[發明專利]一種電加熱涂層涂料、電加熱蒙皮及防冰雪系統

有效

• 申請號: 201911234145.7
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN112920704B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 于淼;馬冬莉;耿亞彬;王吉舉;王成龍;張帆;高峰
• 申請（專利權）人: 中車唐山機車車輛有限公司
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/62;H05B3/36
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 郝曉紅

本發明涉及防冰雪技術領域，具體公開一種電加熱涂層涂料、電加熱蒙皮及防冰雪系統。所述電加熱涂層涂料，包括以下質量百分比的組分：70?80％的硅橡膠、8?12％的改性碳納米管、4?6％的改性石墨烯和余量的稀釋劑。本發明電加熱涂層涂料制成的涂層具有散熱效率高、電加熱能耗低以及使用壽命長的特點。

技術領域

本發明涉及防冰雪技術領域，尤其涉及一種電加熱涂層涂料、電加熱蒙皮及防冰雪系統。

背景技術

高速列車在高寒線運行過程中，由于氣溫較低，路面積雪嚴重，在列車轉向架區域容易出現結冰積雪等現象，致使列車降速運行，列車轉向架區域的空簧和鋼簧結冰后還會影響列車運行的安全性，為保證列車的運行安全，需要為列車轉向架區域的空簧和鋼簧進行防冰雪處理。

目前軌道交通行業運用較多的傳統防冰雪的方式是噴灑防結冰試劑或防冰雪涂料，這種方法沒有永久性，需要反復噴灑，成本高且污染環境，并且在惡劣的環境下并不能實現完全的防冰雪，并且在列車運行過程中，速度較快，轉向架區域結構復雜，路面的積雪卷入列車底部后，這種防結冰方式并不能發揮作用，而列車的鋼簧和空簧等結構為列車的重要結構件，積雪后會影響其彈性，影響列車運行安全和舒適性，因此亟需提供一種高效可完全防除冰的方式，以實現列車轉向架區域鋼簧和空簧區域的完全防冰雪。

發明內容

針對現有機車外部零部件結構的防冰雪方式存在防冰雪成本高、需要反復多次處理且防冰雪效果差的問題，本發明提供一種電加熱涂層涂料、電加熱蒙皮及防冰雪系統。

為達到上述發明目的，本發明實施例采用了如下的技術方案：一種電加熱涂層涂料，包括以下質量百分比的組分：

70-80％的硅橡膠、8-12％的改性碳納米管、4-6％的改性石墨烯和余量的稀釋劑；所述改性碳納米管是對碳納米管依次進行鍍銀和十八烷胺接枝處理得到；所述改性石墨烯是對石墨烯依次進行鍍銀和十八烷胺接枝處理得到。

相對于現有技術，本發明提供的電加熱涂層涂料中的硅橡膠的主鏈由硅和氧原子交替構成，硅原子上通常連有兩個有機基團，該結構使硅橡膠具有較高的穩定性和彈性，對分布在其中的碳納米管和石墨烯具有較好的保護和分散作用；經過鍍銀和十八烷胺(ODA)接枝處理后的碳納米管和石墨烯，其導電性大大增加，且兩者在硅橡膠中分散性能好，涂料混合后，改性碳納米管和改性石墨烯會在硅橡膠中迅速形成均勻的導電網格結構，并在涂料凝固后，形成穩定性和韌性較好的涂層，大大減少了碳納米管和石墨烯的加入量，即涂料中加入少量的改性碳納米管和改性石墨烯就可得到導電性能優異的電加熱涂層，并克服了隨著電加熱層面積的增大，而導致電解熱層電阻增加以及涂層中碳納米管和石墨烯分布不均的問題，增加電熱轉化效率、降低能耗、增加熱量分布的均勻性以及降低電加熱涂層的制作成本。

優選的，所述碳納米管為多壁碳納米管，外徑為15-20nm，長度為1.5-1.6μm。優選的，所述稀釋劑為甲苯。甲苯可以溶解和稀釋硅橡膠，涂料中加入的少量的甲苯，可增加碳納米管和石墨烯分散的均勻性，保證整個涂層的電加熱效果。

優選的，所述對碳納米管或石墨烯進行的鍍銀處理過程是將碳納米管或石墨烯進行酸化處理后，放入活化液中浸泡得到活化碳納米管或活化石墨烯，然后將活化碳納米管或活化石墨烯放入堿性溶液中，并加入銀氨溶液，進行加熱鍍銀；所述十八烷胺接枝處理過程是將鍍銀處理后的碳納米管或鍍銀處理后的石墨烯加入十八烷胺和乙醇的混合溶液中，進行加熱接枝。

其中，鍍銀處理的具體過程是將碳納米管或石墨烯進行酸化處理后，放入活化液中，浸泡5-6min，過濾干燥，得到活化碳納米管或活化石墨烯；將活化碳納米管或活化石墨烯放入堿性溶液中，并加入銀氨溶液，使銀氨溶液的體積分數達到20-25％，50-60℃加熱5-6h，進行過濾干燥；所述活化的過程是活化液中的金屬鈀離子吸附在碳納米管或石墨烯表面的過程，在后續鍍銀過程中會以此金屬離子為中心，使銀粒子沉積在碳納米管或石墨烯表面。