[发明专利]一种磁性/高红外发射率复合材料及其制备方法和应用

说明书

本申请提供一种磁性/高红外发射率复合材料及其制备方法和应用。所述复合材料通过将改性磁性纳米材料键合和/或缔合于红外辐射材料所制得，使得所制备的复合材料兼具磁性纳米材料的高磁导率和红外辐射材料的高红外发射率；将该复合材料涂敷于电加热体表面即可形成高效红外涂层，亦可涂敷在非加热体表面，在磁场作用下产生热量，再以红外辐射的形式进行传递，发热效率高、应用范围广，而且可以实现均匀发热。

技术领域

本发明涉及烟草加热领域，具体为一种磁性/高红外发射率复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

加热不燃烧烟草制品是利用特殊热源对烟丝只进行加热而不燃烧烟丝的新型烟草制品，主要有三个特征：不燃烧、为吸食者提供烟碱、较低的焦油含量。由于其加热温度（500℃以下）低于传统卷烟的燃烧温度（600-900℃），减少了因烟草高温燃烧热裂解和热合成产生的有害成分，侧流烟气和环境烟气（二手烟）释放量也大幅降低；在此基础上，烟支中的烟碱得以释放，为消费者提供一定的烟草特征感受。加热不燃烧烟草制品的加热方式主要有三种：电加热型、燃料（如碳加热）加热型和理化反应加热型（如物理结晶、化学反应等）。然而，目前市售卷烟的加热方式普遍存在对释烟材料加热不均匀的问题，严重影响消费者对产品的体验感。

为了解决加热卷烟加热不均匀的问题，人们不断创造了电热膜，将电热膜贴合在绝缘材料上，或采用高红外辐射材料制备的涂料，将红外辐射涂料涂制在加热体表面形成高效红外涂层，从而实现对加热卷烟的均匀加热。但上述电热膜或涂料必须在特定的物体表面（绝缘材料或加热体）才能实现发热效果，且容易剥落，发热效率不高。

例如专利号CN 112369712 A公开了一种SiC基红外加热复合材料及其制备方法，该复合材料由正硅酸四乙酯、钛酸四丁酯、Si粉和炭黑粉末以高温反应的方式得到成，并将其涂覆于电加热器表面对烟草进行加热。专利号CN 112383980 A公开一种复合发热材料及其制备方法和用途，所述复合发热材料包含基体和施加在所述基体表面上的涂层，其中所述基体包含铁磁性材料，并且所述涂层包含高红外发射率材料，通过将高红外发射率材料涂覆在磁性材料表面，将基体电磁感应产生的热量部分地以红外辐射发热的形式传递至外部使得热量能够以传导及辐射的形式传递，有效提升了加热效率。但上述技术的复合材料只能施用于加热体（电加热体或电磁感应发热体）表面才能达到发热效果。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种磁性/高红外发射率复合材料及其制备方法和应用。该复合材料可直接涂敷在电加热体外表面形成涂层，在通电后产生热量，亦可涂敷在非加热体表面，在磁场下产生热量，不但可以实现均匀发热，而且发热效率高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供一种磁性/高红外发射率复合材料，所述复合材料由磁性纳米材料键合和/或缔合于红外辐射材料所形成；其中，所述磁性纳米材料为改性磁性纳米材料，以增强所述磁性纳米材料与所述红外辐射材料的键合和/或缔合力。

已为公知的是，红外辐射加热不需要传递介质，热传递效率高，在一定程度上可以穿透被加热体表面，实现物质内外同时加热，是提升加热体加热效率，降低被加热体温度梯度和节约能耗的有效手段。电磁感应加热的发热体主要是导磁性好的金属或合金，其原理为具有较高磁导率的材料在感应线圈中产生涡流效应而发热。

现有技术中，为了提高加热元件的加热均匀性和发热效率，对于红外辐射加热而言，通常聚焦于对红外辐射材料本身辐射性能的改变，例如将多种性能优异的红外辐射材料通过一定比例混合在一起；或者改变制备方法等。对于电磁感应加热而言，通常聚焦于对磁性材料的选择，或感应线圈的分布。