[发明专利]基于钛酸钡发热材料一体成型电热陶瓷板的制备方法

说明书

本发明涉及基于钛酸钡发热材料一体成型电热陶瓷板的制备方法，其特征是首先制备了掺有少量二氧化钛的钛酸钡板，以钛酸钡板为发热元件，采用一体压胚和烧结成型技术，制备了钛酸钡板发热智能电热陶瓷板。该电热陶瓷板由表面层、钛酸钡板发热层、微孔隔热基底层组成，其中，表面层含有碳化硅，其具有很好的导热和绝缘性能；钛酸钡板发热层含有导热性能优异的石墨，有利于热量传递；隔热基底层制得很多微孔和添加隔热性能好的微细二氧化硅气凝胶。本发明的电热陶瓷板制备方法简单，传热性能良好，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及电热陶瓷板的制造方法，具体涉及基于钛酸钡发热材料一体成型电热陶瓷板的制备方法。

背景技术

目前，家庭采暖系统主要有：暖气片式水暖、空调或外置电热丝和地暖等。然而，它们存在一些不足的地方：暖气片式水暖影响房屋装修结构，具有安全隐患；空调能耗较高，易导致空调病；电热丝式取暖容易造成烫伤及火灾，安全隐患极为突出；地暖式采暖电热利用率不高，因此，寻求一种新型的供暖设备具有重要意义。

陶瓷地板是一种应用最广泛的地板之一，其具有很多优点，如：耐久、易打扫和易清洗等，陶瓷越来越多地被应用到建筑行业中，随着人们对生活质量需求的提高，陶瓷制品的新功能的开发与设计日益成为研究的焦点，特别是设计出具有保温放热的功能性陶瓷成为当前采暖供热领域的热点。

目前，市场上具有保温放热的陶瓷地板存在一些缺点，主要表现有：(1)电热陶瓷板多采用将发热体置于发热管内，将发热管嵌于瓷砖体内部，如：中国专利申请号201611002581.8公布了碳素纤维发热片瓷砖及其生产方法，该瓷砖包括墙砖本体、碳纤维发热片和发热管、聚氨酯泡沫层。(2)有的发热瓷砖采用将瓷砖板与发热层、保温层等通过粘结的方式结合，将发热体置于发热层内部凹槽，如：中国专利申请号201720123171.X公布了一种碳纤维发热瓷砖，其是将碳纤维发热丝置于发热层的凹槽内。这些将发热体置于发热管或置于发热层凹槽内的方式对于热的传递是不利的，因为这种排布方式导致在发热体的周围存有大量的空气，空气的传热效率非常差，从而，严重影响了传热的速率和质量，有待进一步改进。

在电热陶瓷板的制备中，发热材料(元件)的选择是关键，发热材料的优劣决定着电热陶瓷板的好坏。钛酸钡是一种强介电化合物材料，具有高介电常数和低介电损耗，是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一，被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。钛酸钡作为发热元件在陶瓷板领域的研究鲜有报道，其开发和应用具有广阔的前景。

发明内容

本发明的目的是克服以往技术的不足，提供基于钛酸钡发热材料一体成型电热陶瓷板的制备方法，所述的陶瓷板由表面层S1、钛酸钡板发热层S2、微孔隔热基底层S3组成，如附图1所示。钛酸钡是一种重要的陶瓷电热材料，本发明在钛酸钡中掺入少量二氧化钛，并制备为钛酸钡板，将其用于作为电热陶瓷板的发热元件，拓宽了钛酸钡的应用领域，具有重要意义。本发明制备的智能电热陶瓷板采用一体压胚和烧结成型技术，将钛酸钡板嵌在陶瓷里面，实现钛酸钡板与陶瓷无缝接触，钛酸钡板作为发热元件制备的电热陶瓷板使用方便，钛酸钡板传热效率高，原材料来源广泛，成本低廉。

本发明所述的基于钛酸钡发热材料一体成型电热陶瓷板的制备方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：

步骤一、微孔隔热基底层S3的制备：通过掺加隔热材料和发泡剂工艺配置的微孔隔热基底层陶泥(粉)，然后平铺于胚体模具底层，其厚度为胚体模具总厚度的0.4～0.6，优选的，微孔隔热基底层陶泥(粉)料主要成分及含量为：50～70％的SiO₂，5～10％的TiO₂，10～15％的微细二氧化硅气凝胶，5～10％的碳化钙，5～10％的氢氧化钙，3～5％的双氧水；