CN114698161B - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114698161B CN114698161B CN202210487165.0A CN202210487165A CN114698161B CN 114698161 B CN114698161 B CN 114698161B CN 202210487165 A CN202210487165 A CN 202210487165A CN 114698161 B CN114698161 B CN 114698161B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- nano
- hours
- ceramic base
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 49
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 19
- -1 graphene anion Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 8
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- NXFVVSIQVKXUDM-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) oxido(oxo)chromium Chemical compound [Co++].[O-][Cr]=O.[O-][Cr]=O NXFVVSIQVKXUDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- CNLWCVNCHLKFHK-UHFFFAOYSA-N aluminum;lithium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Li+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O CNLWCVNCHLKFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 6
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 6
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 6
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 6
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 6
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 claims description 6
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 6
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910052642 spodumene Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 claims description 6
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 6
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 claims description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000013022 formulation composition Substances 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
- H05B3/143—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds applied to semiconductors, e.g. wafers heating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了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，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，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。
Description
技术领域
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
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。
发明内容
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。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
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；
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；
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；
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。
本发明的有益效果是：
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
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。
一、陶瓷基液：
1、配方组成
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％
2、配置方法：
1)按重量比例计算称取各组分备用；
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；
3)将碳化硅、铝矾土、膨润土、铬化钴分别球磨到5000目以上；
4)把工业磷酸或磷酸盐和水混合加热到60-96度；
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；
6)保持加热搅拌反应2-6小时后用超声波分散2-6小时；
7)用纳米砂磨机研磨4-8小时，最大粒径在100纳米以内；
8)装入塑料桶加盖放置72小时备用。
二、石墨烯负离子复合改性陶瓷基液：
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％
2、配置方法：
1)按重量比例计算称取各组分备用；
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；
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；
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；
5)将4)完成的结果放入超声波分散机中分散2-6小时；
6)用纳米砂磨机研磨4-8小时，最大粒径在80纳米以内；
7)装入塑料桶加盖放置72小时备用。
三、石墨烯半导体陶瓷浆料的配置
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％
2、配置方法：
1)按重量比例计算称取各组分备用；
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；
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；
4)将上步完成的结果放入超声波分散机中分散2-6小时；
6)用纳米砂磨机研磨4-8小时，最大粒径在80纳米以内；
7)装入塑料桶加盖密封放置保存。
实施例一：
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。
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。
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。
实施例二：
在需要制作涂层发热的基材上按需要印刷银奖电极。
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。
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。
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°。
发热涂层含石墨烯与不含石墨烯浆料性能对比表
| 不含石墨烯 | 含石墨烯 | |
| 方阻(Ω) | 22 | 10 |
| 导热性w/(m·k) | 36 | 92 |
| 涂层硬度H | 4 | 6 |
| 涂层韧性R(弯曲半径)mm | 50 | 5 |
| 涂层耐冲击性N.cm | 20 | 50 |
| 浆料用量g | 100 | 47 |
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
电极材料的原创性与性能对比的先进性
| 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*10-6 | 17.5*10-6 | 19*10-6 |
| 敷贴回弹性％ | 30 | 90 | 70 |
| 电阻率Ω.m | 1.3×10-8Ω.m | 1.75×10-8Ω.m | 1.58×10-8Ω.m |
| 耐热冲击℃ | 800 | 200 | 600 |
| 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) |
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。
Claims (4)
1.一种环保节能石墨烯半导体陶瓷高温大功率密度电热材料，其特征在于：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；
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；
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；
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；
所述陶瓷基液中，按重量份，所述工业磷酸或磷酸盐为5-30%、所述纳米三氧化二铝粉为6-30%、所述纳米氧化镁为5-30%、所述碳化硅为5-35%、所述铝矾土为6-30%、所述纳米氧化钛为5-30%、所述膨润土为4-35%、所述软质黏土为6-35%、所述铬化钴为5-28%、所述高温水泥为5-35%、所述纳米硅溶胶为6-32%、所述纳米铝溶胶为6-33%、所述三聚磷酸钠为2-15%、所述六偏磷酸钠为2-16%、所述锂辉石微粉为5-30%、所述氧化铬为1-16%、所述水为5-30%；
所述石墨烯负离子复合改性陶瓷基液中，按重量份，所述陶瓷基液为20-50%、所述石墨烯为5-40%、所述kh550为0.5-10%、所述纳米氧化锌粉为2-15%、所述负离子粉为5-26%、所述硅藻土微粉为5-30%、所述工业酒精为10-46%、所述吐温80为0.5-8%；
所述石墨烯半导体陶瓷浆料中，按重量份，所述石墨烯负离子复合改性陶瓷基液为20-60%、所述导电炭黑为10-40%、所述导电石墨为10-50%、所述导电银粉为5-30%、所述碳纳米管为5-30%、所述碳纤维粉为5-20%、所述十二烷基苯磺酸钠为0.6-8%。
2.根据权利要求1所述的环保节能石墨烯半导体陶瓷高温大功率密度电热材料，其特征在于：所述陶瓷基液制备方法包括以下步骤：
1）按重量比例计算称取各组分备用；
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；
3）将碳化硅、铝矾土、膨润土、铬化钴分别球磨到5000目以上；
4）把工业磷酸或磷酸盐和水混合加热到60-96度；
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；
6）保持加热搅拌反应2-6小时后用超声波分散2-6小时；
7）用纳米砂磨机研磨4-8小时，最大粒径在100纳米以内；
8）装入塑料桶加盖放置72小时备用。
3.根据权利要求1所述的环保节能石墨烯半导体陶瓷高温大功率密度电热材料，其特征在于：所述石墨烯负离子复合改性陶瓷基液制备方法包括以下步骤：
1）按重量比例计算称取各组分备用；
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；
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；
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；
5）将4）完成的结果放入超声波分散机中分散2-6小时；
6）用纳米砂磨机研磨4-8小时，最大粒径在80纳米以内；
7）装入塑料桶加盖放置72小时备用。
4.根据权利要求1所述的环保节能石墨烯半导体陶瓷高温大功率密度电热材料，其特征在于：所述石墨烯半导体陶瓷浆料制备方法包括以下步骤：
1）按重量比例计算称取各组分备用；
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；
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；
4）将上步完成的结果放入超声波分散机中分散2-6小时；
6）用纳米砂磨机研磨4-8小时，最大粒径在80纳米以内；
7）装入塑料桶加盖密封放置保存。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210487165.0A CN114698161B (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210487165.0A CN114698161B (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114698161A CN114698161A (zh) | 2022-07-01 |
| CN114698161B true CN114698161B (zh) | 2024-06-14 |
Family
ID=82144821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210487165.0A Active CN114698161B (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114698161B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111808463A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-23 | 深圳市寒暑科技新能源有限公司 | 一种高温电热涂料及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104876611B (zh) * | 2015-04-09 | 2017-09-05 | 浙江泰索科技有限公司 | 一种石墨烯增强陶瓷及其制备方法 |
| CN105315795B (zh) * | 2015-12-08 | 2017-08-15 | 赵建南 | 智能耐高温远红外导电发热节能材料 |
| CN108565440A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-21 | 杭州牛墨科技有限公司 | 一种可遮盖发热区域的石墨烯碳纳米管复合发热膜的制备方法 |
| CN108358668A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-03 | 宿迁南航新材料与装备制造研究院有限公司 | 一种石墨烯-二氧化硅陶瓷复合粉体及其制备方法 |
| CN110904725A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-24 | 浙江万家暖智能科技有限公司 | 发热膜及制备方法、采用所述发热膜的设备及制备方法 |
-
2022
- 2022-05-06 CN CN202210487165.0A patent/CN114698161B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111808463A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-23 | 深圳市寒暑科技新能源有限公司 | 一种高温电热涂料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114698161A (zh) | 2022-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102585571B (zh) | 一种具有防腐抗结焦功能的红外节能涂料及其制备方法 | |
| CN101700976B (zh) | 一种高压避雷器用非线性电阻片的配方及其制造方法 | |
| CN101760058B (zh) | 一种耐高温反辐射无机涂料及其制备方法 | |
| CN108002822B (zh) | 硅铝空心球隔热制品及其制备方法 | |
| CN103173044B (zh) | 一种耐高温防氧化涂料 | |
| CN107827433A (zh) | 一种中低温烧成陶瓷制品及其制造工艺 | |
| CN105957666A (zh) | 一种避雷器用压敏电阻阀片及其制备方法 | |
| CN103964690B (zh) | 一种用作搪瓷材料的组合物及其用途 | |
| CN114698161B (zh) | 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 | |
| CN101153123A (zh) | 飞机炭/炭刹车盘用防氧化涂层及其制备方法 | |
| CN104893372B (zh) | 一种镜板用耐高温绝缘涂层 | |
| CN111063477B (zh) | 一种不锈钢基板厚膜电路绝缘介质浆料及其制备方法 | |
| CN102161569B (zh) | 一种草甘膦生产设备的强防腐性能搪玻璃釉料的配方及其制备方法 | |
| CN100493266C (zh) | 大功率不锈钢板上电介质材料及其制备方法 | |
| CN108682478B (zh) | 一种复合氧化物微晶玻璃、绝缘介质浆料及其制备方法和应用 | |
| CN105439450A (zh) | 一种钛合金搪瓷涂层材料及其制备方法 | |
| CN112635099B (zh) | 用于制作矿物绝缘电缆的绝缘材料及其制备方法 | |
| CN102503582A (zh) | 一种耐大电流冲击的无机-有机复合绝缘涂层的制备方法 | |
| CN115175385A (zh) | 水溶性耐高温红外碳基加热浆料及其制备方法 | |
| CN102702808B (zh) | 能够形成低导热系数涂层的红外辐射涂料 | |
| CN106700899A (zh) | 一种SiAlON‑Al2O3基不锈钢用耐高温抗氧化涂料 | |
| CN104299741B (zh) | 改善氧化锌避雷器电阻片侧面绝缘质量的方法 | |
| CN101805125B (zh) | 430不锈钢用绝缘玻璃介质浆料及其制备方法 | |
| CN106700900A (zh) | 一种SiAlON‑SiC‑ZrO2普通钢热处理抗氧化涂料及其使用方法 | |
| CN114891380A (zh) | 一种环保节能耐高温耐热震陶瓷绝缘隔热浆料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |