耐高温纳米电热膜镀膜液及制备方法、加热体及制备方法与流程

文档序号:29464909发布日期:2022-04-02 03:02阅读:130来源:国知局

1.本发明属于电加热技术领域,具体涉及耐高温纳米电热膜镀膜液及制备方法、加热体及制备方法。


背景技术:

2.目前在金属管体或金属板体上制作电热膜的方式主要运用银钯为原材料制作的发热膜体,该发热体的成本制作极高,每公斤的浆料成本为2万元左右,而且钯的成本高,产量低。
3.同时,目前的纳米电热膜一般镀在石英管、陶瓷管、微晶板或石英板陶瓷板上,但作为液体的上的电加热体,由于石英材的管体或板体或微晶板或陶瓷管陶瓷管或陶瓷板的热传导比较差,从而导致纳米电热膜的温度比较高,温度通常会达到300℃以上,当膜层温度超过250℃时,纳米电热膜的功率会加速衰减。


技术实现要素:

4.为解决上述问题,本发明提供了耐高温纳米电热膜镀膜液及制备方法、加热体及制备方法。
5.本发明采用如下技术方案:耐高温纳米电热膜镀膜液,包含如下质量份的组成成分:纳米钼粉分散浆料10-20份,纳米二氧化硅粉分散浆料15-35份,纳米石墨烯分散浆料10-12份,无水乙醇40-50份。
6.可选地,所述纳米钼粉分散浆料包含如下质量份的组成成分:无水乙醇60-70份,胶体分散剂3-6份,n-甲基吡咯烷硐2-4份,1-5纳米的钼粉25-35份。
7.可选地,所述纳米二氧化硅粉分散浆料包含如下质量份的组成成分:无水乙醇60-70份,胶体分散剂3-6份,n-甲基吡咯烷硐2-4份,1-5纳米二氧化硅25-35份。
8.可选地,所述纳米石墨烯分散浆料包含如下质量份的组成成分:无水乙醇70-80份,胶体分散剂3-6份,n-甲基吡咯烷硐2-4份,1-5纳米石墨烯10-15份。
9.耐高温纳米电热膜镀膜液的制备方法,包括以下步骤:步骤1、制备纳米钼粉分散浆料、纳米二氧化硅粉分散浆料和纳米石墨烯分散浆料;步骤2、将10-20份纳米钼粉分散浆料、15-35份纳米二氧化硅粉分散浆料,10-12份纳米石墨烯分散浆料、40-50份无水乙醇均匀混合,然后高速搅拌不少于2小时,转速为3000-6000 r/min,充分溶解分散制作出耐高温纳米电热膜镀膜液。
10.可选地,所述步骤1中纳米钼粉分散浆料制备方法包括以下步骤:步聚1-1、取无水乙醇60-70份倒入分散容器内;步聚1-2、取胶体分散剂3-6份缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚1-3、取2-4份n-甲基吡咯烷硐缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为
3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚1-4、取25-35份1-5纳米的钼粉缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散,搅拌时间为不少于3小时,制备出纳米钼粉粗分散液;步聚1-5、将纳米钼粉粗分散液放置到湿式球磨桶内,进行球磨分散,转速为3000-6000 r/min,球磨时间不少于6小时,分散出50-80纳米的纳米钼粉分散液;步聚1-6、将分散好的50-80纳米的纳米钼粉分散液放置到15k的超声波分散容器中,进行超声波分散不少于3小时,分散出20-30纳米的纳米钼粉分散液;步聚1-7、将分散好的20-30纳米的纳米钼分散液放置到40mpa的高压射流液分散设备的储料罐中,并进行高压射流分散,分散循环周期次数不少于100次,分散出1-5纳米的纳米钼粉分散液备用。
11.可选地,所述步骤1中纳米二氧化硅分散浆料制备方法包括以下步骤:步聚2-1、取无水乙醇60-70份倒入分散容器内;步聚2-2、取胶体分散剂3-6份缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚2-3、取2-4份n-甲基吡咯烷硐缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚2-4、取25-35份1-5纳米二氧化硅缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散,搅拌时间不少于3小时,制备出纳米二氧化硅粗分散液;步聚2-5、将纳米二氧化硅粗分散液放置到湿式球磨桶内,进行球形分散,转速为3000-6000 r/min转,球磨时间不少于6小时,分散出50-80纳米的纳米二氧化硅分散液;步聚2-6、将分散好的50-80纳米的纳米二氧化硅分散液放置到15k的超声波分散容器中,进行超声波分散不少于3小时,分散出20-30纳米的纳米二氧化硅分散液;步聚2-7、将分散好的20-30纳米的纳米二氧化硅分散液放置到40mpa的高压射流液分散设备的储料罐中,并进行高压射流分散,分散循环周期次数不少于100次,分散出1-5纳米的纳米二氧化硅分散液备用。
12.可选地,所述步骤1中纳米石墨烯分散浆料制备方法包括以下步骤:步聚3-1、取无水乙醇70-80份倒入分散容器内;步聚3-2、取胶体分散剂3-6份缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚3-3、取2-4份n-甲基吡咯烷硐缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚3-4、取10-15份1-5纳米石墨烯缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚3-5、将纳纳米石墨烯粗分散液放置到湿式球磨桶内,进行球形分散,转速为3000-6000 r/min转,球磨时间不少于6小时,分散出50-80纳米的纳米石墨烯分散液;步聚3-6、将分散好的50-80纳米的纳米石墨烯分散液放置到15k的超声波分散容器中,进行超声波分散不少于3小时,分散出20-30纳米的纳米石墨烯分散液;步聚3-7、将分散好的20-30纳米的纳米石墨烯分散液放置到40mpa的高压射流液分散设备的储料罐中,并进行高压射流分散,分散循环周期次数不少于100次,分散出1-5纳
米的纳米石墨烯分散液备用。
13.加热体,所述加热体上涂覆有如上所述的耐高温纳米电热膜镀膜液。
14.加热体的制备方法,采用如上所述的耐高温纳米电热膜镀膜液,所述方法包括以下步骤:步骤1、在金属管体或板体先通过丝印辊印的方式在其表面印涂上一层10微米-30微米厚的绝缘陶瓷层,然后在通过830-840℃的高温烧结成膜,制作出绝缘介质层;步骤2、制作好绝缘介质层的金属管或金属板体,通过在高温炉内加温至600-620℃,然后利用多层喷镀的方式,通过高雾化喷涂系统将耐高温纳米电热膜镀膜液均匀喷镀到加热好的金属管体或金属板体,在喷涂的过程中,金属管体通过夹紧旋转模具机构高速旋转,从而达到金属管体或板体的喷镀区域达到均匀喷镀的效果;步骤3、将喷镀好耐高温纳米电热膜发热体的金属管体或金属板体的耐高温纳米电热膜的两端通过丝印或辊涂的方式涂上银浆电极,并在600℃的高温下烧结出银电极;步骤4、将烧结出银电极的耐高温纳米电热膜金属管体或金属板体的耐高温纳米电热膜发热区通过丝印或辊涂上一层绝缘陶瓷包封保护层,然后在650度的烧结炉中将绝缘包封保护层烧结成膜,冷却后得到制成的加热体。
15.本发明的有益效果在于,本发明的耐高温电热膜长期耐高温温度为400℃,比目前市场的纳米电热膜耐温320℃纳米电热膜加热体耐温更高,可有效的减少纳米电热膜在温度升高后的功率衰减,而且本发明所制作出的耐高温纳米电热膜镀膜液体的成本不高于600元每公斤,仅为300-400元每公斤,镀膜后平均每1000w的镀膜功率的成本本仅为0.5元,成本远低于厚膜发热体的大于3元/kw的成本,适合广泛应用与推广。
具体实施方式
16.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
17.实施例一:耐高温纳米电热膜镀膜液,包含如下质量份的组成成分:纳米钼粉分散浆料10-20份,纳米二氧化硅粉分散浆料15-35份,纳米石墨烯分散浆料10-12份,无水乙醇40-50份,其中:所述纳米钼粉分散浆料包含如下质量份的组成成分:无水乙醇60-70份,胶体分散剂3-6份,n-甲基吡咯烷硐2-4份,1-5纳米的钼粉25-35份;所述纳米二氧化硅粉分散浆料包含如下质量份的组成成分:无水乙醇60-70份,胶体分散剂3-6份,n-甲基吡咯烷硐2-4份,1-5纳米二氧化硅25-35份;所述纳米石墨烯分散浆料包含如下质量份的组成成分:无水乙醇70-80份,胶体分散剂3-6份,n-甲基吡咯烷硐2-4份,1-5纳米石墨烯10-15份。
18.实施例二:耐高温纳米电热膜镀膜液,包含如下质量份的组成成分:纳米钼粉分散浆料12-18份,纳米二氧化硅粉分散浆料20-30份,纳米石墨烯分散浆料10-12份,无水乙醇42-48份,其中:
所述纳米钼粉分散浆料包含如下质量份的组成成分:无水乙醇62-68份,胶体分散剂4-5份,n-甲基吡咯烷硐2-4份,1-5纳米的钼粉27-33份;所述纳米二氧化硅粉分散浆料包含如下质量份的组成成分:无水乙醇62-68份,胶体分散剂4-5份,n-甲基吡咯烷硐2-4份,1-5纳米二氧化硅27-33份;所述纳米石墨烯分散浆料包含如下质量份的组成成分:无水乙醇72-78份,胶体分散剂4-5份,n-甲基吡咯烷硐2-4份,1-5纳米石墨烯12-13份。
19.实施例三:耐高温纳米电热膜镀膜液的制备方法,包括以下步骤:步骤1、制备纳米钼粉分散浆料、纳米二氧化硅粉分散浆料和纳米石墨烯分散浆料;步骤2、将10-20份纳米钼粉分散浆料、15-35份纳米二氧化硅粉分散浆料,10-12份纳米石墨烯分散浆料、40-50份无水乙醇均匀混合,然后高速搅拌不少于2小时,转速为3000-6000 r/min,充分溶解分散制作出耐高温纳米电热膜镀膜液。
20.所述步骤1中纳米钼粉分散浆料制备方法包括以下步骤:步聚1-1、取无水乙醇60-70份倒入分散容器内;步聚1-2、取胶体分散剂3-6份缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚1-3、取2-4份n-甲基吡咯烷硐缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚1-4、取25-35份1-5纳米的钼粉缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散,搅拌时间为不少于3小时,制备出纳米钼粉粗分散液;步聚1-5、将纳米钼粉粗分散液放置到湿式球磨桶内,进行球磨分散,转速为3000-6000 r/min,球磨时间不少于6小时,分散出50-80纳米的纳米钼粉分散液;步聚1-6、将分散好的50-80纳米的纳米钼粉分散液放置到15k的超声波分散容器中,进行超声波分散不少于3小时,分散出20-30纳米的纳米钼粉分散液;步聚1-7、将分散好的20-30纳米的纳米钼分散液放置到40mpa的高压射流液分散设备的储料罐中,并进行高压射流分散,分散循环周期次数不少于100次,分散出1-5纳米的纳米钼粉分散液备用。
21.所述步骤1中纳米二氧化硅分散浆料制备方法包括以下步骤:步聚2-1、取无水乙醇60-70份倒入分散容器内;步聚2-2、取胶体分散剂3-6份缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚2-3、取2-4份n-甲基吡咯烷硐缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚2-4、取25-35份1-5纳米二氧化硅缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散,搅拌时间不少于3小时,制备出纳米二氧化硅粗分散液;步聚2-5、将纳米二氧化硅粗分散液放置到湿式球磨桶内,进行球形分散,转速为3000-6000 r/min转,球磨时间不少于6小时,分散出50-80纳米的纳米二氧化硅分散液;步聚2-6、将分散好的50-80纳米的纳米二氧化硅分散液放置到15k的超声波分散
容器中,进行超声波分散不少于3小时,分散出20-30纳米的纳米二氧化硅分散液;步聚2-7、将分散好的20-30纳米的纳米二氧化硅分散液放置到40mpa的高压射流液分散设备的储料罐中,并进行高压射流分散,分散循环周期次数不少于100次,分散出1-5纳米的纳米二氧化硅分散液备用。
22.所述步骤1中纳米石墨烯分散浆料制备方法包括以下步骤:步聚3-1、取无水乙醇70-80份倒入分散容器内;步聚3-2、取胶体分散剂3-6份缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚3-3、取2-4份n-甲基吡咯烷硐缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚3-4、取10-15份1-5纳米石墨烯缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚3-5、将纳纳米石墨烯粗分散液放置到湿式球磨桶内,进行球形分散,转速为3000-6000 r/min转,球磨时间不少于6小时,分散出50-80纳米的纳米石墨烯分散液;步聚3-6、将分散好的50-80纳米的纳米石墨烯分散液放置到15k的超声波分散容器中,进行超声波分散不少于3小时,分散出20-30纳米的纳米石墨烯分散液;步聚3-7、将分散好的20-30纳米的纳米石墨烯分散液放置到40mpa的高压射流液分散设备的储料罐中,并进行高压射流分散,分散循环周期次数不少于100次,分散出1-5纳米的纳米石墨烯分散液备用。
23.实施例四:耐高温纳米电热膜镀膜液的制备方法,包括以下步骤:步骤1、制备纳米钼粉分散浆料、纳米二氧化硅粉分散浆料和纳米石墨烯分散浆料;步骤2、将12-18份纳米钼粉分散浆料、20-30份纳米二氧化硅粉分散浆料,10-12份纳米石墨烯分散浆料、42-48份无水乙醇均匀混合,然后高速搅拌不少于2小时,转速为3000-6000 r/min,充分溶解分散制作出耐高温纳米电热膜镀膜液。
24.所述步骤1中纳米钼粉分散浆料制备方法包括以下步骤:步聚1-1、取无水乙醇62-68份倒入分散容器内;步聚1-2、取胶体分散剂4-5份缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚1-3、取2-4份n-甲基吡咯烷硐缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚1-4、取27-33份1-5纳米的钼粉缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散,搅拌时间不少于3小时,制备出纳米钼粉粗分散液;步聚1-5、将纳米钼粉粗分散液放置到湿式球磨桶内,进行球磨分散,转速为3000-6000 r/min,球磨时间不少于6小时,分散出50-80纳米的纳米钼粉分散液;步聚1-6、将分散好的50-80纳米的纳米钼粉分散液放置到15k的超声波分散容器中,进行超声波分散不少于3小时,分散出20-30纳米的纳米钼粉分散液;步聚1-7、将分散好的20-30纳米的纳米钼分散液放置到40mpa的高压射流液分散
设备的储料罐中,并进行高压射流分散,分散循环周期次数不少于100次,分散出1-5纳米的纳米钼粉分散液备用。
25.所述步骤1中纳米二氧化硅分散浆料制备方法包括以下步骤:步聚2-1、取无水乙醇62-68份倒入分散容器内;步聚2-2、取胶体分散剂4-5份缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚2-3、取2-4份n-甲基吡咯烷硐缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚2-4、取27-33份1-5纳米二氧化硅缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散,搅拌时间不少于3小时,制备出纳米二氧化硅粗分散液;步聚2-5、将纳米二氧化硅粗分散液放置到湿式球磨桶内,进行球形分散,转速为3000-6000 r/min转,球磨时间不少于6小时,分散出50-80纳米的纳米二氧化硅分散液;步聚2-6、将分散好的50-80纳米的纳米二氧化硅分散液放置到15k的超声波分散容器中,进行超声波分散不少于3小时,分散出20-30纳米的纳米二氧化硅分散液;步聚2-7、将分散好的20-30纳米的纳米二氧化硅分散液放置到40mpa的高压射流液分散设备的储料罐中,并进行高压射流分散,分散循环周期次数不少于100次,分散出1-5纳米的纳米二氧化硅分散液备用。
26.所述步骤1中纳米石墨烯分散浆料制备方法包括以下步骤:步聚3-1、取无水乙醇72-78份倒入分散容器内;步聚3-2、取胶体分散剂4-5份缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚3-3、取2-4份n-甲基吡咯烷硐缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散;步聚3-4、取12-13份1-5纳米石墨烯缓慢加入分散容器内进行高速搅拌,转速为3000-6000 r/min,实现高速分散,搅拌时间不少于3小时,制备出纳米石墨烯粗分散液;步聚3-5、将纳纳米石墨烯粗分散液放置到湿式球磨桶内,进行球形分散,转速为3000转,球磨时间不少于6小时,分散出50-80纳米的纳米石墨烯分散液;步聚3-6、将分散好的50-80纳米的纳米石墨烯分散液放置到15k的超声波分散容器中,进行超声波分散不少于3小时,分散出20-30纳米的纳米石墨烯分散液;步聚3-7、将分散好的20-30纳米的纳米石墨烯分散液放置到40mpa的高压射流液分散设备的储料罐中,并进行高压射流分散,分散循环周期次数不少于100次,分散出1-5纳米的纳米石墨烯分散液备用。
27.实施例五:加热体,所述加热体上涂覆有上述的耐高温纳米电热膜镀膜液。
28.优选的,所述加热体上还涂覆有聚四氟乙烯涂层,起到润滑润用,使其不易粘黏其他物质。
29.实施例六:加热体的制备方法,采用如上所述的耐高温纳米电热膜镀膜液,所述方法包括以下步骤:
步骤1、在金属管体或板体先通过丝印辊印的方式在其表面印涂上一层10微米-30微米厚的绝缘陶瓷层,然后在通过830-840℃的高温烧结成膜,制作出绝缘介质层;步骤2、制作好绝缘介质层的金属管或金属板体,通过在高温炉内加温至600-620℃,然后利用多层喷镀的方式,通过0.3mpa的低压高雾化喷涂系统将耐高温纳米电热膜镀膜液均匀喷镀到加热好的金属管体或金属板体,在喷涂的过程中,金属管体通过夹紧旋转模具机构高速旋转,从而达到金属管体或板体的喷镀区域达到均匀喷镀的效果;步骤3、将喷镀好耐高温纳米电热膜发热体的金属管体或金属板体的耐高温纳米电热膜的两端通过丝印或辊涂的方式涂上银浆电极,并在600℃的高温下烧结出银电极;步骤4、将烧结出银电极的耐高温纳米电热膜金属管体或金属板体的耐高温纳米电热膜发热区通过丝印或辊涂上一层绝缘陶瓷包封保护层,然后在650度的烧结炉中将绝缘包封保护层烧结成膜,冷却后得到制成的加热体。
30.所述步骤2的喷涂过程中,还喷涂有聚四氟乙烯涂料。
31.本发明的有益效果在于,本发明的耐高温电热膜长期耐高温温度为400℃,比目前市场的纳米电热膜耐温320℃纳米电热膜加热体耐温更高,可有效的减少纳米电热膜在温度升高后的功率衰减,而且本发明所制作出的耐高温纳米电热膜镀膜液体的成本不高于600元每公斤,仅为300-400元每公斤,镀膜后平均每1000w的镀膜功率的成本本仅为0.5元,成本远低于厚膜发热体的大于3元/kw的成本,适合广泛应用与推广。
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