[发明专利]一种高效红外周向加热元件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效红外周向加热元件及其制备方法，其包括玻璃管，在玻璃管的两端管壁上各设置有一段管端电极层，且两管端电极层间隔设置；在玻璃管的管壁上还设置有红外辐射涂层，且红外辐射涂层连通两端的管端电极层；在红外辐射涂层上设置有红外反射屏蔽涂层。本发明的红外周向加热元件具有预热迅速、非接触加热、加热均匀通透、免清洁的优势。

技术领域

本发明涉及一种高效红外周向加热元件及其制备方法，属于新型烟草制品加热烟具的加热元件领域。

背景技术

新型烟草制品作为低风险减害产品，并以其不产生二手烟气、不影响他人的优势，国际市场销量逐年增长。加热烟具是对加热卷烟进行加热产生可吸食气溶胶的装置，根据加热原理分为电阻式加热烟具、电磁感应加热烟具、红外辐射加热烟具等。加热烟具的核心部件是加热元件，决定加热烟具的加热方式。电阻式加热烟具采用内芯针式或内芯片式加热元件，存在加热不均匀、释烟不充足、加热结束后释烟材质残留于加热腔体需要清洁的问题。电磁感应加热烟具也较多采用内芯针式的热受体(即加热元件)，同样存在加热不充分、加热结束后释烟材质残留于加热腔体需要清洁的不足。红外辐射加热烟具采用表面涂覆可发射红外线浆料的周向加热元件，具有加热均匀、释烟充足、免清洁等优势，成为国际烟草巨头、国内烟草企业重点研发加热烟具产品，如专利CN203424290U公开了一种基于远红外加热的非燃烧型烟草抽吸装置、专利CN108338415A公开了一种外围式加热吸烟系统。红外周向加热元件及其制备方法与电阻式加热烟具的加热元件、电磁感应加热烟具的加热元件具有加热原理上的显著区别，所以需要重新针对红外周向加热元件及其制备方法进行系统研发和试验。

目前虽有红外辐射加热元件面世，但现有红外辐射加热元件仍存在红外发射率低、电-热辐射转换效率不高、预热时间较长、加热不均匀、热稳定性不佳、耐用寿命短等问题。

因此，提出一种高效红外周向加热元件及其制备方法，显得尤为重要。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明提出了一种高效红外周向加热元件及其制备方法，旨在获得红外发射率高、电-热辐射转换效率高、预热时间较短、加热性能更好、释烟充足、免清洁、耐用寿命较长的红外周向加热元件。

本发明为实现发明目的，采用如下技术方案：

本发明首先公开了一种高效红外周向加热元件，其特点在于：所述红外周向加热元件包括玻璃管，在所述玻璃管的两端管壁上各设置有一段管端电极层，且两管端电极层间隔设置；在所述玻璃管的管壁上还设置有红外辐射涂层，且所述红外辐射涂层连通两端的管端电极层；在所述红外辐射涂层上设置有红外反射屏蔽涂层。

进一步地，所述玻璃管是采用耐高温玻璃制作成的圆管，耐高温范围800～1200℃。

进一步地，所述管端电极层是通过涂覆导电浆料并烧结而成；所述导电浆料是由Ag、Cu、Au或石墨烯中的至少一种作为导电材料加水和玻璃粉调制而成，所述导电浆料的粘度为2700±500mPa.s。

进一步地，两端的管端电极层的宽度各占所述红外周向加热元件总长度的10％～40％，所述红外辐射涂层的两端分别覆盖两段管端电极层20％～30％的宽度。

进一步地，所述红外辐射涂层是通过涂覆红外辐射浆料并烧结而成；所述红外辐射浆料是由红外线辐射材料、涂层阻值调控材料和涂层高温粘结剂按质量百分比30～80％：10～30％：10～40％混合均匀后，再加水调制而成，所述红外辐射涂料的粘度为2700±500mPa.s；

所述红外线辐射材料的各组分按质量百分比的构成为：

所述涂层阻值调控材料的各组分按质量百分比的构成为：

氧化银纳米粉 40～60％

氧化锆纳米粉 30～50％