[发明专利]一种煤矸石基发热材料及其制备方法

权利要求书

1.一种煤矸石基发热材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

（1）将煤矸石、碳质材料和结合剂混合后进行困料，所述碳质材料包括石墨烯、碳纳米管或导电炭黑中任意一种或至少两种的组合，所述结合剂包括聚乙烯醇、铝溶胶或硅溶胶中任意一种或至少两种的组合，所述煤矸石和碳质材料的质量比为(1~9):1，所述困料的温度为25~40℃，湿度为10~40%，得到混合泥料；

（2）将步骤（1）得到的混合泥料压制成型，在保护性气氛中烧结处理，所述烧结处理的温度为800~1100℃，得到煤矸石基发热材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述煤矸石的化学组成包括Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、TiO₂、SO₂和C。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述煤矸石的化学组成按质量分数计包括：Al₂O₃ 15~50wt%，SiO₂ 30~45wt%，Fe₂O₃ 0.5~1.0wt%，TiO₂ 2.0~2.5wt%，SO₂ 0.5~1.5wt%，C 17~35wt%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述煤矸石的粒径不大于0.074mm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯呈片状，片径为1~10μm，总厚度为0.2~3.0μm，层数为1~10层。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管的外径为10~25nm，长度为2~50μm。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电炭黑的粒径为100~300nm，碳含量为99.0wt%以上。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述结合剂以溶液的形式加入。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，结合剂溶液的加入量占煤矸石和碳质材料总质量的2~10wt%。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述结合剂溶液的固含量为5~30wt%。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述困料的时间为24~36h。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述压制成型的压力为5~50MPa。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述压制成型采用粉末压片机进行。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述烧结前，先进行干燥处理。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述干燥处理的温度为60~120℃。

16.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述干燥处理的时间为12~36h。

17.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述保护性气氛包括惰性气体。

18.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述烧结处理的时间为2~12h。