[發(fā)明專利]基于鈦酸鋇發(fā)熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811385318.0
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109592975A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董雄偉;陳悟;朱立成;唐彬;王訓(xùn)該
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢紡織大學(xué)
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B35/64;C04B41/86;H05B3/12;H05B3/26;C03C1/00
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 廉海濤

本發(fā)明涉及基于鈦酸鋇發(fā)熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法，其特征是首先制備了摻有少量二氧化鈦的鈦酸鋇板，以鈦酸鋇板為發(fā)熱元件，采用一體壓胚和燒結(jié)成型技術(shù)，制備了鈦酸鋇板發(fā)熱智能電熱陶瓷板。該電熱陶瓷板由表面層、鈦酸鋇板發(fā)熱層、微孔隔熱基底層組成，其中，表面層含有碳化硅，其具有很好的導(dǎo)熱和絕緣性能；鈦酸鋇板發(fā)熱層含有導(dǎo)熱性能優(yōu)異的石墨，有利于熱量傳遞；隔熱基底層制得很多微孔和添加隔熱性能好的微細二氧化硅氣凝膠。本發(fā)明的電熱陶瓷板制備方法簡單，傳熱性能良好，具有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電熱陶瓷板的制造方法，具體涉及基于鈦酸鋇發(fā)熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法。

背景技術(shù)

目前，家庭采暖系統(tǒng)主要有：暖氣片式水暖、空調(diào)或外置電熱絲和地暖等。然而，它們存在一些不足的地方：暖氣片式水暖影響房屋裝修結(jié)構(gòu)，具有安全隱患；空調(diào)能耗較高，易導(dǎo)致空調(diào)病；電熱絲式取暖容易造成燙傷及火災(zāi)，安全隱患極為突出；地暖式采暖電熱利用率不高，因此，尋求一種新型的供暖設(shè)備具有重要意義。

陶瓷地板是一種應(yīng)用最廣泛的地板之一，其具有很多優(yōu)點，如：耐久、易打掃和易清洗等，陶瓷越來越多地被應(yīng)用到建筑行業(yè)中，隨著人們對生活質(zhì)量需求的提高，陶瓷制品的新功能的開發(fā)與設(shè)計日益成為研究的焦點，特別是設(shè)計出具有保溫放熱的功能性陶瓷成為當前采暖供熱領(lǐng)域的熱點。

目前，市場上具有保溫放熱的陶瓷地板存在一些缺點，主要表現(xiàn)有：(1)電熱陶瓷板多采用將發(fā)熱體置于發(fā)熱管內(nèi)，將發(fā)熱管嵌于瓷磚體內(nèi)部，如：中國專利申請?zhí)?01611002581.8公布了碳素纖維發(fā)熱片瓷磚及其生產(chǎn)方法，該瓷磚包括墻磚本體、碳纖維發(fā)熱片和發(fā)熱管、聚氨酯泡沫層。(2)有的發(fā)熱瓷磚采用將瓷磚板與發(fā)熱層、保溫層等通過粘結(jié)的方式結(jié)合，將發(fā)熱體置于發(fā)熱層內(nèi)部凹槽，如：中國專利申請?zhí)?01720123171.X公布了一種碳纖維發(fā)熱瓷磚，其是將碳纖維發(fā)熱絲置于發(fā)熱層的凹槽內(nèi)。這些將發(fā)熱體置于發(fā)熱管或置于發(fā)熱層凹槽內(nèi)的方式對于熱的傳遞是不利的，因為這種排布方式導(dǎo)致在發(fā)熱體的周圍存有大量的空氣，空氣的傳熱效率非常差，從而，嚴重影響了傳熱的速率和質(zhì)量，有待進一步改進。

在電熱陶瓷板的制備中，發(fā)熱材料(元件)的選擇是關(guān)鍵，發(fā)熱材料的優(yōu)劣決定著電熱陶瓷板的好壞。鈦酸鋇是一種強介電化合物材料，具有高介電常數(shù)和低介電損耗，是電子陶瓷中使用最廣泛的材料之一，被譽為“電子陶瓷工業(yè)的支柱”。鈦酸鋇作為發(fā)熱元件在陶瓷板領(lǐng)域的研究鮮有報道，其開發(fā)和應(yīng)用具有廣闊的前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服以往技術(shù)的不足，提供基于鈦酸鋇發(fā)熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法，所述的陶瓷板由表面層S1、鈦酸鋇板發(fā)熱層S2、微孔隔熱基底層S3組成，如附圖1所示。鈦酸鋇是一種重要的陶瓷電熱材料，本發(fā)明在鈦酸鋇中摻入少量二氧化鈦，并制備為鈦酸鋇板，將其用于作為電熱陶瓷板的發(fā)熱元件，拓寬了鈦酸鋇的應(yīng)用領(lǐng)域，具有重要意義。本發(fā)明制備的智能電熱陶瓷板采用一體壓胚和燒結(jié)成型技術(shù)，將鈦酸鋇板嵌在陶瓷里面，實現(xiàn)鈦酸鋇板與陶瓷無縫接觸，鈦酸鋇板作為發(fā)熱元件制備的電熱陶瓷板使用方便，鈦酸鋇板傳熱效率高，原材料來源廣泛，成本低廉。

本發(fā)明所述的基于鈦酸鋇發(fā)熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于，所述方法包含如下步驟：

步驟一、微孔隔熱基底層S3的制備：通過摻加隔熱材料和發(fā)泡劑工藝配置的微孔隔熱基底層陶泥(粉)，然后平鋪于胚體模具底層，其厚度為胚體模具總厚度的0.4～0.6，優(yōu)選的，微孔隔熱基底層陶泥(粉)料主要成分及含量為：50～70％的SiO₂，5～10％的TiO₂，10～15％的微細二氧化硅氣凝膠，5～10％的碳化鈣，5～10％的氫氧化鈣，3～5％的雙氧水；