有机硅发热层材料、红外辐射加热体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明具体设及一种有机娃发热层材料的制备W及基于该发热层材料的红外福 射加热体及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着工业生产的迅猛发展，能源问题愈来愈成为困扰社会经济发展的突出矛盾。 人们在强调提高生产力的同时愈来愈关注能源的消耗问题，节能降耗、节能环保、能效比等 已经成为社会热点词汇。
[0003] 我国红外福射涂料的研究主要W红外福射涂料的功能性填料复配技术W及节能 效果为主。从黏合剂上分，第一类是W无机物为黏合剂的具有热福射功能的涂料。如中国专 利CN200710113479W钟水玻璃为基体黏合剂，通过纤维素增强配用金属氧化物、石墨、白 炭黑等为热福射填料，制备用于远红外取暖器上的红外福射涂料。中国专利CN02827722. 8 ^黏±为黏合剂，利用铁铁矿为功能填料，制备涂料的热福射系数在0. 85~0. 95之间，应 用于1000°C或更高溫度的工业炉中。中国专利CN200710118441. 1W无机物配合纤维棉为 黏合剂，利用碳化娃、金属氧化物作为热福射功能填料，制备的涂料具有较高的发射率，从 而提高热的使用率，达到节能的效果。第二类是W有机物为黏合剂的具有热福射功能的涂 料。如中国专利CN200710059888.6W有机乳液为基料，利用二氧化娃粉、红外福射功能添 加剂、娃酸盐复合粉体、天然矿物粉体为功能填料，制备了在低溫条件下具有高效福射功能 的红外福射涂料。中国专利CN200910114432.4W高分子材料为成膜物，利用专用的远红 外颜料与金属氧化物为功能填料，制备了具有热反射和热福射功能的涂料。但前述的运些 红外福射组合物最大缺点在于耐候性较差，涂层容易薇裂，红外福射发射率低。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于提供一种有机娃发热层材料、基于该发热层材料的红外福 射加热体及其制备方法。 阳〇化]为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
[0006] 一种有机娃发热层材料，其包括红外发射导电材料和/或红外发射绝缘材料；
[0007] 其中，所述红外发射导电材料包括按照重量份计算的如下组分：有机娃树脂100 份，气相法二氧化娃3~5份，半补强填料5~8份，分散剂2~5份，有机娃粘结剂2~5 份，第一导电导热发热材料40~55份，第二导电导热发热材料20~35份，交联剂1~2 份，抑制剂0. 1~0. 3份，催化剂0. 1~0. 5份；
[0008] 所述红外发射绝缘材料包括按照重量份计算的如下组分：有机娃树脂100份，气 相法二氧化娃5~8份，有机娃粘结剂2~5份，纳米二氧化铁5~15份，氮化棚55~75 份，交联剂1~2份，抑制剂0. 1~0. 3份，催化剂0. 1~0. 5份。
[0009] 进一步的，所述有机娃树脂的通式为（R"Si〇4"/2)m，R为有机基团，所述有机基团 包括Me、Ph、Vi或化，η为娃原子上连接的有机基团个数，且η选自1、2或3,m为聚合度， 且m> 5,其中乙締基的质量百分含量为0. 03 %~3 %，所述有机娃树脂的平均分子量为 500 ~1000。
[0010] 进一步的，所述二氧化娃的比表面积为150m7g。
[0011] 进一步的，所述半补强填料包括平均粒径为20nm的轻质碳酸巧。
[0012] 进一步的，所述分散剂包括长链型的聚酸硅油。
[0013] 进一步的，所述有机娃粘接剂包括质量比为1:2~1:1的丫-氨丙基Ξ乙氧基娃 烧和丫-缩水甘油酸氧丙基Ξ甲氧基硅烷。
[0014] 进一步的，所述第一导电导热发热材料选自经过丫-缩水甘油酸氧丙基Ξ甲氧基 硅烷改性处理的碳纤维，所述第一导电导热发热材料选自经过丫-缩水甘油酸氧丙基Ξ甲 氧基硅烷改性处理的石墨締。
[0015] 进一步的，所述第一导电导热发热材料与第二导电导热发热材料的质量比为 0· 5 ~1. 2〇
[0016] 进一步的，所述纳米二氧化铁和纳米氮化棚选自经过丫-缩水甘油酸氧丙基Ξ甲 氧基硅烷改性处理的纳米二氧化铁和纳米氮化棚。
[0017] 进一步的，所述纳米二氧化铁的粒径为30皿~50皿，晶体结构为金红石型。
[001引进一步的，所述纳米氮化棚选自粒径为20nm~30nm的六方氮化棚。进一步的，所 述交联剂的通式为（H"Si04。/2)。，并选自含氨量为0. 01~0. 02mol%的低含氨直链状娃氧 烧。
[0019] 进一步的，所述抑制剂包括乙烘基环己醇。
[0020] 进一步的，所述催化剂包括销催化剂，所述销催化剂包括二氧化销、氯销酸或销的 络合物。
[0021] 一种有机娃发热层材料，其包括由所述的红外发射导电材料热硫化形成的红外发 射导电层和/或由所述的红外发射绝缘材料热硫化形成的红外发射绝缘层。
[0022] 进一步的，所述的有机娃发热层材料包括层叠设置的红外发射导电层和红外发射 绝缘层。
[0023] 一种红外福射加热体，其包括：前述的任一种有机娃发热层材料；W及，与所述有 机娃发热层材料中的红外发射导电层电性连接的导电网络，所述导电网络与低压电源电连 接。
[0024] 进一步的，所述的红外福射加热体包括：沿设定方向依次叠设的红外发射绝缘层、 红外发射导电层、导电网络层和红外反射层，所述红外发射导电层直接形成于所述导电网 络层上，而所述红外发射绝缘层直接覆设在所述红外发射导电层上。
[0025] 进一步的，所述红外发射导电层的厚度为0. 2mm~0. 5mm。
[0026] 进一步的，所述红外发射绝缘层的厚度为0. 2mm~0. 5mm。
[0027] 进一步的，所述导电网络层与红外反射层粘接固定。
[0028] 进一步的，所述导电网络层采用锻儀导电网纱。
[0029] 一种红外福射加热体的制备方法，所述红外福射加热体为前述的任一种红外发射 导电层，且所述制备方法包括如下步骤：
[0030] (1)将碳纤维粉、石墨粉、丫-缩水甘油酸氧丙基Ξ甲氧基硅烷和去离子水在50~ 55°C除油液中揽拌30~40min，然后用去离子水冲洗至中性，抽滤后，置于180~200°C红 外福射干燥性中干燥处理化，之后将干燥处理后的碳纤维和石墨締置于行星式球磨机中w18(K)r/min的转速研磨处理化~2.化，其后将粉碎研磨后的石墨締和碳纤维复合粉置于 100°C真空干燥箱内干燥处理比，完成碳纤维和石墨締的表面处理；
[0031] (2)将步骤（1)所获的碳纤维和石墨締与有机娃树脂，填料，聚酸硅油W及有机娃 粘接剂加入聚合蓋中进行初步混合揽拌30min;
[0032] (3)将步骤（2)所获物料通过累加入研磨机中研磨到细度为加m;
[003引 （4)将交联剂、抑制剂加入到步骤做所获物料中，充分混合均匀后，再加入催化 剂并揽拌至均匀，之后过滤、除泡。
[0034]本发明主要是W有机娃高分子材料作为成膜物质与粘合剂，气相二氧化娃作为消 光剂，轻质碳酸巧作为半补强填料，利用碳纤维作为低压导电导热发热材料，复配W石墨締 增强导电导热发热效率，按照一定的配比，制备了高红外发射率的复合材料。运些填料能使 涂料成膜后呈现宏观光洁而且微观波浪状的福射结构单元，运样的构造可W大大增加散热 面积和传导率，显著提升热量交换的效果，提