CN1887974A - 纳米硅碳复合纤维电热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

纳米硅碳复合纤维电热涂料，以纳米碳素纤维粉和托玛琳粉为主要成分，配以电热红外材料和稀土材料以及适量胶粘剂和水组成，本发明公开了该电热涂料的组分配比和制备方法。本发明在通电发热过程中，辐射0.77－15μm红外线，并释放负离子，有利于改善人体微循环，使人们能在取暖的同时，享受保健和理疗。纳米硅碳复合纤维电热涂料的制备方法简单、生产成本低、稳定性好，适合工业化生产。

Description

纳米硅碳复合纤维电热涂料及其制备方法

                           技术领域

本发明涉及纳米硅碳复合纤维电热涂料及其制备方法，属电热材料技术领域。

                           背景技术

现有的电热材料，普遍使用的是用金属合金电热丝，不能任意折叠、不能水洗，而且电热丝发热局部温度高、电热丝的连接点易产生明火，存在安全隐患；文献上也有关于电热涂料的报道，但无论金属合金电阻丝还是电热膜，均存在热效率低，热辐射能量分布的极大值不在红外区域，不能满足人们的保健、理疗需要。

                           发明内容

本实用新型的目的是提供一种热效率高、能辐射红外线和释放负离子，使人们在取暖的同时，能满足保健、理疗需要的电热涂料。

为达到上述目的，采用的技术方案是：一种纳米硅碳复合纤维电热涂料，以纳米碳素纤维粉和托玛琳粉为主要材料，配以电热红外材料和稀土材料，以及适量胶粘剂和水组成。纳米碳素纤维粉和托玛琳粉有辐射红外线和释放负离子等功效；电热红外材料的作用是增强红外线辐射效果，同时起阻燃作用；稀土材料的加入有利于强化负离子的释放和提高红外辐射功率与效率；加入胶粘剂和水是为了使电热涂料有一定的附着力和适宜施工的粘稠度。

本发明电热涂料主要组分的重量配比(份)为：

碳素纤维粉                        40-60；

托玛琳粉                          5-10；

电热红外材料                      22-30；

稀土材料                          2-4。

纳米硅碳复合纤维电热涂料的制备方法为：

1)将市售活性碳纤维毡，在氮气保护下置于真空还原炉中，升温至1800-2500℃，保温5-15分钟，进行石墨化处理.冷却后，用粉碎机粉碎成丝径＜100nm的碳素纤维粉；

2)托玛琳原石，经破碎、研磨和砂磨，制备粒径为60-500nm的托玛琳粉；

3)选用二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、三氧化二铁、三氧化二铬、碳化硅、三氧化二锑和三氧化二铝中的任意二种或几种组合，组成电热红外材料；

4)选用氧化镧、氧化钕和氧化钇中的一种或几种组成稀土材料；

5)将所述碳素纤维粉、所述托玛琳粉、所述电热红外材料和稀土材料按规定的配比搅拌混合；

6)加入适量胶粘剂和水。

本发明的积极效果是：通电发热过程中，辐射0.77-15μm红外线，并释放负离子，有利于改善人体微循环，具有杀菌、防霉、除臭、消尘的功效，使人们能在取暖的同时，享受保健、理疗。本发明制备方法简单、生产成本低、涂料稳定性好，适合工业化生产。

                         具体实施方式

以下通过实施例，对本发明作进一步说明。

一种纳米硅碳复合纤维电热涂料，其特征在于该电热涂料以碳素纤维粉和托玛琳粉为主要成分，配以电热红外材料和稀土材料，以及适量胶粘剂和水组成，其重量配比(份)为：

碳素纤维粉                    40-60

托玛琳粉                      5-10

电热红外材料                  22-30

稀土材料                      2-4

胶粘剂                        适量

水                            适量

纳米硅碳复合纤维电热涂料的制备方法为：

1)将市售活性碳纤维毡，在氮气保护下置于真空还原炉中，升温至1800-2500℃，保温5-15分钟，进行石墨化处理，通过隔套冷却水循环降温法降至室温，再用SF-300B型高速粉碎机粉碎成短纤维粉，用扫描电镜测试，丝径＜100nm为止，制备碳素纤维粉；

2)采用产自新疆的托玛琳原石，经破碎、研磨和砂磨，制备粒径为60-500nm托玛琳粉(用粒度分析仪和扫描电镜测试)；

3)选用二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、三氧化二铁、三氧化二铬、碳化硅、三氧化二锑和三氧化二铝中的任意二种或几种组合，组成电热红外材料；

4)选用氧化镧、氧化钕和氧化钇中的一种或几种组成稀土材料；

5)将所述碳素纤维粉、所述托玛琳粉、所述电热红外材料和稀土材料按规定的配比搅拌混合；

6)加入适量胶粘剂和水。

实施例1

碳素纤维粉和托玛琳粉按上述制备方法预处理粉碎，然后按下列重量配比加料搅拌混合：

碳素纤维粉：                  40

托玛琳粉：                    6

电热红外材料：

SiO₂                        15

TiO₂                        10

Fe₂O₂                      2

SiC                          2

稀土材料：

La₂O₃                       3

Na₂O₃                       1

Y₂O₃                        1

胶粘剂：                      适量

水：                          适量

实施例2

制备方法同实施例1，各组分配比改为：

碳素纤维粉：                  55

托玛琳粉：                    8

电热红外材料：

SiO₂                        10

TiO₂                        5

ZrO₂                        5

Al₂O₃                      2

稀土材料：

La₂O₃                 2

胶粘剂：                 适量

水：                     适量

实施例3

制备方法同实施例1，各组分配比改为：

碳素纤维粉：              60

托玛琳粉：                6

电热红外材料：

SiO₂                    10

TiO₂                    8

SiC                      2

Cr₂O₃                  2

稀土材料：

Y₂O₃                   2

胶粘剂：                 适量

水：                     适量

实施例1～3制得的电热涂料通电加热3～5分钟后，用日本I-1000型空气负离子浓度测试仪测试空气中负离子浓度，结果为6000～7000个/cm³(本底800～1000个/cm³。

Claims (2)

1、一种纳米硅碳复合纤维电热涂料，其特征在于该电热涂料以碳素纤维粉和托玛琳粉为主要成分，配以电热红外材料和稀土材料，以及适量胶粘剂和水组成，其重量配比(份)为：

碳素纤维粉      40-60；

托玛琳粉        5-10；

电热红外材料    22-30；

稀土材料        2-4；

胶粘剂          适量；

水              适量。

2、权利要求1所述纳米硅碳复合纤维电热涂料的制备方法，步骤为：

a)将市售活性碳纤维毡，在氮气保护下置于真空还原炉中，升温至1800-2500℃，保温5-15分钟，进行石墨化处理，冷却后用粉碎机粉碎成丝径＜100nm的碳素纤维粉；

b)托玛琳原石，经破碎、研磨和砂磨，制备粒径为60-500nm的托玛琳粉；

c)选用二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、三氧化二铁、三氧化二铬、碳化硅、三氧化二锑和三氧化二铝中的任意二种或几种组合，组成电热红外材料；

d)选用氧化镧、氧化钕和氧化钇中的一种或几种组成稀土材料；

e)将所述碳素纤维粉、所述托玛琳粉、所述电热红外材料和稀土材料按规定的配比搅拌混合；

f)加入适量胶粘剂和水。