[發明專利]具有低工作電壓和高遠紅外輻射率的電熱油墨及其制備方法

在審

• 申請號: 201910523124.0
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110194910A
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 翟慶彬;張佑專;苗學文;李金來
• 申請（專利權）人: 新奧石墨烯技術有限公司
• 主分類號: C09D11/104
• 分類號: C09D11/104;C09D11/107;C09D11/52
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明提供了具有低工作電壓和高遠紅外輻射率的電熱油墨及其制備方法，基于電熱油墨的總質量，按照質量百分比計，電熱油墨包括：三維石墨烯5～20％；二維石墨烯1～10％；碳納米管1～5％；導電碳黑5～20％；樹脂粘結料15～45％；溶劑15～30％；分散劑1～10％；及助劑0.5～5％。該電熱油墨中，三維石墨烯、二維石墨烯、碳納米管和導電碳黑可以在空間上形成協同作用，進而使得電熱油墨在滿足電熱性能標準的同時，適合在36V以下的安全電壓下工作，且遠紅外輻射率高、安全環保、電熱性能穩定、不易氧化、制備方法簡單，易于批量化制備。

技術領域

本發明涉及電熱材料技術領域，具體的，涉及具有低工作電壓和高遠紅外輻射率的電熱油墨及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著國家“煤改電”政策展開，可加熱、具有遠紅外理療作用的電加熱產品逐漸進入我們生活中，讓人們有了舒適的體驗。電加熱產品涉及領域廣、種類繁多，如低溫電熱膜、電暖畫、智能加熱服裝、加熱地毯等。在電加熱產品中，電發熱材料是技術關鍵，按發熱原理劃分，電發熱材料主要可分為電阻絲、電熱油墨涂層，其中電熱油墨涂層屬于面狀發熱，其發熱效率、電熱均勻性、安全性遠高于線狀發熱。相關技術中，電熱油墨大多是在220V高電壓條件下使用，而人體的安全電壓在36V以下，直接接觸高工作電壓產品，會給使用者帶來一定的安全隱患，另外，也存在熱衰減性大、成本高、膜層容易吸潮等問題，影響產品的熱穩定性及使用壽命。

因而，電熱油墨相關技術仍有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種工作電壓低、遠紅外輻射率高或者熱性能穩定的電熱油墨。

在本發明的一個方面，本發明提供了一種具有低工作電壓和高遠紅外輻射率的電熱油墨。根據本發明的實施例，基于所述電熱油墨的總質量，按照質量百分比計，所述電熱油墨包括：三維石墨烯5～20％；二維石墨烯1～10％；碳納米管1～5％；導電碳黑5～20％；樹脂粘結料15～45％；溶劑15～30％；分散劑1～10％；及助劑0.5～5％。該電熱油墨中，二維石墨烯、碳納米管和導電碳黑可以吸附在三維石墨烯的表面上或者填充在三維石墨烯的孔結構中，使得三維石墨烯、二維石墨烯、碳納米管和導電碳黑可以在空間上形成協同作用，進而使得電熱油墨在滿足電熱性能標準的同時，適合在36V以下的安全電壓下工作，且遠紅外輻射率高、安全環保、電熱性能穩定、不易氧化、制備方法簡單，易于批量化制備。

根據本發明的實施例，上述電熱油墨滿足以下條件的至少之一：所述碳納米管與所述導電碳黑的質量比小于或等于1:6；所述三維石墨烯與所述二維石墨烯的質量比大于2:1。

根據本發明的實施例，所述三維石墨烯的比表面積大于2000m²/g，層數少于15層，具有多孔結構。

根據本發明的實施例，所述三維石墨烯為球狀石墨烯。

根據本發明的實施例，所述球狀石墨烯的粒徑為微米級。

根據本發明的實施例，所述二維石墨烯具有層狀結構，層數少于10層，片徑為10～20微米，灰度為≤0.1％。

根據本發明的實施例，所述碳納米管包括纏繞式碳納米管和陣列式碳納米管中的至少一種。

根據本發明的實施例，所述導電碳黑的電阻率小于10Ω·m。

根據本發明的實施例，所述樹脂粘結料包括：第一樹脂，所述第一樹脂包括改性聚酯樹脂、丙烯酸樹脂和聚氨酯中的至少一種；第二樹脂，所述第二樹脂包括環氧樹脂、硅樹脂和氟樹脂中的至少一種。

根據本發明的實施例，基于所述電熱油墨的總質量，按照質量百分比計，所述電熱油墨包括所述第一樹脂10～30％和所述第二樹脂5～15％。