CN119118620B

CN119118620B - 一体盘隔热部件及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN119118620B
Application number: CN202411604501.0A
Authority: CN
Inventors: 谢周斌; 岁志攀; 黄涛
Original assignee: Foshan Kelingsi Technology Co ltd
Current assignee: Foshan Kelingsi Technology Co ltd
Priority date: 2024-11-12
Filing date: 2024-11-12
Publication date: 2025-01-10
Anticipated expiration: 2044-11-12
Also published as: CN119118620A

Abstract

本发明公开了一体盘隔热部件及其制备方法和应用，属于隔热材料技术领域，该隔热部件由纳米二氧化硅、拟薄水铝石、高硅氧短切纤维、金红石型二氧化钛和硅酸镁铝粉等原料按特定比例混合，通过搅拌、成型和压铸工艺制成。与现有技术相比，本发明一体成型的隔热部件设计有效减少了热量从发热盘的圈垫结合处外溢，从而降低了热量损耗，提高了隔热效率，一体盘隔热部件的生产省去了传统隔热圈和隔热垫分开组装的步骤，减少了生产工序，有助于提高生产效率和降低生产成本，具有良好的产业化前景。

Description

一体盘隔热部件及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及隔热材料技术领域，尤其涉及一体盘隔热部件及其制备方法和应用。

背景技术

电陶炉作为一种利用电流热效应将电能转化为热能的炉灶设备，其核心部件发热盘的效率和隔热性能对整个设备的性能起着至关重要的作用。在现有技术中，电陶炉的隔热部件通常由隔热圈和隔热垫两部分组成，这种分体式结构在组装时将隔热圈放置于隔热垫上。

然而，这种设计存在一些无法忽视的缺陷。传统的分体式隔热部件结构中，隔热圈和隔热垫的结合处容易外溢热量，导致额外的热量损耗，降低了发热盘的热效率。分体式部件需要分别生产和组装，这不仅增加了生产工序，也增加了制造成本和时间。发热盘在组装和使用过程中可能会因为隔热部件的位移或变形而影响其性能和使用寿命。

本发明的目的在于中国发明专利CN114133258A公开了一种莫来石质微纳孔绝隔热耐火材料及其制备方法。该隔热耐火材料主要由基础料、添加料和水制成，制备过程绿色环保无污染，简单易控。该绝隔热耐火材料的主晶相为大尺寸的针、柱状莫来石。制品外观呈白色或淡黄色，气孔孔径分布在0.006-200μm间，平均孔径0.1-19μm，封闭的球状微纳米尺寸气孔结构保证了制品在较低体积密度、高强度下较佳的绝隔热性能。通过调控各原料用量及工艺，可使最终制得的绝隔热耐火材料既满足了低导热和轻量化的需求，还具有较佳的力学性能。但其隔热、能效、绝缘及强度不足。

为了解决这些问题，行业急需一种新型的隔热部件，这种隔热部件能够与发热盘一体成型，有效避免热量的外溢，同时简化生产流程，降低成本，并提高产品的稳定性和耐用性。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种新型的电陶炉发热盘隔热部件，该部件能够整体压制成型，有效减少热量的损失，并简化生产工序。同时，本发明还旨在提供一种制备这种隔热部件的方法，使得隔热部件能够固定发热电阻丝的同时，具备足够的边沿强度和所需的高度，以确保电气间隙，满足现代电陶炉对隔热部件性能的严格要求。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一体盘隔热部件的制备方法，将各原料压铸成型，所述各原料按重量百分比配制如下：

(1).纳米二氧化硅30-70％；

(2).拟薄水铝石5-25％；

(3).高硅氧短切纤维1-10％；

(4).钛白粉3-15％；

(5).硅酸镁铝粉5-20％。

所述纳米二氧化硅的比表面积在80-120m²/g之间；拟薄水铝石粒径为≤50μm；高硅氧短切纤维的直径为5-8μm，长度在6±2mm之间；所述钛白粉为金红石型二氧化钛，金红石型二氧化钛粒径为180-220μm；硅酸镁铝粉目数为1100-1300目。

所述一体盘隔热部件的制备方法如下：将纳米二氧化硅、拟薄水铝石、高硅氧短切纤维、钛白粉、硅酸镁铝粉按配方比例称好重量后依次投加至搅拌机中，并于常温下搅拌5-15分钟搅拌均匀，得到最终的隔热部件待成型混合粉料；将混合粉料投入隔热部件专用的成型模具中，将混合粉料压铸成隔热部件。

所述压铸使用80T-250T液压机于施加20MPa-120MPa的压力，1-10s的时间范围下将混合粉料压铸成隔热部件。液压机型号：YT-100S-00。

优选的，所述各原料按重量百分比配制如下：

(1).纳米二氧化硅30-60％；

(2).拟薄水铝石5-25％；

(3).高硅氧短切纤维1-10％；

(4).钛白粉3-15％；

(5).硅酸镁铝粉5-20％；

(6).隔热材料1-10％。

所述隔热材料的制备方法如下，以重量份计：

S1、将0.3-0.5份碳气凝胶置于真空干燥器中，并在真空干燥器中分别加入0.4-0.6份三乙酰氧基乙烯基硅烷和0.7-0.9份 0.5-2mol/L氢氧化钠水溶液，密封并抽真空；将真空干燥器放入160-180℃的保温箱中保持5-10小时，得到预处理碳气凝胶；

S2、将8-12份的硅氧烷溶胶、5-7份的水和3-5份无水乙醇混合后搅拌1-3小时，制得聚硅氧烷溶胶；

S3、将步骤S1制备的预处理碳气凝胶和0.1-0.3份氧化铝纤维均匀分散在步骤S2制备的聚硅氧烷溶胶中，60-80℃下10-30rpm搅拌1-5小时，然后加热至70-90℃，保温处理4-8小时；在氮气气氛中升温至1000-1500℃，保温处理2-6小时，随炉冷却至室温，得到复合材料；

S4、将步骤S3所得的复合材料将所得的复合材料置于管式炉中，在空气环境中加热到500-700℃，保温处理4-6小时，然后置于真空干燥器中，在60-80℃下用0.4-0.6份 1,8-双(三氯硅基乙基)十六氟辛烷处理1-5小时，然后干燥，得到隔热材料。

所述硅氧烷溶胶为乙烯基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷按照质量比0.5-2：0.5-2组成。

优选的，所述一体盘隔热部件的制备方法如下：将纳米二氧化硅、拟薄水铝石、高硅氧短切纤维、钛白粉、硅酸镁铝粉、隔热材料按配方比例称好重量后依次投加至搅拌机中，并于常温下搅拌5-15分钟搅拌均匀，得到最终的隔热部件待成型混合粉料；将混合粉料投入隔热部件专用的成型模具中，将混合粉料压铸成隔热部件。

所使用的材料中，纳米二氧化硅是一种纳米级高孔隙率、高比表面积优质绝缘隔热耐火材料，较之传统气相法二氧化硅更具有成本优势；高纯拟薄水铝石是一种氧化铝晶体，其晶相在氢氧化铝合成中形成，晶体形状为薄的折叠片层，具有高比表面和孔容大的特点，无毒、无味、无臭、白色粉末（干品），晶相纯度高、胶溶性能好，粘结性强。高硅氧短切纤维是一种含SiO₂达95%以上的高纯度玻璃纤维，具有高的比强度和耐火度。金红石型二氧化钛是一种高纯度、高折射率、无毒耐高温、化学性能稳定的白色粉末状无机材料，可应用于耐火材料中，提高产品的寿命、隔温耐高温性能，同时提高产品的致密性。硅酸镁铝粉是一种无毒无味的无机凝胶粉，具有高温稳定性和良好的隔温、绝缘性能及机械性能。

因此，可以理解的，本发明的技术方案，通过采用纳米二氧化硅、高纯拟薄水铝石、高硅氧短切纤维、钛白粉、硅酸镁铝粉隔热材料组合物，按照一定比例制备出隔热部件，由于所使用的材料导热系数低，绝缘性能良好，致密强度高，因此隔热材料组合物制备的隔热垫具有较好的隔温、节能、绝缘效果及优异的结构强度。

进一步优选的，本发明还提出一种隔热部件的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

首先，该产品生产使用液压机设备进行，底模设计边沿与中间分开，边沿可上下移动。生产投料时边沿模具下滑至设定位置，使产品边沿部分可投入更多的材料；投料完成后上模下压到设定的位置，底模上升至设定位置；上摸回位，底模继续上升至设定位置，将产品顶出料筒上；将产品取出，完成生产压制工作。

需要特别说明的是，因该配方粉体材料选择粒度合适，满足材料体积压缩比及模具设计需求，使产品生产具备可行性。

其次，按照拟定的配方重量比例称取相应重量的纳米二氧化硅、拟薄水铝石、高硅氧短切纤维、钛白粉、硅酸镁铝粉，然后依次将其投加至搅拌机中，并于常温下搅拌10-30分钟至搅拌均匀，得到隔热部件待成型混合料；

第三，将隔热部件待成型混合料投入隔热部件特定的成型模具中，并使用80T-250T范围的液压机于20MPa-120MPa的压力范围，1s-10s的时间范围下将混合粉料压铸成隔热部件。液压机型号为YT-100S-00。

由于选用的隔热材料具有优异的耐高温和隔温效果及较高的绝缘性能和比强度，则制备得到的隔热部件也具有较好的耐火隔热效果和耐压绝缘性能和足够的强度。

本发明提出的由上述配方及制备方法得到的隔热部件，适用于电陶炉一体成型发热盘。

在所述隔热材料的制备方法中，各个物质的作用如下：

碳气凝胶在隔热部件中占比较小，它作为一种高效的增强材料，提升隔热部件的整体机械强度和结构稳定性。由于其添加量较小，碳气凝胶的存在并不会对隔热部件的绝缘性能造成负面影响，反而有助于保持材料的轻质和优异的隔热效果。在耐压测试中，本发明的隔热部件展现出的绝缘性能均低于5mA，远低于安全标准限值，证明了即使含有微量碳气凝胶，也不会明显增强导电性，确保了产品的安全性和可靠性。

三乙酰氧基乙烯基硅烷是一种硅烷偶联剂，在此可能用于其反应性，通过与碳气凝胶形成化学键，增强复合材料的界面结合。

氢氧化钠水溶液作为碱性催化剂，可能用于促进三乙酰氧基乙烯基硅烷的水解和缩合反应，从而在碳气凝胶表面形成化学键。

硅氧烷溶胶由乙烯基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷组成，作为基体材料，提供隔热材料的主体结构。

乙烯基三甲氧基硅烷作为硅氧烷溶胶的一部分，提供硅氧烷基体的网络结构，有助于形成稳定的聚合物基体。

甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷同样作为硅氧烷溶胶的一部分，可能用于提供额外的交联点，增加基体的机械强度和耐温性。

无水乙醇作为溶剂，帮助硅氧烷溶胶更好地混合和分散。

氧化铝纤维作为增强材料，提高隔热材料的机械强度和耐磨性。

氮气气氛在高温处理过程中，氮气用作保护气氛，防止材料在高温下被氧化。

1,8-双(三氯硅基乙基)十六氟辛烷作为表面处理剂，可能用于在复合材料表面形成疏水层，增强隔热材料的防水性能和使用寿命。

管式炉用于加热复合材料至高温，进行热处理以固化和烧结材料。

真空干燥器用于在低温下去除材料中的水分和挥发性组分，确保隔热材料的干燥。

通过这些物质的协同作用，制备出的隔热材料具有良好的隔热性能、机械强度和耐温性，适用于高性能的隔热应用。

与现有技术相比，具有以下几个有益效果：

1）本发明一体成型的隔热部件设计有效减少了热量从发热盘的圈垫结合处外溢，从而降低了热量损耗，提高了隔热效率。

2）本发明制备的一体盘隔热部件由于隔热性能的提升，发热盘的热能可以更有效地被利用，减少了能量的浪费，从而提高了整体的能效。

3）本发明一体盘隔热部件的生产省去了传统隔热圈和隔热垫分开组装的步骤，减少了生产工序，有助于提高生产效率和降低生产成本。

4）本发明的隔热材料组合物经过特定配方和工艺处理，具备优异的绝缘性能和足够的机械强度，确保了产品在使用过程中的可靠性和耐用性。

具体实施方式

主要物质来源：

纳米二氧化硅：粒度50nm，纳米二氧化硅的比表面积在80-120m²/g之间；

拟薄水铝石：比表面积（BET）≥230m²/g，孔体积：0.5-0.8cm³/g，孔径：5-10nm，粒径为≤50μm；

高硅氧短切纤维的直径为7μm，长度在6±2mm之间，是一种耐高温无机纤维，其二氧化硅含量高于96%，软化点接近1700℃，在900℃下长期使用，1450℃条件下工作10分钟，1600℃条件下工作15秒仍保持完好状态；

金红石型二氧化钛：粒径为180-220μm，有效成分含量≥93%，颜色：白色；

硅酸镁铝粉：目数为1250目，PH值(5%水溶液)：9-10，水溶物<1%，酸溶物<1%，分散粘度(5%固含量)：800-2000cps；

碳气凝胶的网格胶体颗粒直径为5nm-30nm，典型空隙尺寸为60nm-100nm，孔隙率大于75％；

氧化铝纤维：耐压强度：0.004Mpa，耐火温度：1600℃，纤维直径：3.2μm；

乙烯基三甲氧基硅烷：CAS号：2768-02-7；

甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷：CAS号：65100-04-1；

1,8-双(三氯硅基乙基)十六氟辛烷：CAS号：445303-83-3；

二甲基二甲氧基硅烷：CAS号：1112-39-6；

本发明实施例及对比例中其余原料均为市售产品。

本发明的设计思路是针对现有电陶炉发热盘隔热部件在传统分体式结构中存在的热损失问题，通过开发一种新型的隔热材料组合物及其制备方法，实现隔热部件的一体成型。通过模具设计和原料配比的精确控制，使得发热盘底部材料能固定发热电阻丝，而边沿部分增强其结构强度，确保电气间隙和支撑发热盘结构。通过精确控制材料配方中各组分的百分比，以及采用特定的制备工艺，本发明不仅提高了隔热部件的隔热效果和能效，还简化了生产工序，降低了成本，提高了生产效率，并且确保了产品的绝缘性能和结构强度，满足了现代电力灶具对隔热部件性能的严格要求。

以下将对本配方发明实施例中的技术方案进行详实地描述，需要说明的是，所描述的实施例只是本发明过程其中的一部分而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一体盘隔热部件的制备方法如下：

各原料按重量百分比配制如下：

(1).纳米二氧化硅50％；

(2).拟薄水铝石20％；

(3).高硅氧短切纤维2％；

(4).金红石型二氧化钛5％；

(5).硅酸镁铝粉23％；

将纳米二氧化硅、拟薄水铝石、高硅氧短切纤维、金红石型二氧化钛、硅酸镁铝粉按配方比例称好重量后依次投加至搅拌机中，并于常温下搅拌10分钟搅拌均匀，得到最终的隔热部件待成型混合粉料；将混合粉料投入隔热部件专用的成型模具中，并使用100T液压机于施加100MPa的压力，液压机型号：YT-100S-00，将混合粉料压铸成隔热部件。

实施例2

一体盘隔热部件的制备方法如下：

各原料按重量百分比配制如下：

(1).纳米二氧化硅60％；

(2).拟薄水铝石15％；

(3).高硅氧短切纤维5％；

(4).金红石型二氧化钛5％；

(5).硅酸镁铝粉15％；

实施例3

一体盘隔热部件的制备方法如下：

各原料按重量百分比配制如下：

(1).纳米二氧化硅70％；

(2).拟薄水铝石10％；

(3).高硅氧短切纤维3％；

(4).金红石型二氧化钛4％；

(5).硅酸镁铝粉13％；

实施例4

一体盘隔热部件的制备方法如下：

各原料按重量百分比配制如下：

(1).纳米二氧化硅50％；

(2).拟薄水铝石15％；

(3).高硅氧短切纤维5％；

(4).金红石型二氧化钛5％；

(5).硅酸镁铝粉15％；

(6).隔热材料10％；

所述隔热材料的制备方法如下：

S1、将0.4kg碳气凝胶置于真空干燥器中，并在真空干燥器中分别加入0.5kg三乙酰氧基乙烯基硅烷和0.8kg 1mol/L氢氧化钠水溶液，密封并抽真空；将真空干燥器放入170℃的保温箱中保持8小时，得到预处理碳气凝胶；

S2、将10kg的硅氧烷溶胶、6kg的水和4kg无水乙醇混合后搅拌2小时，所述硅氧烷溶胶为乙烯基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷按照质量比1：1组成；制得聚硅氧烷溶胶；

S3、将步骤S1制备的预处理碳气凝胶和0.2kg氧化铝纤维均匀分散在步骤S2制备的聚硅氧烷溶胶中，70℃下20rpm搅拌3小时，然后加热至80℃，保温处理6小时；在氮气气氛中升温至1200℃，保温处理4小时，随炉冷却至室温，得到复合材料；

S4、将步骤S3所得的复合材料将所得的复合材料置于管式炉中，在空气环境中加热到600℃，保温处理5小时，然后置于真空干燥器中，在70℃下用0.5kg 1,8-双(三氯硅基乙基)十六氟辛烷处理3小时，然后干燥，得到隔热材料。

将纳米二氧化硅、拟薄水铝石、高硅氧短切纤维、金红石型二氧化钛、硅酸镁铝粉、隔热材料按配方比例称好重量后依次投加至搅拌机中，并于常温下搅拌10分钟搅拌均匀，得到最终的隔热部件待成型混合粉料；将混合粉料投入隔热部件专用的成型模具中，并使用100T液压机于施加100MPa的压力，液压机型号：YT-100S-00，将混合粉料压铸成隔热部件。

实施例5

一体盘隔热部件的制备方法与实施例4基本相同，唯一的不同在于所述隔热材料的不同。

所述隔热材料的制备方法如下：

S1、将0.4kg碳气凝胶置于真空干燥器中，并在真空干燥器中分别加入0.5kg正硅酸四乙酯和0.8kg 1mol/L氢氧化钠水溶液，密封并抽真空；将真空干燥器放入170℃的保温箱中保持8小时，得到预处理碳气凝胶；

实施例6

所述隔热材料的制备方法如下：

S2、将10kg的硅氧烷溶胶、6kg的水和4kg无水乙醇混合后搅拌2小时，所述硅氧烷溶胶为甲基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷按照质量比1：1组成；制得聚硅氧烷溶胶；

实施例7

所述隔热材料的制备方法如下：

S2、将10kg的硅氧烷溶胶、6kg的水和4kg无水乙醇混合后搅拌2小时，所述硅氧烷溶胶为乙烯基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷按照质量比1：1组成；制得聚硅氧烷溶胶；

对比例1

所述隔热材料的制备方法如下：

S2、将10kg的硅氧烷溶胶、6kg的水和4kg无水乙醇混合后搅拌2小时，所述硅氧烷溶胶为乙烯基三甲氧基硅烷；制得聚硅氧烷溶胶；

对比例2

所述隔热材料的制备方法如下：

S2、将10kg的硅氧烷溶胶、6kg的水和4kg无水乙醇混合后搅拌2小时，所述硅氧烷溶胶为甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷；制得聚硅氧烷溶胶；

对比例3

所述隔热材料的制备方法如下：

S1、将10kg的硅氧烷溶胶、6kg的水和4kg无水乙醇混合后搅拌2小时，所述硅氧烷溶胶为乙烯基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷按照质量比1：1组成；制得聚硅氧烷溶胶；

S2、将0.2kg氧化铝纤维均匀分散在步骤S1制备的聚硅氧烷溶胶中，70℃下20rpm搅拌3小时，然后加热至80℃，保温处理6小时；在氮气气氛中升温至1200℃，保温处理4小时，随炉冷却至室温，得到复合材料；

S3、将步骤S2所得的复合材料将所得的复合材料置于管式炉中，在空气环境中加热到600℃，保温处理5小时，然后置于真空干燥器中，在70℃下用0.5kg 1,8-双(三氯硅基乙基)十六氟辛烷处理3小时，然后干燥，得到隔热材料。

测试例1

隔温测试

将按配方生产的隔热部件组成的发热盘成品放入测试机壳内，在对应发热盘正面12点钟位置的发热盘底部距离5mm处及侧边5mm处各放一热电偶探头，同时将炉内温度控制在700±10℃，通电测试60min，记录第60min各测试位的平均温度数值；

测试结果见表1。

表1

测试例2

能效测试

依据欧标EN60350-2进行测试；

测试结果见表2。

表2

实验方案	能效＜195Wh/kg
		实施例1	188.2
实施例2	186.0
		实施例3	187.3
实施例4	180.5
		实施例5	183.5
实施例6	183.7
		实施例7	183.0
对比例1	182.6
		对比例2	182.9
对比例3	183.6
		市售分体盘A	188.9
市售分体盘B	199.3
		市售分体盘C	195.8

测试例3

耐压测试

将实施例4-7和对比例1-3的隔热部件制成炉盘后放入湿度93%温度25℃恒温恒湿箱中48H后取出再放置2H后测试其耐压绝缘性能。测试结果见表3。

表3

实验方案	耐压（2000V，3S，5mA）
		实施例4	1.20mA
实施例5	1.26mA
		实施例6	1.27mA
实施例7	1.29mA
		对比例1	1.24mA
对比例2	1.23mA
		对比例3	1.19mA
市售分体盘A	2.20mA
		市售分体盘B	5.85mA
市售分体盘C	6.60mA

测试例4

跌落测试

将发热盘成品置于高200mm处，正面朝下垂直方向自由跌落，循环3次，发热盘隔热部件无散落，无贯穿裂缝且≤2条，发热丝无跳丝现象。测试结果见表4。

表4

实验方案	跌落测试隔热部件无散落，裂缝≤2条，发热丝无跳丝现象
		实施例1	无开裂、散落，无跳丝现象
实施例2	无开裂、散落，无跳丝现象
		实施例3	无开裂、散落，无跳丝现象
实施例4	无开裂、散落，无跳丝现象
		实施例5	无开裂、散落，无跳丝现象
实施例6	无开裂、散落，无跳丝现象
		实施例7	无开裂、散落，无跳丝现象
对比例1	无开裂、散落，无跳丝现象
		对比例2	无开裂、散落，无跳丝现象
对比例3	无开裂、散落，无跳丝现象
		市售分体盘A	隔热圈有1道轻微裂缝、散落、跳丝现象
市售分体盘B	隔热圈有1道贯穿裂缝
		市售分体盘C	隔热圈有2道裂缝，轻微跳丝

从表1-4的数据可以看出，实施例4制备的一体盘隔热部件的隔热、能效、绝缘及强度等性能测试结果值最好。

其中本发明实施例制备的一体盘隔热部件要比分体盘表现更优异。主要原因在于其创新的结构设计和特殊的材料配方。一体盘隔热部件采用整体压制成型的方式，有效避免了热量从圈垫结合处外溢的问题，减少了热量的额外损耗，提高了热能利用效率。此外，该部件的配方技术选用了纳米二氧化硅、高纯拟薄水铝石、高硅氧短切纤维、金红石型二氧化钛和硅酸镁铝粉等材料，这些材料具有优异的隔热、绝缘和机械强度性能，使得一体盘隔热部件在隔温、能效、绝缘及结构强度等方面的表现更为出色。同时，这种一体成型的设计还有助于简化生产工序，降低成本，提高生产效率。

实施例2制备的一体盘隔热部件相较于实施例1和3表现更优异，原因在于其独特的材料配比。在实施例2中，纳米二氧化硅的含量提高到60%，这增加了隔热部件的绝热性能，因为纳米二氧化硅具有高孔隙率和低热导率，能有效阻隔热量传递。同时，实施例2中硅酸镁铝粉的比例降低到15%，这种材料通常具有较好的机械性能，但较高的比例可能会增加热导率，因此适当降低其比例有助于提高隔热性能。此外，高硅氧短切纤维占5%，这为隔热部件提供了一定的结构强度而不会显著增加密度或热导率。金红石型二氧化钛虽然比例不变，但其高折射率和耐高温性能有助于提高部件的耐温性和抗热震性。综合这些调整，实施例2的配方可能实现了隔热性能、机械强度和耐温性能的最佳平衡。

实施例4相比于实施例5，在隔热、能效及结构强度等性能测试中表现更优异，主要原因在于其隔热材料的制备过程中使用了三乙酰氧基乙烯基硅烷。三乙酰氧基乙烯基硅烷含有碳碳双键，这一特性使其能够形成更为稳定的三维网络结构，增加三乙酰氧基乙烯基硅烷在碳气凝胶上的附着量，这有助于保持隔热材料在高温应用环境下的物理和化学特性，从而在实际应用中展现出更卓越的隔热效果和更长的使用寿命。因此，三乙酰氧基乙烯基硅烷的使用，为隔热材料带来了更好的综合性能，使其在一体盘隔热部件的应用中表现更优异。

实施例4所采用的硅氧烷溶胶由乙烯基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷按照质量比1:1组成，这种组合赋予了一体盘隔热部件更优异的性能。乙烯基三甲氧基硅烷具有的碳碳双键使其能够通过聚合物的交联网络提供良好的热稳定性和机械性能，而甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷中的碳碳双键则有助于形成坚韧且具有良好粘接性的聚合物基体。这两种硅氧烷溶胶的协同效应，不仅增强了隔热材料的结构强度，还可能通过促进更多的化学交联点，提高了隔热材料的耐温和隔热性能。此外，这种组合还可能改善了隔热材料的结构，进一步降低了热导率，从而在隔热、能效及结构强度等方面展现出更优异的综合性能。

Claims

1.一体盘隔热部件的制备方法，其特征在于，将下述各原材料压铸成型，所述各原料按重量百分比配制如下：

(1).纳米二氧化硅30-60％；

(2).拟薄水铝石5-25％；

(3).高硅氧短切纤维1-10％；

(4).钛白粉3-15％；

(5).硅酸镁铝粉5-20％；

(6).隔热材料1-10％；

所述隔热材料的制备方法如下，以重量份计：

S4、将步骤S3所得的复合材料置于管式炉中，在空气环境中加热到500-700℃，保温处理4-6小时，然后置于真空干燥器中，在60-80℃下用0.4-0.6份 1,8-双(三氯硅基乙基)十六氟辛烷处理1-5小时，然后干燥，得到隔热材料；

2.如权利要求1所述的一体盘隔热部件的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化硅的比表面积在80-120m²/g之间；拟薄水铝石粒径为≤50μm；高硅氧短切纤维的直径为5-8μm，长度在6±2mm之间；所述钛白粉为金红石型二氧化钛，金红石型二氧化钛粒径为180-220μm；硅酸镁铝粉目数为1100-1300目。

3.如权利要求1所述的一体盘隔热部件的制备方法，其特征在于，所述一体盘隔热部件的制备方法如下：将纳米二氧化硅、拟薄水铝石、高硅氧短切纤维、钛白粉、硅酸镁铝粉、隔热材料按配方比例称好重量后依次投加至搅拌机中，并于常温下搅拌5-15分钟搅拌均匀，得到最终的隔热部件待成型混合粉料；将混合粉料投入隔热部件专用的成型模具中，将混合粉料压铸成隔热部件。

4.如权利要求3所述的一体盘隔热部件的制备方法，其特征在于，所述压铸使用80T-250T液压机施加20MPa-120MPa的压力，1-10s的时间范围下将混合粉料压铸成隔热部件。

5.一种一体盘隔热部件，其特征在于，由权利要求1-4任一项所述的一体盘隔热部件的制备方法制备而成。

6.如权利要求5所述的一体盘隔热部件的应用，其特征在于，用于电陶炉一体成型发热盘。