本發(fā)明涉及一種新型磁性發(fā)熱涂料，屬于功能復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前常用的加熱方式有電阻加熱、微波加熱、紅外線加熱和電磁加熱。其中，電阻加熱采用電阻絲發(fā)熱，存在熱能量利用率低和電阻絲壽命短、維修量大的缺點；微波加熱迅速且均勻，節(jié)能高效，但其加熱的食物營養(yǎng)成份易流失，且不能加熱金屬材質(zhì)和普通塑料，大大限制其使用領(lǐng)域；紅外線加熱可實現(xiàn)內(nèi)外同時加熱，加熱效率高，但遠(yuǎn)紅外加熱物體時必須根據(jù)不同物體來選擇不同加熱源的輻射波段和輻射溫度，加熱效率不穩(wěn)定，使得紅外加熱主要運用在衛(wèi)生環(huán)保，殺菌消毒、烘烤食物等領(lǐng)域；電磁加熱不需要傳熱介質(zhì)，被加熱物體自身產(chǎn)熱，加熱效率極高，加熱質(zhì)量穩(wěn)定，可實現(xiàn)局部加熱和精度控制，且節(jié)能減耗、工作環(huán)境良好、壽命長、成本低等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛運用于軍事、工業(yè)、醫(yī)療、化工建材、家電等領(lǐng)域。

碳纖維具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱特性，隨著碳纖維制備技術(shù)的不斷提高，其成本逐年下降，作為導(dǎo)電導(dǎo)熱材料的應(yīng)用擁有越來越廣闊的前景，是目前導(dǎo)電導(dǎo)熱復(fù)合材料領(lǐng)域最具有研究價值的材料之一。但目前，將碳纖維應(yīng)用于電磁加熱的研究卻少有人進(jìn)行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新型磁性發(fā)熱涂料及其制備工藝，該涂料能同時具備優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和導(dǎo)磁性能，可以很好的適用于電磁方式加熱，填補了這方面的研究空白。

為了實現(xiàn)上述目的，采用如下的技術(shù)方案：

一種新型磁性發(fā)熱涂料,包括功能粉體、玻璃粉和有機載體；所述功能粉體包括磁性材料、導(dǎo)電導(dǎo)熱材料；所述導(dǎo)電導(dǎo)熱材料為碳纖維和銀粉；上述磁性材料、碳纖維、銀粉、玻璃粉、有機載體質(zhì)量比分別為：10～20%:15～25%:20～45%:1～8%:10～20%，混合均勻制得具有電磁導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)涂料。電磁加熱要求被加熱材料具有導(dǎo)電導(dǎo)磁性，本發(fā)明通過合理調(diào)配涂料中磁性、導(dǎo)電導(dǎo)熱材料和玻璃粉比例，利用碳纖維良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，使其在低貴金屬填加量的情況下盡量提高涂層的電磁導(dǎo)熱性能，降低制備成本。

進(jìn)一步的，上述的新型磁性發(fā)熱涂料還包括分散劑 。

進(jìn)一步的，上述磁性材料為鐵、鎳、鈷等磁性金屬單質(zhì)、合金、氧化物中一種或多種混合。

進(jìn)一步的，上述磁性材料形貌可為顆粒、纖維中的一種或兩種混合。

進(jìn)一步的，上述碳纖維長徑比為8～12。作為涂料一種原料，碳纖維的長徑比過大，則影響所得涂料的流動性；長徑比過小，則碳纖維難以形成優(yōu)良的導(dǎo)熱導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。實驗證明，長徑比為8～12的碳纖維是最優(yōu)的選擇。

進(jìn)一步的，上述碳纖維表面鍍覆一層銀或銅的金屬薄膜。銀和銅都是電阻很小的金屬，表面鍍覆銀或銅的碳纖維其導(dǎo)電性得到顯著提高。另外，在碳纖維表面鍍覆一層銀或銅的金屬薄膜，還可以有效保護(hù)碳纖維，增強其抗氧化性。

進(jìn)一步的，上述玻璃粉為系低溫玻璃，其由下列體積百分比的組分組成 ： 30～50%、 10～30%、 10～30%、 5～20%、 5～15%、 0～5%。低溫玻璃本身燒結(jié)溫度低，而本發(fā)明的涂料是燒結(jié)涂料，加入低溫玻璃可以有效降低涂料燒結(jié)溫度。

進(jìn)一步的，上述有機載體包括有機溶劑、增塑劑。

一種制作上述的新型磁性發(fā)熱涂料的制備工藝，包括以下工藝步驟：

（1）按體積百分比稱取玻璃原料；再進(jìn)行混料→熔融→球磨→過篩，制備出玻璃粉；

（2）按體積百分比稱取磁性材料、碳纖維、銀粉、玻璃粉并與分散劑混合均勻，球磨12～24h；

（3）將有機載體加入到步驟（2）所得混合料中混合攪拌，然后用三輥機研磨，最后在真空攪拌機中進(jìn)行除泡20～50min，即可得到新型磁性發(fā)熱涂料。

一種涂覆并固化了上述新型磁性發(fā)熱涂料的基底。普通陶瓷鍋經(jīng)涂覆、燒結(jié)固化本發(fā)明的新型磁性發(fā)熱涂料后，具備了能適用電磁加熱的功能，可用做IH電飯鍋的陶瓷內(nèi)膽。

本發(fā)明通過合理調(diào)配涂料中磁性、導(dǎo)電導(dǎo)熱材料和玻璃粉比例，利用碳纖維良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，使其在低貴金屬填加量的情況下盡量提高涂層的電磁導(dǎo)熱性能，降低制備成本。又根據(jù)該涂料的配方組成，精心設(shè)計制備工藝，在混料、熔融、球磨、過篩、研磨、除泡等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控，制備出該新型磁性發(fā)熱涂料。將該涂料涂覆并固化在普通陶瓷鍋內(nèi)膽上，能使其具備了能適用電磁加熱的功能，可用做IH電飯鍋的陶瓷內(nèi)膽。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的新型磁性發(fā)熱涂料微觀結(jié)構(gòu)示意圖，其中1-磁性材料，2-低溫玻璃粉，3-銀粉，4-碳纖維。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實施例1：

按比例依次稱取低溫玻璃粉原料 35%、 15%、 30%、 5%、15%進(jìn)行充分混合，通過熔融、球磨、過篩的方法，制備出玻璃粉。取上述低溫玻璃粉8g，碳纖維25g，銀粉20g，鐵粉20g，三油酸甘油酯分散劑7g，充分混合后，球磨24h。將丁基卡必醇醋酸酯溶劑5.7g、松油醇溶劑11.4g、鄰苯二甲酸二丁酯溶劑1.9g和乙基纖維素增塑劑1g混合均勻制成有機載體20g加入到所得混合料中混合攪拌，然后用三輥機研磨，最后在真空攪拌機中進(jìn)行除泡30min，即可得到新型磁性發(fā)熱涂料,其微觀結(jié)構(gòu)如圖1所示。

將新型磁性發(fā)熱涂料涂敷在陶瓷鍋底部,在惰性氣體保護(hù)下于560℃燒結(jié)5分鐘,即可得到用于IH電飯鍋的陶瓷內(nèi)膽。

實施例2：

按比例依次稱取低溫玻璃粉原料 30%、 30%、 10%、 20%、 8%、 2%進(jìn)行充分混合，通過熔融、球磨、過篩的方法，制備出玻璃粉。取上述低溫玻璃粉8g，碳纖維20g，銀粉32g，鎳粉20g，三油酸甘油酯分散劑4g，充分混合后，球磨12h。將丁基卡必醇醋酸酯溶劑4.6g、松油醇溶劑9.1g、鄰苯二甲酸二丁酯溶劑1.5g和乙基纖維素增塑劑0.8g混合均勻制成有機載體16g加入到所得混合料中混合攪拌，然后用三輥機研磨，最后在真空攪拌機中進(jìn)行除泡40min，即可得到新型磁性發(fā)熱涂料,其微觀結(jié)構(gòu)如圖1所示。

將新型磁性發(fā)熱涂料涂敷在陶瓷鍋底部,在惰性氣體保護(hù)下于600℃燒結(jié)5分鐘,即可得到用于IH電飯鍋的陶瓷內(nèi)膽。

實施例3：

按比例依次稱取低溫玻璃粉原料 35%、 25%、 20%、 10%、 7%、 3%進(jìn)行充分混合，通過熔融、球磨、過篩的方法，制備出玻璃粉。取上述低溫玻璃粉8g，碳纖維22g，銀粉35g， 10g，三油酸甘油酯分散劑5g，充分混合后，球磨20h。將丁基卡必醇醋酸酯溶劑5.7g、松油醇溶劑11.4g、鄰苯二甲酸二丁酯溶劑1.9g和乙基纖維素增塑劑1g混合均勻制成有機載體20g加入到所得混合料中混合攪拌，然后用三輥機研磨，最后在真空攪拌機中進(jìn)行除泡50min，即可得到新型磁性發(fā)熱涂料,其微觀結(jié)構(gòu)如圖1所示。

將新型磁性發(fā)熱涂料涂敷在陶瓷鍋底部,在惰性氣體保護(hù)下于600℃燒結(jié)8分鐘,即可得到用于IH電飯鍋的陶瓷內(nèi)膽。

實施例4：

按比例依次稱取低溫玻璃粉原料 50%、 10%、 20%、 10%、 5%、 5%進(jìn)行充分混合，通過熔融、球磨、過篩的方法，制備出玻璃粉。取上述低溫玻璃粉1g，碳纖維15g，銀粉45g，鈷粉20g，三油酸甘油酯分散劑9g，充分混合后，球磨15h。將丁基卡必醇醋酸酯溶劑2.8g、松油醇溶劑5.7g、鄰苯二甲酸二丁酯溶劑1g和乙基纖維素增塑劑0.5g混合均勻制成有機載體10g加入到所得混合料中混合攪拌，然后用三輥機研磨，最后在真空攪拌機中進(jìn)行除泡30min，即可得到新型磁性發(fā)熱涂料,其微觀結(jié)構(gòu)如圖1所示。

將新型磁性發(fā)熱涂料涂敷在陶瓷鍋底部,在惰性氣體保護(hù)下于600℃燒結(jié)10分鐘,即可得到用于IH電飯鍋的陶瓷內(nèi)膽。

以上的實施例僅僅是對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上還可做多種修改和變化，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。