筛为喷镀层材料，同样存在热传导效率低下的问题；

（3）石墨烯乳胶薄膜，以PP乳胶基料，三氧化二铝、二氧化硅、石墨烯为辅料，短期导热效率高，过滤效果好，但，膜体材料径向拉应力和横向拉应力差异大，膜体易氧化，易撕裂，寿命短，膜体耐压性差，产品无法注塑聚合，产品稳定性差。

热交换器市场上存在3种造型：全纸质瓦楞交叉型，半塑瓦楞交叉型，纸塑逆向对流型。

（1）全纸质瓦楞交叉型热交换器，阻力大、强度低、易变形、易堵塞、需更换，是最为原始的第一代热交换器。

（2）半塑瓦楞交叉型热交换器，阻力大、易堵塞、该热交换器迎风面结构难以改变，内部阻力大，是第一代热交换器的改良版热交换器，是一款技术改进不够彻底的热交换器。

（3）纸塑逆向对流型热交换器，这是一款技术先进，结构合理的热交换器，采用导热滤纸和ABS聚合注塑技术，实现了宽风道、高密度、多单元、免维护的热交换器，本热交换器的热交换效率相对较高、强度高、寿命长、风道隔离效果强，是目前最为理想的热交换器结构形式。但存在手工复膜，ABS骨体大、片型厚，迎风面阻力大，密度不够，导热滤纸这一核心材料的膜体技术属于传统组方，影响热传导效率的提高，经过国家有关权威部门检测，热交换器在新风领域的热传导效率普遍在40~50%之间，热传导效率偏低，成为目前新风产业发展的技术瓶颈。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种利用植物纤维的稳定性，石墨烯材料的超导热性能，结合新风机的使用领域和技术性能要求，提供一种复合型导热膜体材料的制备方法，从而制备出超导热石墨烯滤纸；结合ABS聚合注塑技术，空气流体力学原理，制备出合成超导热石墨烯滤纸的ABS热交换器聚合体。