電致發熱功能復合防水材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電致發熱功能復合防水材料及其制備方法，屬于防水建材制造技術領域。
【背景技術】
[0002]30年來，隨著國家建設規模的持續增大，我國建筑防水工程取得了舉世矚目的成就，形成了以改性瀝青防水材料、合成高分子防水材料、新型防水涂料、建筑密封材料、堵漏材料、瓦類材料等多類別、多品種、多元化、系列化以及高端化防水產品并存的局面；建筑防水應用領域也有傳統的建筑屋面防水向高速鐵路(公路)、橋梁(橋涵)、城市軌道交通、城市高架道路、地下空間、環保設施、水利設施和機場碼頭等工程領域防水延伸和拓展。
[0003]防水應用領域的多元化和復雜化，也對防水材料的性能和/或功能提出了更高的要求。例如，在某些防水區域，有時不僅期望防水材料具有防水功能，而且還希望它具有額外的附加功能，如“產生熱量”，以達到設計/施工/應用人員對功能的要求和滿足人們生產、生活需求。常見的一些應用場所，如在我國北方冬季機場候車室屋面經常沉積大量冰雪以及冰雪融化或碾壓后常在飛機跑道和人行道路上產生厚厚的冰層現象，對飛機駕駛和人員安全產生嚴重的隱患；在一些花房、種植屋面、體育場地的草坪等領域為滿足冬季植物生長需求，在防水結構層中也期望能為土壤提供適當的溫度；另外，在公共建筑和家庭取暖、牲畜養殖場所及其它行業設施中對結構防水層的功能也提出了更高的要求，迫切期望防水結構層即具有防水又具有產生熱量的功能。
[0004]目前，市場上也存在一些通電發熱的取暖材料，如電熱膜、碳晶、發熱電纜等，但是，這些材料在施工過程中還需加入防水、防潮材料，以防止后期應用過程中漏電、著火等事故的發生，這樣不僅會影響材料發熱取暖效果，而且也增加施工成本，為此，迫切需求一種既具有防水、防潮功能，又具有通電發熱功能的復合防水材料的出現。
【發明內容】
[0005]本發明提供了電致發熱功能復合防水材料及其制備方法，該電致發熱功能復合防水材料既具有現有技術產品中的防水功能，又具有產生熱量的功能，能夠在1.5伏至220伏的電壓作用下工作，為應用場所提供熱量；根據應用范圍，選擇不同加工載體材料，來制備不同性狀和性能的電致發熱功能復合防水材料，以滿足人們日常生產和生活、工業、農業及建筑等領域對防水結構材料“防水一生熱”功能一體化的需求。
[0006]本發明提供的電致發熱功能復合防水材料，它包括兩層防水基材層和位于所述防水基材層之間的電熱層；
[0007]制成所述電熱層的材料包括電熱材料；
[0008]在所述電熱層內或者是所述電熱層與所述防水基材層之間，鋪設有至少兩個截流條，所述截流條之間設有間距。
[0009]本發明提供的電致發熱功能復合防水材料中，所述電熱層在外界施加電壓作用下產生焦耳熱，實現防水材料的發熱功能，遠優于由熱源共同構成的防水一生熱一體化材料，同時本發明材料工作過程中還向外界輻射處4-15微米的遠紅外波；所述的防水基材層不僅可起到防水的作用，而且也可作為電熱層與人和外界環境的隔離體/防護體，提高電熱材料應用的安全性，無需再額外增設絕緣材料；所述的截流條作用在于封裝電熱層，將其形成類似于“電阻”作用的物件，通過導線、卡線槽與施加電壓構成閉合的回路。
[0010]上述電致發熱功能復合防水材料中，所述電致發熱功能復合防水材料還包括網格布或無紡布；所述網格布/無紡布(網格布或無紡布)不僅可提高卷材的力學強度、耐割破性能和尺寸穩定性等，同時也可作為電熱層的載體；
[0011]所述網格布或無紡布通過下述A)或B)與電熱材料接觸:
[0012]A)所述網格布或無紡布與電熱層接觸；
[0013]B)所述網格布或無紡布與電熱層復合為一體；
[0014]當所述網格布或無紡布與電熱層接觸時，所述截流條通過下述Al)或A2)固定于所述網格布或無紡布上:
[0015]Al)粘貼于所述網格布或無紡布的表面；
[0016]A2)編織于所述網格布或無紡布中；
[0017]當所述網格布或無紡布與電熱層復合為一體時，所述截流條通過下述BI)或B2)固定于所述網格布或無紡布與所述電熱層形成的電熱復合層上:
[0018]BI)粘貼于所述電熱復合層的表面；
[0019]B2)編織于所述電熱復合層中。
[0020]所述網格布是指采用直徑為200nm?400 μ m的有機和/或無機纖維編織而成，對經向和瑋向纖維的絲數、編織結構、經與瑋間的網格尺寸可設計，可為玻纖氈、聚酯氈、玻纖改性聚酯氈、聚酯纖維網格布、聚丙烯纖維網格布、碳纖維網格布、聚酰亞胺網格布、芳綸網格布、芳砜綸網格布或丙綸織物；所述無紡布可為聚酯無紡布、聚丙烯無紡布或碳纖維無紡布。
[0021 ] 上述電致發熱功能復合防水材料中，制成所述電熱層的材料包括電熱材料，所述電熱材料中含有導電導熱填料和連接料；
[0022]所述導電導熱填料為炭黑粉、石墨粉、石墨烯、碳納米管、碳纖維絲、銀粉、銅粉、鋁粉、鐵粉、鈦白粉、二氧化硅、氧化鎂和碳化硅中的至少一種；
[0023]所述連接料為有機和/或無機材料，具體可為環氧樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯、聚酰胺、聚二甲基硅氧烷彈性體、醇酸樹脂和硅酸鈉中至少一種。
[0024]所述電熱材料還包括溶劑，如水、乙醇、丙酮或甲苯。
[0025]上述電致發熱功能復合防水材料中，所述截流條可為片狀截流條、絲狀截流條和導電膠中的至少一種；
[0026]所述片狀截流條可為銅箔、鐵片或鋁箔，厚度可為I μπι?5mm，優選為50μηι?2謹，具體可為50 μ m?I謹、80 μ m?1.2謹、50 μ m、80 μ m、I謹或1.2mm ;寬度可為I謹?50mm,優選為5mm?20mm,具體可為5mm?20mm、5mm或20mm ；
[0027]所述絲狀截流條可為金屬絲和導電纖維中任一種，所述絲狀截流條的直徑為200nm?50 μπι，具體可為20 μπι?30 μπι、20 μπι、25 μπι或30 μπι ;所述金屬絲為銅線或鐵絲；所述導電纖維可為碳纖維、碳素復合纖維、銅氨纖維、聚苯胺纖維、聚吡咯纖維、電鍍有金屬的聚酰亞胺纖維、芳綸纖維或玻璃纖維；
[0028]所述金屬可為銅、銀、金或鎳。
[0029]所述導電膠可為環氧導電膠、硅基導電膠和導電銀漿中的任一種。
[0030]上述電致發熱功能復合防水材料中，所述防水基材層由防水基材構成；所述防水基材可為片狀防水基材或防水涂料；
[0031]所述片狀基材層可為聚合物改性瀝青防水基材層和合成高分子防水基材層任一種；
[0032]所述的聚合物改性瀝青防水基材層可以為彈性體改性瀝青防水基材層、塑性體改性瀝青防水基材層中的任一種；所述的彈性體改性瀝青防水基材層優選為苯乙烯一丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體(簡稱為SBS橡膠)改性瀝青防水基材層，塑性體改性瀝青防水基材層優選為聚丙烯、聚烯烴類聚合物改性瀝青防水卷材層；所述的合成高分子防水基材層可以為但不限制于熱塑性聚烯烴(簡稱為TPO)防水基材層、三元乙丙橡膠(簡稱為EPDM)防水基材層、聚氯乙烯(簡稱為PVC)防水基材層、高密度聚乙烯(簡稱為HDPE)自粘膠膜防水基材層、乙烯一醋酸乙烯(簡稱為EVA)高分子復合防水基材層、聚氯乙烯一橡膠共混防水基材層、氯磺化聚乙烯防水基材層、低密度聚乙烯基材層、丁基橡膠防水基材層中的任一種；本領域的技術人員應當明白，在本發明所述的合成高分子防水基材層中添加了分子量不低于1000克/摩爾的聚合物都應當屬于本專利權利范疇；本領域的技術人員也應當明白對所述的防水基體層進行除防水以外功能的增減和增加的額外功能層也都應包含在本專利權利范疇。
[0033]所述的防水涂料可為聚氨酯防水涂料、丙烯酸防水涂料、聚合物水泥防水涂料、甲基丙烯酸甲酯防水涂料和瀝青防水涂料中的任一種。
[0034]制成所述電熱層的材料由所述電熱材料構成、由所述電熱材料與所述防水基材構成或者由所述電熱材料與網格布或無紡布構成。
[0035]上述電致發熱功能復合防水材料的總厚度可為0.5mm?7mm，具體可為1.5?7.0mm、L 5 ?