一种六铝酸盐基红外加热薄膜及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种六铝酸盐基红外加热薄膜及其制备方法和应用 (Hexaaluminate-based infrared heating film and preparation method and application thereof ) 是由 刘华臣 唐良颖 黄婷 谭健 吴聪 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明属于烟草红外加热领域,具体涉及一种六铝酸盐基红外加热薄膜及其制备方法和应用。该红外加热薄膜由包含六铝酸盐、胶凝材料的涂覆液固化而成；其中,所述六铝酸盐的分子式为ABAl-(11)O-(19),其中A为碱土金属或稀土金属中的一种或多种,B为Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn中的一种或多种。该红外加热薄膜采用六铝酸盐与胶凝材料和水混合后在室温下涂敷于加热体表面直接成膜,成型温度低,制备工艺简单；且制备得到的六铝酸盐基红外加热薄膜在1-25μm波段的红外发射率在0.926-0.972之间,发射率高、加热速度快；将该红外加热薄膜应用于加热不燃烧烟草加热器具,从而对烟草进行加热。(The invention belongs to the field of infrared heating of tobacco, and particularly relates to a hexaaluminate-based infrared heating film and a preparation method and application thereof. The infrared heating film is formed by curing coating liquid containing hexaaluminate and a cementing material; wherein the molecular formula of the hexaaluminate is ABAl 11 O 19 Wherein A is one or more of alkaline earth metal or rare earth metal, and B is one or more of Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn. The infrared heating film is prepared by mixing hexaaluminate, a cementing material and water and then coating the mixture on the surface of a heating body at room temperature to directly form a film, the forming temperature is low, and the preparation process is simple; the infrared emissivity of the prepared hexaaluminate-based infrared heating film in a wave band of 1-25 mu m is 0.926-0.972, the emissivity is high, and the heating speed is high; applying the infrared heating film toThe tobacco heating device is not burned when heated, thereby heating the tobacco.)
技术领域
本发明属于烟草红外加热领域，具体涉及一种六铝酸盐基红外加热薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
加热不燃烧烟草制品是新型烟草发展的趋势之一。传统的加热不燃烧烟支通常是采用加热元件插入加热不燃烧烟支内部对加热不燃烧烟进行加热，加热元件通常为电阻加热体，但常规加热体的热导率低，加热烟草时，烟草与加热体接触部分和其他部位存在较大温度梯度，导致加热不均匀、加热效率低下。
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。但常规红外加热涂层成型温度高，制备工艺复杂，烟草红外响应波段发射率低，限制了红外加热薄膜的应用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种六铝酸盐基红外加热薄膜及其制备方法和应用。该红外加热薄膜成型温度低，在红外响应波段范围内发射率高，可应用于加热不燃烧烟草加热器具，从而对烟草进行加热。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种六铝酸盐基红外加热薄膜，该红外加热薄膜由包含六铝酸盐、胶凝材料的涂覆液固化而成；
其中，所述六铝酸盐的分子式为ABAl11O19，其中A为碱土金属或稀土金属中的一种或多种，B为 Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn中的一种或多种。
本发明较优的技术方案：所述胶凝材料为硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，镁质胶凝材料和水玻璃中的一种或多种。
本发明还提供一种六铝酸盐基红外加热薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取碱土金属或稀土金属以及金属元素所对应的氧化物并进行煅烧；
S2：将步骤S1煅烧后的粉末磨球并筛分，得到六铝酸盐；
S3：将步骤S2得到的六铝酸盐、胶凝材料和水混合，形成胶状物质；
S4：将步骤S3获得的胶状物质涂敷于加热元件表面，获得六铝酸盐基红外加热薄膜。
本发明较优的技术方案：步骤S1所述氧化物的纯度为99 %~100%。
本发明较优的技术方案：步骤S1所述煅烧的温度为700-1000℃，煅烧时间为1-5h。
本发明较优的技术方案：步骤S3所述六铝酸盐的粒度为500-1000目。
本发明较优的技术方案：所述六铝酸盐、胶凝材料和水的质量比为（7-8）：1：（1-2）。
本发明再一目的是提供一种六铝酸盐基红外加热薄膜在加热不燃烧烟草加热器具中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用六铝酸盐与胶凝材料和水混合后在室温下涂敷于加热体表面直接成膜，成型温度低，制备工艺简单；且制备得到的六铝酸盐基红外加热薄膜在1-25μm波段的红外发射率在0.926-0.972之间，发射率高、加热速度快；将该红外加热薄膜应用于加热不燃烧烟草加热器具，从而对烟草进行加热。
具体实施方式
下面结合较佳实施例对本发明作进一步的详细说明，应当理解，较佳实施例是为了更好的理解本发明，不作为本发明的限定。
本申请中，六铝酸盐含碱土金属或稀土金属，以及Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn等金属元素，也就是说，可以包含碱土金属或稀土金属任一种或其任一组合，以及Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn等金属元素中的任一种或其任一组合，但不限于此。在优选的实施方式中，制备六铝酸盐所采用的金属对应的氧化物纯度均大于99%。六铝酸盐的粒度应大于500目，本实施例优选为500-1000目。
在另一方面，本申请还提供了上述六铝酸盐基红外加热薄膜在制备加热不燃烧烟草制品的加热器中的用途。
在实施上述用途时，可以将所述六铝酸盐基红外加热薄膜施用在电加热器表面，通过该方法制得的加热不燃烧烟草制品的加热器可以快速且均匀地加热烟草，提高用户的满足感。
实施例1
一种六铝酸盐基红外加热薄膜的制备：
（1）按比例称取La2O3，CaO，Fe2O3，Al2O3，摩尔比为1：4：2：22。 将称取的La2O3，CaO，Fe2O3，Al2O3在球磨机中混合均匀后于800℃下煅烧2小时。
（2）将煅烧后的粉末球磨后筛分，得到六铝酸盐粉末，分子式为La0.5CaFeAl1O19。
（3）取粒度为500目的六铝酸盐粉末，与胶凝材料和水按质量比为8：1：1.5的比例混合，形成胶状物质。
（4）在室温下将胶状物质涂敷于电加热元件表面，静置2小时，即获得六铝酸盐红外加热薄膜。
经测试，本实施例所获得的红外加热薄膜在1-25μm波段的红外发射率为0.933。
实施例2
一种六铝酸盐基红外加热薄膜的制备：
（1）按比例称取La2O3、Y2O3、NiO、Fe2O3和Al2O3，摩尔比为1：1：1：1.5：44。将称取的La2O3、Y2O3、NiO、Fe2O3和Al2O3在球磨机中混合均匀后于900℃下煅烧1.5小时。
（2）将煅烧后的粉末球磨后筛分，得到六铝酸盐粉末。
（3）取粒度在1000目的六铝酸盐粉末，与胶凝材料和水按质量比为7.5：1：1.5 的比例混合，形成胶状物质。
（4）在室温下将胶状物质涂敷于电加热元件表面，静置2小时，即获得六铝酸盐红外加热薄膜。
经测试，本实施例所获得的红外加热薄膜在1-25μm波段的红外发射率为0.965。
实施例3
一种六铝酸盐基红外加热薄膜的制备：
按照与实施例1相同的方法进行，不同的是六铝酸盐粉末、胶凝材料和水的质量比为7：1：1。
经测试，本实施例获得的红外加热薄膜在1-25μm波段的红外发射率为0.926。
实施例4
按照与实施例1相同的方法进行，不同之处在于，制备六铝酸盐的材料为La2O3，Fe2O3，Al2O3，摩尔比为1：1：11。
经测试，本实施例获得的六铝酸盐基红外加热薄膜在1-25 μm波段的红外发射率为0.946。
实施例5
按照与实施例1相同的方法进行，不同之处在于，制备六铝酸盐的材料为La2O3，Y2O3，NiO，Fe2O3和Al2O3，摩尔比为1：1：1：1.5：44。
经测试，本实施例获得的六铝酸盐基红外加热薄膜在1-25 μm波段的红外发射率为0.972。
从实施例1-5的结果可以证实，本发明的红外加热薄膜在1-25μm波段的红外发射率高，具有加热速度快和加热均匀的优点，能够有效地满足加热不燃烧烟草制品的加热需求，将该红外加热薄膜涂覆在发热体表面，可以实现对烟草的均匀加热。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
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