CN107129710A - 一种远红外发热浆料及其制备方法 - Google Patents

一种远红外发热浆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种远红外发热浆料及其制备方法，以质量份数计，该浆料包括：石墨20‑30份、纳米竹炭粉5‑10份、陶瓷发射剂10‑20份、硅酸盐溶胶30‑35份、TiO2溶胶10‑15份、玻璃粉5‑10份、分散剂2‑4份、偶联剂1‑2份、消泡剂1‑2份和水20‑30份；本发明通过引入纳米竹炭粉、多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂和硅酸盐溶胶和二氧化钛溶胶做成膜载体，改善了发热浆料的导电性和耐热性等综合性能。

Description

一种远红外发热浆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子浆料领域，更具体地，涉及一种远红外发热浆料及其制备方法。
背景技术
碳晶发热板是在微晶颗粒中加入远红外发射剂以及限温剂等，以特殊工艺与制备技术制作而成。适用于家庭采暖、办公楼采暖、学校宿舍办公楼、店面采暖、集中供暖辅助采暖、棋牌室、医院、宾馆、酒店、洗浴中心、花房大棚保温、仓库保温等。碳晶发热板作为一种新兴的采暖产品，环保并且保健，在我国南方地区得到很好的推广，进而碳晶发热板用发热浆料被广泛研究，但是目前的发热浆料存在导电性差、电阻过高、耐高温性差以及红外波长不确定等问题，因此有必要提供一种综合性能良好的远红外发热浆料。
发明内容
本发明的目的是提供一种远红外发热浆料，解决现有发热浆料中存在的问题，提供一种综合性能良好的发热浆料。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面提供一种远红外发热浆料，以质量份数计，该浆料包括：石墨20-30份、纳米竹炭粉5-10份、陶瓷发射剂10-20份、硅酸盐溶胶30-35份、TiO2溶胶10-15份、玻璃粉5-10份、分散剂2-4份、偶联剂1-2份、消泡剂1-2份和水20-30份。
根据本发明的另一方面提供一种所述的发热浆料的制备方法，该制备方法包括：
(1)将Al2O3和MnO2进行固相烧结制备陶瓷发射剂；
(2)将玻璃粉和偶联剂搅拌混合，然后在搅拌条件下加入石墨、纳米竹炭粉、步骤(1)所得的陶瓷发射剂和分散剂进行混合；
(3)先将硅酸盐溶胶、TiO2溶胶和水混合均匀，在搅拌条件下，加入步骤(2)的混合后物料和消泡剂，进行混合。
本发明的技术方案具有如下优点：
(1)本发明通过引入纳米竹炭粉，利用纳米竹炭粉和石墨的配合，改善了发热浆料的导电性；
(2)本发明通过引入多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂，改善了粉体的分散性，进而改善了发热浆料的导电性；
(3)本发明选用经过固相烧结处理的Al2O3和MnO2的混合物作为发射剂，使得远红外发热浆料的远红外发射率达到85％以上。
(4)通过引入硅酸盐溶胶和二氧化钛溶胶做成膜载体提高了发热浆料的耐热性。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明的一方面提供一种远红外发热浆料，以质量份数计，该浆料包括：石墨20-30份、纳米竹炭粉5-10份、陶瓷发射剂10-20份、硅酸盐溶胶30-35份、TiO2溶胶10-15份、玻璃粉5-10份、分散剂2-4份、偶联剂1-2份、消泡剂1-2份和水20-30份。
作为优选方案，所述纳米竹炭粉的平均粒径为9000-12500目。
作为优选方案，所述消泡剂可以为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述陶瓷发射剂为Al2O3和MnO2固相烧结制得，其中，Al2O3和MnO2的质量比为1:1-2。
选用经过固相烧结处理的Al2O3和MnO2的混合物作为发射剂，使得远红外发热浆料具有很好的远红外波发射性，远红外发射率达到85％以上。
根据本发明，优选地，所述石墨的平均粒径为9000-12500目。
根据本发明，优选地，所述玻璃粉为低熔点玻璃粉，熔融温度为390-780℃。所述低熔点玻璃粉的加入，可以很好的提供远红外发热浆料的阻燃性、绝缘性和抗刮性。
根据本发明，优选地，所述分散剂为多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂。
通过选用多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂，改善了粉体的分散性，进而改善了发热浆料的导电性；
根据本发明，优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
通过选用硅烷偶联剂，不但改善了低熔点玻璃粉和其它组分间的相容性，同时也可以使各组分间的相容性更好。
作为优选方案，本发明所用各组分均可以通过商购获得。
根据本发明的另一方面提供一种根据发热浆料的制备方法，该制备方法包括：
(1)将Al2O3和MnO2进行固相烧结制备陶瓷发射剂；
(2)将玻璃粉和偶联剂搅拌混合，然后在搅拌条件下加入石墨、纳米竹炭粉、步骤(1)所得的陶瓷发射剂和分散剂进行混合；
(3)先将硅酸盐溶胶、TiO2溶胶和水混合均匀，在搅拌条件下，加入步骤(2)的混合后物料和消泡剂，进行混合。
根据本发明，优选地，所述固相烧结的烧结温度为800-1000℃，烧结时间为3-5h。
根据本发明，优选地，所述步骤(2)的搅拌速度为550-650转/分钟，搅拌温度为室温；所述步骤(3)的搅拌速度为600-700转/分钟，搅拌温度为60-80℃。
以下通过实施例进一步说明：
以下实施例所用多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂购自潍坊恒海化学有限公司，型号为Dispersant9327。
实施例1
本发明提供一种远红外发热浆料，以质量份数计，该浆料包括：石墨20份、纳米竹炭粉5份、陶瓷发射剂10份、硅酸盐溶胶30份、TiO2溶胶10份、低熔点玻璃粉5份、多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂2份、硅烷偶联剂1份、消泡剂1份和水20份，所述消泡剂为乳化硅油；其中，所述陶瓷发射剂为Al2O3和MnO2固相烧结制得，Al2O3和MnO2的质量比为1:1.5；
制备方法为，(1)将Al2O3和MnO2进行固相烧结制备陶瓷发射剂；(2)将低熔点玻璃粉和硅烷偶联剂搅拌混合，然后在搅拌条件下加入石墨、纳米竹炭粉、步骤(1)所得的陶瓷发射剂和多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂进行混合；(3)先将硅酸盐溶胶、TiO2溶胶和水混合均匀，在搅拌条件下，加入步骤(2)的混合后物料和消泡剂，进行混合；其中，所述固相烧结的烧结温度为900℃，烧结时间为4h；所述步骤(2)的搅拌速度为600转/分钟，搅拌温度为室温；所述步骤(3)的搅拌速度为650转/分钟，搅拌温度为70℃。
实施例2
本发明提供一种远红外发热浆料，以质量份数计，该浆料包括：石墨25份、纳米竹炭粉8份、陶瓷发射剂15份、硅酸盐溶胶33份、TiO2溶胶13份、低熔点玻璃粉8份、多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂3份、硅烷偶联剂1.5份、消泡剂1.5份和水25份，所述消泡剂为乳化硅油；其中，所述陶瓷发射剂为Al2O3和MnO2固相烧结制得，Al2O3和MnO2的质量比为1:1.5；
制备方法同实施例1。
实施例3
本发明提供一种远红外发热浆料，以质量份数计，该浆料包括：石墨30份、纳米竹炭粉10份、陶瓷发射剂20份、硅酸盐溶胶35份、TiO2溶胶15份、低熔点玻璃粉10份、多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂4份、硅烷偶联剂2份、消泡剂2份和水30份，所述消泡剂为乳化硅油；其中，所述陶瓷发射剂为Al2O3和MnO2固相烧结制得，Al2O3和MnO2的质量比为1:1.5；
制备方法同实施例1。
对比例1
对比例1的远红外发热浆料与实施例1的区别为组分中未加入纳米竹炭粉，石墨为25份，其他各组分及用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例2
对比例2的远红外发热浆料与实施例1的区别为组分中未加入多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂，所用分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，用量2份，其他各组分及用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例3
对比例3的远红外发热浆料与实施例1的区别为陶瓷发射剂为MgO 10份，其他各组分及用量和制备方法均与实施例1相同。
测试例1
将实施例1-实施例3和对比例1-对比例2的发热浆料涂覆于粘贴有铜片的环氧板上，其中，铜片与发热浆料接触，涂覆区域为4cm×6cm的长方形区域，厚度为3mm，然后放入120℃的烘箱中进行烘干，20分钟后取出，室温冷却后测试各发热浆料的电阻值，测试结果如表1；
表1
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
电阻，Ω 503 495 487 553 523
通过测试结果可知，本发明通过添加纳米竹炭粉，利用纳米竹炭粉和石墨的配合，改善了发热浆料的导电性；通过引入多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂，改善了粉体的分散性，进而改善了发热浆料的导电性。
测试例2
将实施例1-实施例3和对比例3的发热浆料在环氧板上涂覆一块面积和厚度均相同的长方形区域，然后放入120℃的烘箱中进行烘干，20分钟取出，自然冷却后进行法向光谱比辐射率的测试，通过测试，实施例1-实施例3在8-15微米的波段范围内，法向光谱比辐射率均达到85％以上，而对比例3在8-15微米的波段范围内，法向光谱比辐射率低于80％。
通过测试结果可知，本发明通过添加经过固相烧结处理的Al2O3和MnO2的混合物作为发射剂，使得发热浆料的远红外发射率达到85％以上。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (9)

1.一种远红外发热浆料，其特征在于，以质量份数计，该浆料包括：石墨20-30份、纳米竹炭粉5-10份、陶瓷发射剂10-20份、硅酸盐溶胶30-35份、TiO2溶胶10-15份、玻璃粉5-10份、分散剂2-4份、偶联剂1-2份、消泡剂1-2份和水20-30份。
2.根据权利要求1所述的远红外发热浆料，其中，所述陶瓷发射剂为Al2O3和MnO2固相烧结制得，其中，Al2O3和MnO2的质量比为1:1-2。
3.根据权利要求1所述的远红外发热浆料，其中，所述石墨的平均粒径为9000-12500目。
4.根据权利要求1所述的远红外发热浆料，其中，所述玻璃粉为低熔点玻璃粉，熔融温度为390-780℃。
5.根据权利要求1所述的远红外发热浆料，其中，所述分散剂为多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂。
6.根据权利要求1所述的远红外发热浆料，其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
7.一种根据权利要求1-6中任意一项所述的远红外发热浆料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
(1)将Al2O3和MnO2进行固相烧结制备陶瓷发射剂；
(2)将玻璃粉和偶联剂搅拌混合，然后在搅拌条件下加入石墨、纳米竹炭粉、步骤(1)所得的陶瓷发射剂和分散剂进行混合；
(3)先将硅酸盐溶胶、TiO2溶胶和水混合均匀，在搅拌条件下，加入步骤(2)的混合后物料和消泡剂，进行混合。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述固相烧结的烧结温度为800-1000℃，烧结时间为3-5h。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述步骤(2)的搅拌速度为550-650转/分钟，搅拌温度为室温；所述步骤(3)的搅拌速度为600-700转/分钟，搅拌温度为60-80℃。
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