[發明專利]一體壓胚與燒結成型碳纖維/銅絲復合智能電熱陶瓷板的制備方法

在審

• 申請號: 201811385326.5
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109516823A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 彭雄義;鄧健;董雄偉
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/76;C04B35/14;C04B35/82;C03C8/20;C04B41/86
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 廉海濤

本發明涉及一體壓胚與燒結成型碳纖維/銅絲復合智能電熱陶瓷板的制備方法，其特征是首先以碳纖維/銅絲復合絲束為發熱元件，采用一體壓胚和燒結成型技術，制備了碳纖維/銅絲復合絲束發熱智能電熱陶瓷板。該電熱陶瓷板由表面層、碳纖維/銅絲復合絲束發熱層、微孔隔熱基底層組成，其中，表面層和發熱層含有導熱性能優異的鈦酸鋇，有利于熱量傳遞；隔熱基底層含有很多微孔和隔熱性能好的石棉。本發明的電熱陶瓷板制備方法簡單，易于推廣，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及電熱陶瓷板的制造方法，具體涉及一體壓胚與燒結成型碳纖維/銅絲復合智能電熱陶瓷板的制備方法。

背景技術

陶瓷越來越多地被應用到建筑行業中，隨著人們對生活質量需求的提高，陶瓷制品的新功能的開發與設計日益成為研究的焦點。陶瓷地板是一種應用最廣泛的地板之一，其具有很多優點，如：耐久、易打掃和易清洗等，設計出具有采暖供熱等特性的功能性陶瓷板成為當前研究的熱點。電熱陶瓷材料由于其耐腐蝕、耐高溫和經久耐用等優點，特別是采暖方面得到了廣泛的應用。

目前在傳統的個體家庭采暖系統主要有：暖氣片式水暖，空調或外置電熱絲(片)和地暖等。然而，這些供暖方式有一些缺點，水暖終端散熱方式以外置散熱片為主，影響房屋裝修結構，具有安全隱患；空調預熱時間長，且能耗較高；電熱絲式(俗稱小太陽)取暖為點式電阻絲制熱，其明火式的發熱管不能覆蓋，容易造成燙傷及火災，安全隱患極為突出；地暖式采暖中，電熱利用率不高，金屬電熱絲電熱轉化效率一般只有60-80％，金屬電熱絲導電也產生大量對人體有害的電磁輻射，不利于健康保健。

電熱陶瓷板是一種新型的供暖方式，電熱陶瓷板的發展比較迅速，目前市場上的電熱陶瓷板由很多不完美的地方，主要有：(1)大多數電熱陶瓷板的加熱元件安裝在瓷磚底部的安裝槽內，加熱元件與瓷磚之間存有空氣，兩者之間沒有無縫對接，空氣的導熱系數非常小，從而，傳熱效率低，熱損失大；中國專利申請號201611002581.8公布了碳素纖維發熱片瓷磚及其生產方法，該瓷磚由墻磚本體、碳纖維發熱片和發熱管、聚氨酯泡沫層組成，碳纖維發熱片安裝在發熱管中，發熱管中存有空氣，導致傳熱效率低下。(2)有的碳纖維發熱體置于發熱層的凹槽內，如：中國專利申請號201720123171.X公布了一種碳纖維發熱瓷磚；中國專利申請號201520813518.7公布了一種碳纖維加熱泡沫磚；這兩項專利均是將碳纖維發熱絲置于發熱層的凹槽內。這種將發熱體置于發熱管或置于發熱層凹槽內的方式對于熱的傳遞是不利的，空氣的傳熱效率非常差，這種排布方式導致在發熱體的周圍存有大量的空氣，從而，嚴重影響了傳熱的速率和效率。因此，解決好發熱體與瓷磚之間的無縫銜接，提高傳熱效率是當前亟待解決的問題。

在電熱陶瓷板的制備中，發熱材料(元件)的選擇是關鍵，發熱材料的優劣決定著電熱陶瓷板的好壞。碳纖維和銅絲作為發熱元件在很多供熱設備上廣泛應用，但是，碳纖維和銅絲的復合使用尚未見報道，其復合應用有待進一步研究和開發。

發明內容

本發明的目的是克服以往技術的不足，提供一種一體壓胚與燒結成型碳纖維/銅絲復合智能電熱陶瓷板的制備方法。所述的陶瓷板由表面層S1、碳纖維/銅絲復合發熱層S2、微孔隔熱基底層S3組成，如附圖1所示。碳纖維和銅絲均是應用很廣泛的發熱元件，兩者在發熱領域的優缺點各有差異，本發明將碳纖維和銅絲復合在一起，實現碳纖維和銅絲作發熱材料時優缺點的互補。本發明制備的電熱陶瓷板采用一體壓胚和燒結成型技術，將碳纖維/銅絲復合絲束嵌在陶瓷里面，碳纖維/銅絲復合絲束與陶瓷實現無縫接觸，制備的電熱陶瓷板使用方便，碳纖維/銅絲復合傳熱效率高，具有廣闊的市場前景。

本發明所述的一體壓胚與燒結成型碳纖維/銅絲復合智能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：