[发明专利]一种高导热型全热交换膜及其制备方法

说明书

提供了一种高导热型全热交换膜及其制备方法，还提供了一种全热交换芯体、一种全热交换器及一种空气处理机组。该高导热型全热交换膜包括导热亲水无纺碳纤维毡以及涂敷在该导热亲水无纺碳纤维毡上的亲水性高分子复合材料；其中，所述导热亲水无纺碳纤维毡主要由亲水改性的碳纤维制成，所述亲水性高分子复合材料包括亲水性高分子材料和填料；所述全热交换膜具有10‑37W/(m·K)的导热系数。本发明的高导热型全热交换膜通过利用导热亲水碳纤维网络作为全热交换膜的基材或骨架、且在该基材或骨架上涂敷亲水性高分子复合材料，提高了全热交换膜的透湿性和导热性。

技术领域

本发明属于高分子聚合物领域，涉及一种全热交换膜，特别是一种超高导热复合全热交换膜及其制备方法，还涉及一种包括该全热交换膜的全热交换芯体，一种包括全热交换芯体的全热交换器以及一种包括全热交换芯体的空气处理机组。

背景技术

新风换气装置技术近年来有较大提高，通过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，可对建筑内空气能量及湿度进行调节和回收，从而有效实现建筑物节能减排的目标。

现有新风机的热交换芯块多采用铝芯块和纸芯块，铝芯块应用于显热交换器，无法进行湿度交换即潜热交换；纸芯块应用于全热交换器，但是一方面显热交换远低于铝芯，另一方面容易霉变、堵塞和滋生细菌，降低了空气品质，使用寿命也比较短。

在以上背景下，近年来有技术希望通过使用高导热填料来提高全热交换膜的导热系数，进而赋予透湿膜一定的显热交换能力。对此，目前主要采用的技术路线有两种：

(1)高导热纸芯。采用高导热填料加入到纸浆中，提高纸芯的全热交换效率。例如：

申请号为CN201410590943.4的中国专利申请中公开了一种高导热性石墨烯复合导热过滤材料，采用水溶性石墨烯和纸浆，其含量配比为水溶性石墨烯≤2％、纸浆≥98％，常温下均匀混合后采用造纸工艺成型为板状或用模具成型。

(2)高导热高分子芯。以树脂和高导热填料为原料，以不同方法成型制备全热交换膜，提高高分子芯的全热交换效率。例如：

申请号为CN201210332671.9的中国专利申请公开了一种热交换异相复合薄膜及其制备方法，该热交换异相复合薄膜由高聚物、非金属无机物和高导热导电材料组成，其中非金属无机物以晶相粉粒分散在高聚物基体中，形成多相固态薄膜；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，高导热导电材料具有层状、管状或其它晶格结构，并且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％。

申请号为CN201610118814.4的中国专利申请公开了一种管状中空纤维膜、制备方法及应用，其中该纤维膜为中空管状结构，管壁由外向内依次包括皮层和多孔支撑层，其中，皮层的材质为聚乙烯醇，且皮层的厚度为5-20μm，多孔支撑层中含有导热材料，导热材料占多孔支撑层总质量的40-60％。

申请号为CN201310120456.7的中国专利申请中公开了一种高导热透湿膜及其制备方法。高导热透湿膜包括膜基材及高导热填料，高导热填料在膜基材和高导热填料总量中的含量为1-10wt％。

但是以上方法在实际操作过程中，存在以下缺点：导热填料添加量较少时，不能形成连续的导热通路，对导热性能几乎无改善作用；填料添加量较多时，又往往阻塞高分子膜中的微孔，导致透湿率降低，同时也会大大降低膜的力学性能。因此，目前采用导热填料/高分子复合膜的技术，材料导热系数一般在0.2-1W/m·K

为此，市场需要一种新的全热交换膜，其可以在不降低潜热交换率的前提下，有效提高显热交换效率。

发明内容

针对上述问题，本发明对材料和结构进行设计，使用碳纤维毡和高分子聚合物的复合薄膜，在保证膜较高透湿率即潜热交换效率的同时，大大提高其导热系数即显热交换效率，使全热交换有效提高，同时，还可大大提高膜的力学性能。