[发明专利]一种金属基石墨烯耐高温远红外加热管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种金属基石墨烯耐高温远红外加热管及其制备方法、耐高温材料。该加热管包括金属管基体，所述金属管基体的外周面上由内到外依次设置有耐高温绝缘散热层和耐高温远红外电热层，耐高温绝缘散热层由质量比为(30‑32):(3‑16)的聚酰亚胺和白石墨烯组成，耐高温远红外电热层由质量比为(30‑32):(3‑21)的聚酰亚胺和石墨烯组成。本发明提供的金属基石墨烯耐高温远红外加热管在使用时，耐高温远红外电热层通电发热，热量通过热传导和红外辐射两种方式加热流经加热管内的水或油等介质，减少了因热传导不畅而引起的热量损失，提高了热效率。

技术领域

本发明属于加热管领域，具体涉及一种金属基石墨烯耐高温远红外加热管及其制备方法、耐高温材料。

背景技术

加热管是用电能转化成热能的一个装置。目前将电能转化为热能的方式很多，按照技术原理的不同，有远红外加热、半导体加热、PTC加热、电热膜加热、电磁加热、微波加热，还有氮化硅加热等。在现代家电产品中，特别是热水器中广泛应用的还是传统管状加热结构的加热管。

传统的加热管为金属加热管或石英加热管，管壁采用金属或石英，发热丝采用镍铬合金或铁铬铝合金，发热丝与管壁之间则以改性的氧化镁粉进行填充，发热丝在通电情况下产生的热量通过填充物传递至金属管壁，进而加热水或油等介质；传统的金属加热管虽然优点十分出众，但是在使用时避免不了结垢问题的出现，使用过程中容易带来漏电、漏水的隐患；传统的石英加热管采用水电分离的方式，能够避免结垢现象的出现，但石英管的导热性能较差，因此在加热的过程中容易造成热能的浪费，同时在极冷极热以及受机械力的情况下容易炸裂。

公布号为CN108507151A的中国专利申请公开了一种红外加热热水器，热水器包括筒体和设置于筒体内的红外加热片，红外加热片包括第一绝缘层、第二绝缘层、红外辐射发生层，绝缘层为聚对苯二甲酸乙二醇酯层、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物层、聚双烯丙基二甘醇碳酸酯层、硅橡胶层和聚酰亚胺树脂层中的一种，红外辐射发生层为炭黑层、微纳米石墨粉体层、碳纳米纤维层、碳纳米管层和石墨烯层中的一种。使用时红外加热片通电，红外加热片内的红外辐射发生层产生红外辐射并被流过红外加热片的水所吸收，使水升温。该红外加热片在通电加热后，周围的绝缘层由于热传导性能差不可避免会有一定的吸热现象，导致该加热结构的热效率仍有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属基石墨烯耐高温远红外加热管，以解决现有加热结构的热效率较低的问题。

本发明的第二个目的在于提供一种金属基石墨烯耐高温远红外加热管的制备方法，以解决现有加热结构的热效率较低的问题。

本发明的第三个目的在于提供一种耐高温材料，以解决现有材料在加热过程中耐高温性能差的问题。

为实现上述目的，本发明的金属基石墨烯耐高温远红外加热管的技术方案是：

一种金属基石墨烯耐高温远红外加热管，包括金属管基体，所述金属管基体的外周面上由内到外依次设置有耐高温绝缘散热层和耐高温远红外电热层，耐高温绝缘散热层由质量比为(30-32):(3-16)的聚酰亚胺和白石墨烯组成，耐高温远红外电热层由质量比为(30-32):(3-21)的聚酰亚胺和石墨烯组成。

本发明提供的金属基石墨烯耐高温远红外加热管，金属管基体保证了加热管的延展性及耐机械、热冲击能力，耐高温绝缘散热层提供了良好的绝缘性和热传导能力，耐高温远红外电热层提供了良好的发热效率和发热速率；使用时，耐高温远红外电热层通电发热，热量通过热传导和红外辐射两种方式加热流经加热管内的水或油等介质，减少了因热传导不畅而引起的热量损失，提高了热效率。

从金属管基体的机械性能和传热性能、价格方面综合考虑，优选的，所述金属管基体为不锈钢或铜。

为进一步提高耐高温远红外电热层的发热效率和发热速率，提高电热层的机械性能和与耐高温绝缘散热层的结合性能，优选的，所述耐高温远红外电热层的厚度为18-26μm。