[發(fā)明專利]一種高效柔性的電熱防/除冰復層材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811527362.0
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109532138B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設計）人: 李華;蔡云麗;劉河洲
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B3/12;B32B33/00;B32B37/10;B32B37/12;B32B38/00;C08L83/04;C08K3/04;C08K7/24;C08K3/28;C08K7/04;C08K3/38;C08K3/34
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

1.一種高效柔性電熱防/除冰復層材料，其特征在于，該復層材料為以柔性高介電高分子材料為連續(xù)基體構造的模糊界面復層式結構，包括底部絕緣隔熱層、中部電熱功能層、頂部絕緣導熱層，三層結構均以同體系柔性高介電高分子材料為基體；所述的底部絕緣隔熱層是一種采用有機硅與固化劑制成的柔性高介電高分子材料；所述的中部電熱功能層是以碳納米三維結構網(wǎng)絡為發(fā)熱體，柔性高介電高分子材料為基體；所述的頂部絕緣導熱層是以柔性高介電高分子材料為基體，高熱導率、高介電系數(shù)的材料為導熱功能相；所述的導熱功能相材料包括氮化鋁、氮化鋁晶須、氮化硼、氮化硅、氧化硼的一種或幾種；所述的柔性高介電高分子材料包括聚二甲基硅氧烷或環(huán)氧硅樹脂；

所述的碳納米三維結構網(wǎng)絡是以石墨烯、碳納米管、碳納米纖維或其它導電納米材料構成的三維連通的網(wǎng)絡結構；通過對碳材料進行物理或化學摻雜，調節(jié)所述碳納米三維結構網(wǎng)絡的電子遷移速率和載流子濃度，提高熱效率；

所述中部電熱功能層的制作步驟如下，

（1）將氧化石墨烯、石墨烯、氧化碳納米管、碳納米管，按質量比為(0-1): (0-1) : (0-1): (0-1)，混合均勻配置成濃度為2-10 mg/mL的水溶液，每20 ml溶液再加入0.2 g的聚乙烯醇，將得到的前驅體液在(-80)~(-60)℃下冷凍1-2 h，然后真空干燥48h以上；干燥完成后，再分別在200℃、600℃、1050℃熱解0.5-2 h，0.5-2 h，0.5-2 h，制得碳納米三維結構網(wǎng)絡；

（2）將有機硅與其固化劑以混合攪拌均勻，放入真空干燥箱，抽真空除氣泡，待完全除盡后拿出備用；

（3）將步驟（1）制備好的碳納米三維結構網(wǎng)絡放入模具，采用真空滲透法使步驟（2）所得有機硅混合物完全滲入碳納米三維結構網(wǎng)絡；

（4）將滲透飽和的碳納米三維結構網(wǎng)絡放入烘箱，在80-160℃下固化1-8 h，得到中部電熱功能層。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種高效柔性電熱防/除冰復層材料，其特征在于，所述的底部絕緣隔熱層的制作方法如下：將有機硅與其固化劑以混合攪拌均勻，放入真空干燥箱，抽真空除氣泡，在80-160℃下固化1-8 h，即制得底部絕緣隔熱層。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種高效柔性電熱防/除冰復層材料，其特征在于，步驟（1）所述的前驅體液中還可以加入溶液質量的5-50%的尿素或納米銀線進行原子摻雜技術調節(jié)，提高加熱效率。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種高效柔性電熱防/除冰復層材料，其特征在于，步驟（1）所述的前驅體液超聲10-20 min后，加入乙二胺0.1~10 wt.%，在100-120℃反應8-16 h，將產(chǎn)物透析36-54 h，最后冷凍干燥制得碳納米三維結構網(wǎng)絡。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種高效柔性電熱防/除冰復層材料，其特征在于，所述的頂部絕緣導熱層的制備方法如下：將有機硅與高熱導率、高介電系數(shù)的導熱功能材料混合攪拌均勻，再加入對應比例的固化劑攪拌均勻，抽真空除氣泡，然后在80-160℃下固化1-8 h，即制得頂部絕緣導熱層材料；所述的導熱功能材料的加入量為有機硅的5-40 wt.%。