[發明專利]一種納米碳纖維復合電熱材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110317708.6
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN102348297A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 趙鑫榮
• 申請（專利權）人: 信陽市環宇針織服裝有限公司
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;H01B13/00
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

1.一種納米碳纖維復合電熱材料，其特征在于，由重量百分比計的：納米碳纖維粉5-15%、導電乙炔碳黑粉10-25%、導電石墨粉10-25%、納米竹炭粉10-25%、偶聯劑0.1-3%、分散劑0.3-4%、阻燃劑1-10%、粘合劑1-10%、消泡劑0.1-1%，余量為水，總量100%制成；

所述的納米碳纖維粉粒徑≤100nm、導電乙炔碳黑粉粒徑≤1μm、導電石墨粉粒徑≤1μm、納米竹炭粉粒徑≤100nm；

所述偶聯劑為硅烷、鈦酸酯中的一種或其混合物；

所述分散劑為聚羧酸鈉鹽型共聚物、含氧基共聚物、聚甲基丙烯酸鹽中的一種或其混合物；

所述阻燃劑為如磷酸酯、TZ—01型氮磷通用阻燃劑中的一種或其混合物；

所述粘合劑為丙烯酸聚合物、聚氨酯、聚酯聚合物的一種或其混合物；

所述消泡劑為W-092消泡劑。

2.權利要求1所述的納米碳纖維復合電熱材料的制備方法，其特征在于，按權利要求1的組比配比，由以下步驟實現：

（1）制備納米碳纖維粉，將碳纖維粉先用扁平式氣流粉碎機粉碎至粒徑≤08μm，再將其置入雙向旋轉球磨機中研磨，轉速3500-4500轉/分，研磨24-48小時，使其粒徑≤100nm；

（2）制備導電乙炔碳黑粉、導電石墨粉，將導電乙炔碳黑粉和導電石墨粉，分別采用扁平式氣流粉碎機粉碎，使其粒徑≤1.5μm，再置入雙向旋轉球磨機中研磨，轉速3000-4000轉/分，研磨時間16-24小時，使其粒徑≤1μm；

（3）將納米碳纖維粉和納米竹炭粉混合均勻，攪拌30-40分鐘，加入水及偶聯劑，對納米粒子進行表面改性包覆，在轉速3000-4000轉/分的高速下攪拌3-4小時，得第一混合物；

（4）將導電乙炔碳黑粉和導電石墨粉混合，攪拌均勻，攪拌時間40-60分鐘，轉速2500-3500轉/分，將其置入第一混合物中，同時加入分散劑，然后置入立式攪拌球磨機中，在轉速5000-6000轉/分，實行機械形式的分散處理，在攪拌齒撥動下，產生撞擊、剪切、研磨，使聚集體均勻分散，時間4-5個小時,得第二混合物；

（5）將阻燃劑、粘合劑、消泡劑加入步驟（4）制備的第二混合物中，繼續攪拌50-70分鐘，轉速3000-4000轉/分。

3.根據權利要求1所述的納米碳纖維復合電熱材料的制備方法，其特征在于，由以下重量百分比計的組分制成：納米碳纖維粉5%、導電乙炔碳黑粉10%、導電石墨粉10%、納米竹炭粉10%、偶聯劑0.1%、分散劑0.3%、阻燃劑1%、粘合劑1%、消泡劑0.1%、水62.5%，其中，將納米碳纖維粉和納米竹炭粉混合均勻，攪拌30分鐘，加入水及偶聯劑，對納米粒子進行表面改性包覆，在轉速4000轉/分的高速下攪拌3小時，得第一混合物；將導電乙炔碳黑粉和導電石墨粉混合，攪拌均勻，攪拌時間40分鐘，轉速3500轉/分，將其置入第一混合物中，同時加入分散劑，然后置入立式攪拌球磨機中，在轉速5000轉/分，實行機械形式的分散處理，在攪拌齒撥動下，產生撞擊、剪切、研磨，使聚集體均勻分散，時間5個小時,得第二混合物；將阻燃劑、粘合劑、消泡劑加入第二混合物中，繼續攪拌50分鐘，轉速4000轉/分，即得。

4.根據權利要求1所述的納米碳纖維復合電熱材料的制備方法，其特征在于，由以下重量百分比計的組分制成：納米碳纖維粉10%、導電乙炔碳黑粉15%、導電石墨粉15%、納米竹炭粉15%、偶聯劑0.5%、分散劑0.6%、阻燃劑5%、粘合劑5%、消泡劑0.4%、水33.5%，其中，將納米碳纖維粉和納米竹炭粉混合均勻，攪拌35分鐘，加入水及偶聯劑，對納米粒子進行表面改性包覆，在轉速3500轉/分的高速下攪拌3.5小時，得第一混合物；將導電乙炔碳黑粉和導電石墨粉混合，攪拌均勻，攪拌時間50分鐘，轉速3000轉/分，將其置入第一混合物中，同時加入分散劑，然后置入立式攪拌球磨機中，在轉速5500轉/分，實行機械形式的分散處理，在攪拌齒撥動下，產生撞擊、剪切、研磨，使聚集體均勻分散，時間4.5個小時,得第二混合物；將阻燃劑、粘合劑、消泡劑加入第二混合物中，繼續攪拌60分鐘，轉速3500轉/分，即得。

5.根據權利要求1所述的納米碳纖維復合電熱材料的制備方法，其特征在于，由以下重量百分比計的組分制成：納米碳纖維粉15%、導電乙炔碳黑粉20%、導電石墨粉15%、納米竹炭粉15%、偶聯劑0.7%、分散劑0.8%、阻燃劑6%、粘合劑6%、消泡劑0.6%、水20.9%，其中，將納米碳纖維粉和納米竹炭粉混合均勻，攪拌40分鐘，加入水及偶聯劑，對納米粒子進行表面改性包覆，在轉速3000轉/分的高速下攪拌4小時，得第一混合物；將導電乙炔碳黑粉和導電石墨粉混合，攪拌均勻，攪拌時間60分鐘，轉速2500轉/分，將其置入第一混合物中，同時加入分散劑，然后置入立式攪拌球磨機中，在轉速6000轉/分，實行機械形式的分散處理，在攪拌齒撥動下，產生撞擊、剪切、研磨，使聚集體均勻分散，時間4個小時,得第二混合物；將阻燃劑、粘合劑、消泡劑加入第二混合物中，繼續攪拌70分鐘，轉速3000轉/分，即得。