1.本发明涉及一种绝缘材料，尤其涉及一种环保节能石墨烯半导体陶瓷高温大功率密度电热材料。
背景技术：
2.绝缘浆料根据用途可分为：(1)浸渍绝缘漆，用于绕组的浸渍绝缘处理；(2)漆包线漆，用作导线的绝缘层；(3)硅钢片漆，用作硅钢片的绝缘层；(4)覆盖绝缘漆，用作已经浸渍绝缘处理的绕组等的保护层，以防机械损伤或装配方便之用；(5)粘合绝缘漆，用来粘合云母、层压板等绝缘材料；(6)特种绝缘漆，如电阻、电容和电位器等的绝缘层用漆。现有技术中的绝缘涂料发热温度不够高，满足不了更高发热温度的需要；发热耐久性不够长，造成使用可靠性低；发热的功率密度不够大，不能满足大热流量的输出；经受不了大的热冲击，容易出现开裂和老化现象；有异味和不环保材料，环保、养生、疗愈和食品加热不能过关；有机高分子材料作粘合剂不环保、不耐高温，有发生火灾的隐患。
技术实现要素：
3.本发明的目的是要提供一种环保节能石墨烯半导体陶瓷高温大功率密度电热材料。
4.为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
5.本发明首先制得陶瓷基液，再制得石墨烯负离子复合改性陶瓷基液，通过石墨烯负离子复合改性陶瓷基液制得石墨烯半导体陶瓷浆料；
6.所述陶瓷基液由工业磷酸或磷酸盐、纳米三氧化二铝粉、纳米氧化镁、碳化硅、铝矾土、纳米氧化钛、膨润土、软质黏土、铬化钴、高温水泥、纳米硅溶胶、纳米铝溶胶、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、锂辉石微粉、氧化铬、水制成；
7.所述石墨烯负离子复合改性陶瓷基液由陶瓷基液、石墨烯、kh550、纳米氧化锌粉、负离子粉、硅藻土微粉、工业酒精、吐温80制成；
8.所述石墨烯半导体陶瓷浆料由石墨烯负离子复合改性陶瓷基液、导电炭黑、导电石墨、导电银粉、碳纳米管、碳纤维粉、十二烷基苯磺酸钠制成。
9.本发明的有益效果是：
10.本发明是一种环保节能石墨烯半导体陶瓷高温大功率密度电热材料，与现有技术相比，本发明采用科学配比及特殊的方法制得绝缘隔热材料最高发热温度1260度，发热温度可按需要涉及制作，能满足更多使用需要；最高功率密度50w/cm2，功率密度可按实际使用需要制作；耐热冲击800度不开裂；半导体陶瓷材料不老化不降解，使用耐久性好；不可燃材料，使用安全性高，无火灾隐患，具有推广应用的价值。
具体实施方式
11.下面以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明
用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
12.一、陶瓷基液：
13.1、配方组成
14.工业磷酸或磷酸盐5-30％、纳米三氧化二铝粉6-30％、纳米氧化镁5-30％、、8-35％、碳化硅5-35％、铝矾土6-30％、纳米氧化钛5-30％、膨润土4-35％、软质黏土6-35％、铬化钴5-28％、高温水泥5-35％、纳米硅溶胶6-32％、纳米铝溶胶6-33％、三聚磷酸钠2-15％、六偏磷酸钠2-16％、锂辉石微粉5-30％、氧化铬1-16％、水5-30％
15.2、配置方法：
16.1)按重量比例计算称取各组分备用；
17.2)将各固体组分分别在1300-2800度氮气保护下纯化处理1-6小时；
18.3)将碳化硅、铝矾土、膨润土、铬化钴分别球磨到5000目以上；
19.4)把工业磷酸或磷酸盐和水混合加热到60-96度；
20.5)用每分钟50-160转搅拌，在搅拌状态下依次缓慢加入氧化铬、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、锂辉石微粉、纳米三氧化二铝粉、铬化钴、纳米硅溶胶、高温水泥、软质黏土、铝矾土、碳化硅、纳米铝溶胶、膨润土、纳米氧化钛、纳米氧化镁、纳米碳酸钙；
21.6)保持加热搅拌反应2-6小时后用超声波分散2-6小时；
22.7)用纳米砂磨机研磨4-8小时，最大粒径在100纳米以内；
23.8)装入塑料桶加盖放置72小时备用。
24.二、石墨烯负离子复合改性陶瓷基液：
25.1、配方组成：陶瓷基液20-50％、石墨烯5-40％、kh5500.5-10％、纳米氧化锌粉2-15％、负离子粉5-26％、硅藻土微分5-30％、工业酒精10-46％、吐温800.5-8％
26.2、配置方法：
27.1)按重量比例计算称取各组分备用；
28.2)把工业酒精倒入分散器中在每分钟30-120转搅拌状态下将石墨烯、硅藻土微分、吐温依次加入，开始用每分钟30转的速度，逐渐升到120转速，搅拌1-2小时；
29.3)把陶瓷基液倒入反应釜中，加热到40-80度，在每分钟30-120转搅拌状态下将负离子粉、纳米氧化锌粉、kh550依次缓慢加入，一种加入完再加入下一种，加入完后把转速逐步升到每分钟300转，保持搅拌2-4小时；
30.4)把2)完成的结果在每分钟30-120转搅拌状态下缓慢加入3)完成的结果中，在加热到40-80度每分钟300转，保持搅拌2-4小时；
31.5)将4)完成的结果放入超声波分散机中分散2-6小时；
32.6)用纳米砂磨机研磨4-8小时，最大粒径在80纳米以内；
33.7)装入塑料桶加盖放置72小时备用。
34.三、石墨烯半导体陶瓷浆料的配置
35.1、配方组成：石墨烯负离子复合改性陶瓷基液20-60％、导电炭黑10-40％、导电石墨10-50％、导电银粉5-30％、碳纳米管5-30％、碳纤维粉5-20％、十二烷基苯磺酸钠0.6-8％
36.2、配置方法：
37.1)按重量比例计算称取各组分备用；
38.2)把导电炭黑和石墨粉，分别在1600和2800度在氮气和氢气混合气体保护下纯化处理30-60分钟；
39.3)把石墨烯负离子复合改性陶瓷基液倒入反应釜中，加热到40-80度，在每分钟30-120转搅拌状态下将导电炭黑、导电石墨、导电银粉、碳纳米管、碳纤维粉、十二烷基苯磺酸钠依次缓慢加入，一种加入完再加入下一种，加入完后把转速逐步升到每分钟300转，保持搅拌2-4小时；
40.4)将上步完成的结果放入超声波分散机中分散2-6小时；
41.6)用纳米砂磨机研磨4-8小时，最大粒径在80纳米以内；
42.7)装入塑料桶加盖密封放置保存。
43.实施例一：
44.把配置好所需的石墨烯半导体陶瓷浆料涂覆在需要的基材上，经自然晾干4-24小时或在40-60间烘干1-6小时。
45.用石墨烯半导体陶瓷浆料把制作有透气孔的复合碳电极条粘切在发热涂层上，经自然晾干4-24小时或在40-60间烘干1-6小时。
46.把上步完成的部件在烘烤炉内烘烤陶瓷化，烘烤工艺为升温速度为没分钟5-20度，在60℃保持10-30分钟，在90℃保持10-30分钟，在160℃保持10-30分钟，在220℃保持10-30分钟，在360℃保持30-60分钟。然后关机自然冷却到室温完成。
47.实施例二：
48.在需要制作涂层发热的基材上按需要印刷银奖电极。
49.2)把上步完成的放置在烧结炉内，烧结工艺为升温速度为没分钟5-20度，在60℃保持10-30分钟，在90℃保持10-30分钟，在160℃保持10-30分钟，在220℃保持10-30分钟，在360℃保持10-30分钟，在,460℃保持10-30分钟，在560℃保持10-30分钟在660℃保持10-30分钟，在,760℃保持10-30分钟，在,860℃保持10-30分钟，然后关机自然冷却到室温。
50.3)在上步完成后的基础上按要求涂覆配置好的石墨烯半导体陶瓷浆料，经自然晾干4-24小时或在40-60间烘干1-6小时。
51.4)把上步完成的部件在烘烤炉内烘烤陶瓷化，烘烤工艺为升温速度为没分钟5-20度，在60℃保持10-30分钟，在90℃保持10-30分钟，在160℃保持10-30分钟，在220
°
。
52.发热涂层含石墨烯与不含石墨烯浆料性能对比表
[0053] 不含石墨烯含石墨烯方阻(ω)2210导热性w/(m
·
k)3692涂层硬度h46涂层韧性r(弯曲半径)mm505涂层耐冲击性n.cm2050浆料用量g10047
[0054]
墨烯使发热涂层的性能指标大幅度提升石墨烯的作用:增加导电性、导热性、增加涂层强度和韧性；提高涂层材料的稳定性、减少涂层材料的使用量
[0055]
电极材料的原创性与性能对比的先进性
[0056] 石墨烯复合碳电极铜电极银浆料电极
使用最高温度范围℃-200～2500-50～560-100～650热胀系数米/度1.6*10-617.5*10-619*10-6敷贴回弹性％309070电阻率ω.m1.3
×
10-8ω.m1.75
×
10-8ω.m1.58
×
10-8ω.m耐热冲击℃800200600结合方式复合接触烧结适用性应用广泛小小成本低(银的1/100)中(银的1/50)高(银的1/1)
[0057]
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。