[發(fā)明專(zhuān)利]水性電熱涂料用組合物和水性電熱涂料及其制備方法和由其制備得到的電熱膜

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710462979.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107236382A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張林;古月文志;智云霞;張超;薛飛;宗憲波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 新材料與產(chǎn)業(yè)技術(shù)北京研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C09D133/00
• 分類(lèi)號(hào): C09D133/00;C09D175/04;C09D5/24;H05B3/14
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283
• 代理人: 嚴(yán)政,劉依云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，具體涉及水性電熱涂料用組合物和水性電熱涂料及其制備方法和由其制備得到的電熱膜。

背景技術(shù)

電熱膜、電熱壁畫(huà)、電熱墊等是由一種通電后能發(fā)熱的薄膜制作，通過(guò)將導(dǎo)電涂料印刷在薄膜上，輔以金屬載流條、導(dǎo)電銀漿等材料制成。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，電熱膜的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，廣泛覆蓋了采暖、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，在空氣污染嚴(yán)重的今天，電熱膜作為無(wú)排放取暖方式，有廣泛的發(fā)展空間。電熱膜通過(guò)涂料可以輻射出遠(yuǎn)紅外線，對(duì)人體有理療保健功效，體感舒適。配合智能控制系統(tǒng)，電熱膜可以真正做到節(jié)能環(huán)保。

電熱膜的核心發(fā)熱體是電熱涂料，其質(zhì)量的好壞直接決定了電熱膜的產(chǎn)品力。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的電熱膜多為韓國(guó)技術(shù)，采用碳晶、碳漿等涂料，存有功率衰減嚴(yán)重，生產(chǎn)使用有VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organic compounds))排放等嚴(yán)重缺點(diǎn)。

因此，研發(fā)一種水性電熱涂料用組合物和水性電熱涂料，以及將其應(yīng)用在電熱膜上具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種水性電熱涂料用組合物和水性電熱涂料及其制備方法和由其制備得到的電熱膜。在由水性電熱涂料制備電熱膜的過(guò)程中，通過(guò)將碳納米管、石墨烯和納米炭黑復(fù)合應(yīng)用，在發(fā)熱層中搭建三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從根本上解決電熱膜功率衰減、生產(chǎn)使用排放等問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種水性電熱涂料用組合物，其中，其中，所述水性分散樹(shù)脂、所述碳納米管、所述石墨烯和所述納米炭黑的含量的重量比可以為1：0.09-0.4：0.08-0.3：0.1-0.7。

優(yōu)選地，所述水性分散樹(shù)脂、所述碳納米管、所述石墨烯和所述納米炭黑的含量的重量比為1：0.1-0.3：0.1-0.2：0.3-0.5。

優(yōu)選地，所述水性分散樹(shù)脂為水性丙烯酸樹(shù)脂、水性聚氨酯樹(shù)脂和水性氟碳樹(shù)脂中的一種或多種；

優(yōu)選地，所述碳納米管為單壁碳納米管、雙壁碳納米管和多壁碳納米管中的一種或多種；

優(yōu)選地，所述石墨烯為采用物理剝離法制備的單層石墨烯和/或多層石墨烯，所述多層石墨烯的層數(shù)為1-10層。

優(yōu)選地，所述組合物還含有水性樹(shù)脂乳液，其中，所述水性分散樹(shù)脂和所述水性樹(shù)脂乳液的含量的重量比為1：0.4-1。

優(yōu)選地，所述組合物還含有助劑，所述助劑選自消泡劑、分散劑、脫泡劑、流平劑、增稠劑和pH調(diào)節(jié)劑中的一種或多種；

優(yōu)選地，所述水性分散樹(shù)脂、所述消泡劑、所述分散劑、所述脫泡劑、所述流平劑、所述增稠劑和所述pH調(diào)節(jié)劑的含量的重量比為1：0.01-0.1：0.2-1：0.01-0.1：0.05-0.2：0.3-1：0.02-0.2。

本發(fā)明還提供了一種水性電熱涂料，該涂料是將上述任意一項(xiàng)所述的涂料用組合物中的各組分混合而得到的。

本發(fā)明還提供了一種上述水性電熱涂料的制備方法，其中，該方法包括以下步驟：

(1)將碳納米管、石墨烯、納米炭黑和水性分散樹(shù)脂進(jìn)行混合和研磨；

(2)將步驟(1)得到的混合漿料與水性樹(shù)脂乳液混合；

其中，可選地在步驟(1)和/或步驟(2)中引入助劑。

優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述研磨的過(guò)程包括第一研磨過(guò)程和第二研磨過(guò)程，所述第一研磨過(guò)程的條件包括：研磨的速度為700-800rpm，研磨的時(shí)間為50-70min，所述第二研磨過(guò)程的條件包括：研磨的速度為2000-4000rpm。

優(yōu)選地，經(jīng)過(guò)步驟(1)處理后得到的混合漿料的粒徑為500nm-3μm。

優(yōu)選地，將步驟(2)的混合過(guò)程得到的混合物的pH值調(diào)節(jié)至8-10。

本發(fā)明另一方面還提供了一種電熱膜，其中，所述電熱膜是由上述的水性電熱涂料或者由上述的水性電熱涂料的制備方法制備的水性電熱涂料制備得到。

采用本發(fā)明的水性電熱涂料或者水性電熱涂料在制備電熱膜的過(guò)程中，通過(guò)將碳納米管、石墨烯和納米炭黑復(fù)合應(yīng)用，在發(fā)熱層中搭建三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從根本上解決電熱膜功率衰減問(wèn)題，又由于在制備過(guò)程中，由于沒(méi)有引入不利于環(huán)境保護(hù)的物質(zhì)，以及在制備過(guò)程中沒(méi)有揮發(fā)性物質(zhì)逸出，利于減少生產(chǎn)使用排放等問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是由實(shí)施例1制備的水性電熱涂料制備得到的電熱膜中的三維納米導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的SEM照片；