[發明專利]竹炭基遠紅外復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200810063453.3
• 申請日: 2008-08-05
• 公開（公告）號: CN101333100A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 郭興忠;張玲潔;楊輝;陳文照
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C04B32/00
• 分類號: C04B32/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明涉及一種遠紅外復合材料，尤其是以竹炭為基體的遠紅外復合材料。

背景技術

遠紅外一般是指波長在4～1000μm范圍的電磁波，其具有以下特性：(1)它的輻射能力很強，可對目標直接加熱而不使空隙的氣體升溫；(2)遠紅外線能被與其波長范圍相一致的各種物體所吸收，產生共振效應與溫熱效應；(3)遠紅外線能滲透到人體皮下，然后通過介質傳導和血液循環熱量深入到細胞組織深處；(4)遠紅外線中4～16μm波長帶的頻率與生物細胞中水分子運動頻率相同，極易被吸收，從而由內向外輻射熱能活化細胞組織。

遠紅外輻射材料是一類重要的功能材料，自80年代以來人們研制出多種體系的遠紅外輻射材料，促進了遠紅外輻射保健、加熱等技術的發展。目前，市場上常見的遠紅外材料多以陶瓷組分為主，而在各種體系的遠紅外陶瓷材料中，其組分主要是MnO₂、TiO₂、ZrO₂、Fe₂O₃、MnO₂、CuO、Co₂O₃等多種過渡金屬氧化物。這種遠紅外陶瓷材料的突出優點在于具有類似于黑體的紅外輻射特性，在整個高載能的2～25μm波段內都具有較高的發射率，但通常都是使用較為昂貴的化工原料以及稀土氧化物，且由于體系多，組份復雜，對特定體系其遠紅外輻射效果還常常強烈依賴于原料來源和工藝，導致遠紅外陶瓷的重復性和性能穩定性差，這在一定程度上限制了其在部分領域的應用。

竹炭是竹材在高溫下熱解后的固體產物，其機械強度較高，孔結構發達，導電性能良好，可以用作吸附劑、導電材料等。除此之外，竹炭還具有較好的遠紅外線發射性，在8～14μm波長范圍內，具有較高的遠紅外發射率，能滲透血管，刺激身體的穴道，改善人體器官機能。作為一種功能性材料和環境保護材料，竹炭越來越受到了人們的重視。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種成本低廉的竹炭基遠紅外復合材料的制備方法，采用該方法制備的竹炭基遠紅外復合材料具有較高的遠紅外發射率，且健康環保。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種竹炭基遠紅外復合材料的制備方法，包括以下步驟：

1)、以下述重量百分比的組份作為原料：

50％～95％的竹炭、0.5％～30％的電氣石、1～10％的黏土和0.5～20％的麥飯石；

2)、將上述原料放入去離子水中，再添加粘結劑，球磨混合24～48小時；所述粘結劑的重量是原料的0.5％～6％；原料與去離子水的重量比為3∶7～2；

3)、將步驟2)所得的混合物進行高壓成型；然后放入真空石墨燒結爐中，在氮氣保護氣氛下煅燒，煅燒溫度為500～2000℃，煅燒時間1～5小時；

4)、將步驟3)所得的煅燒產物冷卻于常溫，得竹炭基遠紅外復合材料。

作為本發明的竹炭基遠紅外復合材料的制備方法的改進：步驟4)中先將步驟3)所得的煅燒產物冷卻于常溫，再經拋光和切割成形，得竹炭基遠紅外復合材料。

作為本發明的竹炭基遠紅外復合材料的制備方法的進一步改進：粘結劑為聚乙烯醇。

作為本發明的竹炭基遠紅外復合材料的制備方法的進一步改進：步驟3)中的高壓為為10～100MPa。

本發明還同時提供了按照上述方法所制備的竹炭基遠紅外復合材料。

在本發明的制備方法中，所有的原料組分以及粘結劑均為普通的市購產品。

本發明的竹炭基遠紅外復合材料的制備方法，采用了價格低廉的竹炭作為主原料，從而使得原材料具備資源豐富、容易獲取的優點；且生產工藝簡單，不但能降低生產成本，還能使所得的竹炭基遠紅外復合材料更加健康環保，并且能保證所得的竹炭基遠紅外復合材料性能穩定。本發明的竹炭基遠紅外復合材料，組分簡單，且具有較高的遠紅外發射率，在8～14μm光譜區遠紅外法向發射率值達到0.8～0.92，而處于相應狀態下的普通竹炭的遠紅外發射率只能達到0.7～0.8。

為了證明本發明的竹炭基遠紅外復合材料的優點，發明人將該竹炭基遠紅外復合材料與普通竹炭作了如下對比實驗，

1、取在1000℃下煅燒的竹炭基遠紅外復合材料與普通竹炭，將二者在25℃下，用IR-1發射率測量儀對其進行遠紅外發射率測量，實際測得本發明的竹炭基遠紅外復合材料在8～14μm光譜區法向發射率為0.91，而普通竹炭為0.79。