本發(fā)明涉及一種新型磁性發(fā)熱涂料，屬于功能復合材料技術領域。

背景技術：

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和普通塑料，大大限制其使用領域；紅外線加熱可實現(xiàn)內外同時加熱，加熱效率高，但遠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、烘烤食物等領域；電磁加熱不需要傳熱介質，被加熱物體自身產(chǎn)熱，加熱效率極高，加熱質量穩(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、家電等領域。

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

技術實現(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)良的導電、導熱和導磁性能，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、導電導熱材料；所述導電導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熱網(wǎng)絡結構涂料。電磁加熱要求被加熱材料具有導電導磁性，本發(fā)明通過合理調配涂料中磁性、導電導熱材料和玻璃粉比例，利用碳纖維良好的導電導熱性，使其在低貴金屬填加量的情況下盡量提高涂層的電磁導熱性能，降低制備成本。

進一步的，上述的新型磁性發(fā)熱涂料還包括分散劑 。

進一步的，上述磁性材料為鐵、鎳、鈷等磁性金屬單質、合金、氧化物中一種或多種混合。

進一步的，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)良的導熱導電網(wǎng)絡。實驗證明，長徑比為8～12的碳纖維是最優(yōu)的選擇。

進一步的，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，還可以有效保護碳纖維，增強其抗氧化性。

進一步的，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%。低溫玻璃本身燒結溫度低，而本發(fā)明的涂料是燒結涂料，加入低溫玻璃可以有效降低涂料燒結溫度。

進一步的，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電飯鍋的陶瓷內膽。

本發(fā)明通過合理調配涂料中磁性、導電導熱材料和玻璃粉比例，利用碳纖維良好的導電導熱性，使其在低貴金屬填加量的情況下盡量提高涂層的電磁導熱性能，降低制備成本。又根據(jù)該涂料的配方組成，精心設計制備工藝，在混料、熔融、球磨、過篩、研磨、除泡等環(huán)節(jié)進行嚴格把控，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)熱涂料微觀結構示意圖，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、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。

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行除泡30min，即可得到新型磁性發(fā)熱涂料,其微觀結構如圖1所示。

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

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行除泡40min，即可得到新型磁性發(fā)熱涂料,其微觀結構如圖1所示。

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

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行除泡50min，即可得到新型磁性發(fā)熱涂料,其微觀結構如圖1所示。

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

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行除泡30min，即可得到新型磁性發(fā)熱涂料,其微觀結構如圖1所示。

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

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