CN103627241A - 具有高效能远红外发射能力的掺杂石墨电发热涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电发热材料，尤其涉及一种具有高效能远红外发射能力的掺杂石墨电发热涂料。本发明是在石墨中添加与石墨高温性能相近的耐高温绝缘材料，调整石墨的电阻率，保证石墨电热涂料的电阻率在产品所需的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及电发热材料，尤其涉及一种具有高效能远红外发射能力的掺杂石墨电发热涂料。
背景技术
传统的电发热技术以电热丝为主。但是，电热丝存在着几个严重的技术缺陷：
1.电热丝的电热转换效率大约在65～85％之间，最高也仅限于92％以下；
2.电热丝中含有重金属铬，会对环境造成污染；
3.电热丝必须在高温条件下加工生产，因此会消耗很大的能源；
4.传统电热丝的最高工作温度在1400℃以下，目前很难超越这个极限。
石墨材料具有如下特殊性质：
1)耐高温性：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。
2)导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键，每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷，是电的良导体。
3)化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
4)可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。
5)优良的温度电阻系数：其值一般小于35×10-4Ω·mm2/m，低于铜、铝、铁导体，尤其适用于大电流高温导电；
6)抗热震性：在-200℃至+1000℃工作温度范围内，比铜、铅、铁普通金属导体具有更佳的抗热震性；
7)独特的耐辐照抗老化性能：经过各种射线辐照，性能基本不变，且不变硬、不开裂、不流动、抗老化，尤其适用于露天电气设备的密封。
基于石墨具有上述优良性能；并且由于石墨的黑体特性，具有很强的红外线辐射能力；及石墨的资源丰富和环境友好特性，为其成为优良的电发热材料和器件奠定了基础。
发明内容
本发明是在石墨中添加与石墨高温性能相近的耐高温绝缘材料，调整石墨的电阻率，保证石墨电热涂料的电阻率在产品所需的范围内。
在超细石墨粉中掺入氧化硅、氧化铝、氮化硼、氮化硅……等耐高温绝缘材料，充分混合后加入耐高温水溶性无机粘合剂，搅拌均匀后就形成了“具有高效能远红外发射能力的掺杂石墨电发热涂料”。
该石墨电热膜涂料可以涂敷在各种绝缘基材表面，常温成膜，没有任何污染物和污染气体排放。
在干燥成膜后的石墨电发热膜表面涂敷耐高温隔热保温涂料(基材导热)或耐高温远红外辐射涂料(辐射散热)，隔绝石墨与空气的接触，形成石墨的无氧工作环境，目前可实现的最高工作温度≤1800℃。
附图说明
图1：绝缘基材涂敷结构示意图
1——耐高温远红外辐射涂料；
2——石墨电热涂料；
3——绝缘基材。
图2：导电基材涂敷结构示意图
1——耐高温远红外辐射涂料；
2——石墨电热涂料；
4——绝缘保护层；
5——导电基材。
具体实施方式
实施例：
将纯度≥95％的结晶状石墨(鳞片石墨)研磨到粒度≤1500目，制成石墨粉备用；添加与石墨粉粒度相同的粉状SiO2，添加的比例根据需要调整(SiO2添加的比例越大，制成后涂料的电阻率越大)，将石墨粉与氧化硅粉充分混合；在充分混合好的掺杂石墨粉中加入耐高温水溶性无机粘合剂，添加的比例根据需要调整，边添加边搅拌，并继续充分搅拌均匀，成为膏状或糊状即制成了具有高效能远红外发射能力的掺杂石墨电发热涂料。
Claims (5)
1.一种具有高效能远红外发射能力的掺杂石墨电发热涂料。其特征是：在石墨中添加与石墨高温性能相近的耐高温绝缘材料，调整石墨的电阻率，保证石墨电热涂料的电阻率在产品所需的范围内。在掺杂石墨粉中耐高温水溶性无机粘合剂，搅拌均匀后就制成了“具有高效能远红外发射能力的掺杂石墨电发热涂料”。
2.按照权利要求1所述的石墨具有相当高的纯净度。其特征是：石墨可以是结晶状石墨或鳞片石墨，其纯度≥95％。
3.按照权利要求1所述的高纯度石墨经充分研磨。其特征是：纯度≥95％的结晶状石墨或鳞片石墨必须经过充分研磨，要求研磨后的粒度≤1500目。
4.按照权利要求1所述的在石墨中添加与石墨高温性能相近的耐高温绝缘材料。其特征是：在超细石墨粉中掺入氧化硅、氧化铝、氮化硼、氮化硅……等耐高温绝缘材料。
5.按照权利要求1所述的在掺杂石墨粉中耐高温水溶性无机粘合剂。其特征是：在充分混合好的掺杂石墨粉中加入耐高温水溶性无机粘合剂，添加的比例根据需要调整，边添加边搅拌，并继续充分搅拌均匀，成为膏状或糊状即制成了具有高效能远红外发射能力的掺杂石墨电发热涂料。
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| CN105297184A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-02-03 | 青岛新宝电子有限公司 | 一种远红外水性碳纤维发热丝的制备方法及装置 |
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| CN1106850A (zh) * | 1994-09-20 | 1995-08-16 | 华中理工大学 | 电发热涂料 |
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