一种供暖用发热膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种供暖用发热膜的制备方法，属于电热材料制备技术领域。本发明专利技术通过将石墨作为发热膜内层的掺杂成分提高发热膜内层的导热能力，以氧化锆为主要成分的发热膜外层使陶瓷发热膜初步具备一定的高温抗氧化能力，添加的稀土金属能提高陶瓷电阻率和高温强度，提高发热膜的使用寿命并改善发热膜的高温导热性能和发热效率；本发明专利技术发热膜内层浆料中二硅化钼的钼与硅之间以金属键结合，硅和硅之间则以共价键连结，为灰色四方晶体，具有良好的高温抗氧化能力，发热膜外层即绝缘层中稀土陶瓷可在二硅化钼表面上形成保护膜层，以防止二硅化钼连续氧化而失去防氧化的效果，从而使发热膜的内层保持高电热转换率。

A preparation method of heating film for heating

The invention discloses a preparation method of heating film for heating, belonging to the technical field of electric heating material preparation. The invention improves the thermal conductivity of the inner layer of the heating film by taking graphite as the doping component of the inner layer of the heating film, the outer layer of the heating film with zirconia as the main component makes the ceramic heating film preliminarily possess certain high temperature oxidation resistance, the added rare earth metal can improve the resistivity and high temperature strength of the ceramic, improve the service life of the heating film and improve the high temperature thermal conductivity and heating performance of the heating film Efficiency: in the inner layer of the heating film slurry of the invention, molybdenum and silicon of molybdenum disilicide are connected by metal bond, while silicon and silicon are connected by covalent bond, which are gray tetragonal crystals with good high temperature oxidation resistance. Rare earth ceramics in the outer layer of the heating film, namely the insulating layer, can form a protective film layer on the surface of molybdenum disilicide, so as to prevent continuous oxidation of molybdenum disilicide and lose the effect of oxidation prevention, Thus, the inner layer of the heating film maintains a high electric heat conversion rate.

【技术实现步骤摘要】
一种供暖用发热膜的制备方法
本专利技术公开了一种供暖用发热膜的制备方法，属于电热材料制备

技术介绍
发热膜即通电后能够发热的一种薄膜，是由电绝缘材料与封装其内的发热电阻材料组成的平面型发热元件。发热膜分：辐射发热膜，工作时将电能转化为热能，并将热能主要以辐射的形式向外传递的发热膜，柔性发热膜，电绝缘材料为柔性薄片的发热膜，刚性发热膜，电绝缘材料为刚性薄片（或板）的发热膜。发热膜的发热材料和产品结构形态是决定发热膜产品性能的主要因素，其中发热材料起决定性作用。依据发热材料的不同把发热膜分为高分子、印刷油墨、碳纤维、金属丝（片）四种类型，这四种类型的发热膜因为同属于电加热元件，所以有共同或相似的特点，但是不同发热材料先天的物理、化学、电化学、电热等性质不同，又决定了不同类型发热膜性能有差异，这些差异反应在产品性能上，有如下表现：单位面积电阻率的差异；功率极限值的不同；辐射热转换率的不同；产品抗氧化能力和抗龟裂及融胀性能的不同；产品使用过程中功率密度变化的不同；产品使用寿命不同。综上所述：不同类型电热膜既有共同的应用领域，又有各自最佳的使用范围。并且目前发热膜应用于电热膜供暖时，电热转换率低，导致发热效率低，发热膜长期发热过程中高温脆性大，会发生不可修复的脆裂。因此，专利技术一种发热效率高、高温脆性低的发热膜对电热材料制备
是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前发热膜应用于电热膜供暖时，电热转换率低，导致发热效率低，发热膜长期发热过程中高温脆性大，会发生不可修复的脆裂的缺陷，提供了一种供暖用发热膜的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种供暖用发热膜的制备方法为：（1）将碳化硅、二硅化钼、石墨粉、膨润土和质量分数为10%的聚乙二醇溶液装入振动球磨机中，控制球料质量比为10︰1，球磨6～8h，得到发热膜内层浆料，随后注入到平板形模具中，再将模具置于等静压烧结炉中真空预烧，得到发热膜内层；（2）用发热膜外层浆料涂覆发热膜内层一面，作为绝缘层，控制涂覆厚度为2～3cm，得到发热膜坯体，将发热膜坯体预热至70～80℃，贴上绝缘橡胶垫，保温热压处理，使绝缘橡胶垫与发热膜坯体无缝相连，得到供暖用发热膜；所述的发热膜外层浆料具体制备步骤为：（1）将钛酸丁酯加入装有质量分数为25%乙二醇溶液的烧杯中，加热升温至80～100℃，向烧杯中加入柠檬酸，启动搅拌器，以300～350r/min的转速搅拌分散，直至柠檬酸完全溶解，得到二氧化钛前驱体胶液；（2）将氧化钕和氧化镧溶于质量分数为30%的硝酸溶液中，继续加入二氧化钛前驱体胶液、碳酸钙、碳酸锂、氧化锆混合置于水浴锅中，加热升温至80～85℃，保温2～3h，继续加热升温至130～150℃，保温1～2h，得到粘稠络合物；（3）将上述粘稠络合物放入焦化炉中，通入氮气，加热升温至230～250℃，保温焦化30～35min后，放入粉碎机中粉碎3～4h，随后置于煅烧炉中，通入空气，加热升温至850～950℃，预烧3～4h，得到陶瓷粉末；（4）将所得陶瓷粉末与质量分数为5%的聚乙烯醇溶液按混合，放入球磨机中球磨10～15h，过200目筛，并用去离子水稀释球磨浆料，得到发热膜外层浆料。所述的供暖用发热膜具体制备步骤中按发热膜内层浆料各组分原料，重量份数计，包括15～20份碳化硅、10～12份二硅化钼、20～30份石墨粉、10～15份膨润土和10～20份质量分数为10%的聚乙二醇溶液。所述的供暖用发热膜具体制备步骤中真空预烧过程为：先按照40～50℃/h的速率，从室温升温至280～300℃，保温2～3h后，再按照60～70℃/h的速率升温至400～550℃，并保温1h。所述的供暖用发热膜具体制备步骤中绝缘橡胶垫厚度为3mm或5mm，防电压等级为35kV。所述的发热膜外层浆料具体制备步骤（1）中各原料组份，按重量份数计，包括70～80份钛酸丁酯、200～220份质量分数为25%乙二醇溶液、40～45份柠檬酸。所述的发热膜外层浆料具体制备步骤（2）中各原料按重量份数计，包括20～25份氧化钕、30～35份氧化镧、200～250份质量分数为30%的硝酸溶液、70～80份上述二氧化钛前驱体胶液、4～5份碳酸钙、6～7份碳酸锂、40～50份氧化锆。所述的发热膜外层浆料具体制备步骤（3）中预烧温度为850～950℃。所述的发热膜外层浆料具体制备步骤（4）中所得陶瓷粉末与质量分数为5%的聚乙烯醇溶液按质量比为1︰2。所述的发热膜外层浆料具体制备步骤（4）中用去离子水稀释球磨浆料密度为2.2～2.5g/cm3。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术以钛酸丁酯、乙二醇溶液、柠檬酸为原料，经搅拌分散得到淡黄色透明溶液，向其中加入硝酸稀土金属盐溶液、碳酸钙、碳酸锂，氧化锆经过保温络合反应得到粘稠络合物，将粘稠络合物焦化、粉碎、烧结得到陶瓷粉末，将陶瓷粉末与聚乙烯醇溶液混合磨浆得到发热膜外层浆料，以氧化锆、碳化硅、二硅化钼、石墨粉、膨润土和聚乙二醇混合球磨得到发热膜内层浆料，将内层浆料注浆入模、真空预烧得到发热膜内层，将发热膜外层浆料涂覆发热膜内层一面作为绝缘层，得到发热膜坯体，再热压贴上市售绝缘橡胶垫，得到供暖用发热膜，本专利技术发热膜分为发热膜基材和铝金属隔热层两个部分，发热膜基材为发热膜内层一面覆盖绝缘层的双层结构，发热膜内层为内层，绝缘层为外层，本专利技术通过将石墨作为发热膜内层的掺杂成分提高发热膜内层的导热能力，以氧化锆为主要成分的发热膜外层使陶瓷发热膜初步具备一定的高温抗氧化能力，添加的稀土金属能提高陶瓷电阻率和高温强度，并通过煅烧球磨细化陶瓷晶粒，降低绝缘层的蠕变率，防止绝缘层高温脆化，提高发热膜的使用寿命并改善发热膜的高温导热性能和发热效率；（2）本专利技术发热膜内层浆料中二硅化钼的钼与硅之间以金属键结合，硅和硅之间则以共价键连结，为灰色四方晶体，具有良好的高温抗氧化能力，发热膜外层即绝缘层中稀土陶瓷可在二硅化钼表面上形成保护膜层，以防止二硅化钼连续氧化而失去防氧化的效果，从而使发热膜的内层保持高电热转换率，本专利技术的发热膜的绝缘层通过高电阻率的复合稀土陶瓷的提高发热膜的表面绝缘性能和高温强度，并且使其石墨等导热性导电材料沉积于绝缘层，形成紧贴绝缘层的内回路，高电阻的复合稀土陶瓷能够在电流通入的情况下产生大量的热量，提高绝缘层的导热性能和发热效率，稀土元素加热能产生较多的远红外线，远红外线有较强的渗透力和辐射力，具有显著的温控效应和共振效应，它易被物体吸收并转化为物体的内能，本专利技术还通过对发热膜表面无缝贴合绝缘橡胶垫，增强发热膜的表面弹性，橡胶垫与电热膜外层界面还能形成柔韧的缓冲层，降低发热膜脆裂的概率，具有广阔的应用前景。具体实施方式按重量份数计，将70～80份钛酸丁酯加入装有200～220份质量分数为25%乙二醇溶液的烧杯中，加热升温至80～100℃，向烧杯中加入40～45份柠檬酸，启动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种供暖用发热膜的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：/n（1）将碳化硅、二硅化钼、石墨粉、膨润土和质量分数为10%的聚乙二醇溶液装入振动球磨机中，控制球料质量比为10︰1，球磨6～8h，得到发热膜内层浆料，随后注入到平板形模具中，再将模具置于等静压烧结炉中真空预烧，得到发热膜内层；/n（2）用发热膜外层浆料涂覆发热膜内层一面，作为绝缘层，控制涂覆厚度为2～3cm，得到发热膜坯体，将发热膜坯体预热至70～80℃，贴上绝缘橡胶垫，保温热压处理，使绝缘橡胶垫与发热膜坯体无缝相连，得到供暖用发热膜；/n所述的发热膜外层浆料具体制备步骤为：/n（1）将钛酸丁酯加入装有质量分数为25%乙二醇溶液的烧杯中，加热升温至80～100℃，向烧杯中加入柠檬酸，启动搅拌器，以300～350r/min的转速搅拌分散，直至柠檬酸完全溶解，得到二氧化钛前驱体胶液；/n（2）将氧化钕和氧化镧溶于质量分数为30%的硝酸溶液中，继续加入二氧化钛前驱体胶液、碳酸钙、碳酸锂、氧化锆混合置于水浴锅中，加热升温至80～85℃，保温2～3h，继续加热升温至130～150℃，保温1～2h，得到粘稠络合物；/n（3）将上述粘稠络合物放入焦化炉中，通入氮气，加热升温至230～250℃，保温焦化30～35min后，放入粉碎机中粉碎3～4h，随后置于煅烧炉中，通入空气，加热升温至850～950℃，预烧3～4h，得到陶瓷粉末；/n（4）将所得陶瓷粉末与质量分数为5%的聚乙烯醇溶液按混合，放入球磨机中球磨10～15h，过200目筛，并用去离子水稀释球磨浆料，得到发热膜外层浆料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种供暖用发热膜的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将碳化硅、二硅化钼、石墨粉、膨润土和质量分数为10%的聚乙二醇溶液装入振动球磨机中，控制球料质量比为10︰1，球磨6～8h，得到发热膜内层浆料，随后注入到平板形模具中，再将模具置于等静压烧结炉中真空预烧，得到发热膜内层；
（2）用发热膜外层浆料涂覆发热膜内层一面，作为绝缘层，控制涂覆厚度为2～3cm，得到发热膜坯体，将发热膜坯体预热至70～80℃，贴上绝缘橡胶垫，保温热压处理，使绝缘橡胶垫与发热膜坯体无缝相连，得到供暖用发热膜；
所述的发热膜外层浆料具体制备步骤为：
（1）将钛酸丁酯加入装有质量分数为25%乙二醇溶液的烧杯中，加热升温至80～100℃，向烧杯中加入柠檬酸，启动搅拌器，以300～350r/min的转速搅拌分散，直至柠檬酸完全溶解，得到二氧化钛前驱体胶液；
（2）将氧化钕和氧化镧溶于质量分数为30%的硝酸溶液中，继续加入二氧化钛前驱体胶液、碳酸钙、碳酸锂、氧化锆混合置于水浴锅中，加热升温至80～85℃，保温2～3h，继续加热升温至130～150℃，保温1～2h，得到粘稠络合物；
（3）将上述粘稠络合物放入焦化炉中，通入氮气，加热升温至230～250℃，保温焦化30～35min后，放入粉碎机中粉碎3～4h，随后置于煅烧炉中，通入空气，加热升温至850～950℃，预烧3～4h，得到陶瓷粉末；
（4）将所得陶瓷粉末与质量分数为5%的聚乙烯醇溶液按混合，放入球磨机中球磨10～15h，过200目筛，并用去离子水稀释球磨浆料，得到发热膜外层浆料。


2.根据权利要求1所述的一种供暖用发热膜的制备方法，其特征在于：所述的供暖用发热膜具体制备步骤中按发热膜内层浆料各组分原料，重量份数计，包括15～20份碳化硅、10～12份二硅化钼、20～30份石墨粉、10...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐振宇，
申请(专利权)人：唐振宇，
类型：发明
国别省市：湖南;43