[发明专利]一种磁控的热可塑形状记忆聚合物包裹式加热平台及方法

说明书

本发明公开了一种磁控的热可塑形状记忆聚合物包裹式加热平台及方法，包括加热壳体、热源、电磁铁。加热壳体为磁控的热可塑形状记忆聚合物材料制备而成，初始形状时顶部为窄U形开口。加热壳体的外侧面涂有隔热涂层，内表面涂有导热涂层。电磁铁通过支架设置在加热壳体周侧，电磁铁相对加热壳体的位置通过支架进行调整，加热壳体的临时状态时用于从顶部放入待加热物体。通过加热后由电磁铁引导的壳体形成临时形状，可将待加热物体放入壳体中；接着打开热源使壳体恢复初始形状，达到紧密包裹加热物体的效果，与水浴加热等方式相比，该方法加热过程中干燥无水、可远程无接触操控、可达温度更高。

技术领域

本发明涉及一种磁控的热可塑形状记忆聚合物包裹式加热平台及方法。

背景技术

在很多加热场合下，人们追求均匀的、加热速度快的、能量利用率高的加热方式。水浴法能很好地完成加热均匀的任务，但速度慢、效率不高。封闭机器加热法的速度可以达到很快、效率也可以很高，但是其腔体形状固定，若被加热物体形状不均匀，则加热效果不均匀，另外设备的成本可能也比较高昂。

水浴法能很好地完成加热均匀的任务，但是由于水的比热容c＝4.2*10^3J/(kg℃)很大，导致加热速度慢、能耗高。虽然封闭仪器加热法也可以很好地完成加热均匀的任务，但是仪器的腔体的形状固定，若是被加热物体尺寸较小，则仪器需要首先加热大量空气，加热速度慢、效率不高，另外仪器成本一般比较高昂。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种磁控的热可塑形状记忆聚合物包裹式加热平台及方法，克服传统加热法中可能出现的加热速度过慢，加热效率不高，加热效果不均匀的技术问题。

技术方案：一种磁控的热可塑形状记忆聚合物包裹式加热平台，包括加热壳体、热源、电磁铁；所述加热壳体为磁控的热可塑形状记忆聚合物材料制备而成，初始形状时顶部为窄U形开口；所述加热壳体的外侧面涂有隔热涂层，所述加热壳体的内表面涂有导热涂层；所述热源设置在所述加热壳体的下方；所述电磁铁通过支架设置在所述加热壳体周侧，所述电磁铁相对所述加热壳体的位置通过所述支架进行调整，所述加热壳体的临时状态时用于从顶部放入待加热物体。

进一步的，所述磁控的热可塑形状记忆聚合物材料由响应磁场部分和热可塑形状记忆聚合物组成，所述响应磁场部分由粒径不同的磁性微粒和导热微粒混合组成。

进一步的，所述导热微粒为碳化硅或氮化硼，所述热可塑形状记忆聚合物为热塑性聚氨酯聚合物。

进一步的，所述加热壳体的制备方法包括如下步骤：

步骤1：室温下，用磁力搅拌器将磁性微粒和导热微粒混合制成响应磁场部分，再用磁力搅拌器将热塑性聚氨酯聚合物溶解于5ml四氢呋喃中，然后与响应磁场部分按比例混合，得到含有7wt％的复合样品；

步骤2：将混合物超声处理6小时，得到稳定、均匀的悬浮液；

步骤3：将悬浮液倒入制成的PTFE模具中，并放在150Oe的水平磁场中的电磁体的磁极之间超过5小时；

步骤4：浇铸后获得加热壳体。

一种磁控的热可塑形状记忆聚合物包裹式加热方法，采用所述加热平台，包括如下步骤：

步骤1：打开热源对所述加热壳体进行加热，加热温度80°-90°，加热时间为10-15s，使加热壳体变软；

步骤2：通过所述支架对电磁铁的位置进行调整，通过所述电磁铁引导加热壳体，电磁铁作用时间为10-15s，使得加热壳体的窄U形开口扩大变形为打开状，然后关闭热源和电磁铁，使加热壳体固定为临时形状；

步骤3：放入待加热物体；

步骤4：打开热源对所述加热壳体进行加热，触发加热壳体向所述初始形状恢复，由于待加热物体的存在阻碍了壳体的恢复，从而使加热壳体与待加热物体紧密地贴合，对待加热物体形成包裹；