[發明專利]一種高電導率自粘結石墨烯低壓發熱漿料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010745404.9
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111808453A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 常海欣;李剛輝;郭輝
• 申請（專利權）人: 武漢聯維新材料科技有限公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D5/24;C09D7/61;C09D7/63;C09D7/65;C01B32/19
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 董明艷

本發明公開了一種高電導率自粘結石墨烯低壓發熱漿料及其制備方法和應用，屬于發熱材料技術領域。本發明的高電導率自粘結石墨烯低壓發熱漿料，其原料按質量的配方如下：石墨烯20～40份、發熱碳漿30～50份、樹脂1～5份、溶劑A 5～15份、分散劑10～20份、水性交聯偶合劑5～10份、消泡劑2～6份、防沉降劑3～5份；其中：所述石墨烯是利用剪切剝離法制備而成。本發明采用剪切剝離法對石墨原料直接進行高速剪切處理，使石墨片層發生剝離，脫落形成石墨烯，制備出的石墨烯層數較低，缺陷少。另外，本發明制備的石墨烯低壓發熱漿料僅需要小于36v的低壓，低電壓安全性更高，且發熱穩定性好，熱轉化效率高、使用壽命更持久，更安全環保。

技術領域

本發明屬于發熱材料技術領域，具體涉及一種石墨烯導電發熱漿料，更具體地說，本發明涉及一種高電導率自粘結石墨烯低壓發熱漿料及其制備方法和應用。

背景技術

傳統的電熱材料如金屬電阻絲、鎳鉻合金等雖然升溫速度快，但其密度大，質量重、成本高且加工工藝復雜。對于大量使用的金屬絲發熱體，由于金屬絲在高溫下的氧化作用，極易被氧化腐蝕，且耗能大、使用壽命短，電熱轉換效率較低，在家居使用過程中存在漏電、燃燒等安全隱患。

為了滿足高質量發熱材料的需求，亟需開發一種在高溫下能穩定發熱，使用壽命長的新型發熱材料。石墨烯作為一種新材料，其在光、電、熱、力等方面具有優異性能，極具應用潛力，在新能源、電子信息、智能傳感、航空航天、軍工裝備等呈現良好前景。石墨烯導電發熱漿料以其獨特的優勢受到越來越多的研究學者們的青睞。但現有的石墨烯導電發熱漿料的制備一般都需要大量樹脂作為粘結劑，并且在制備的過程中石墨烯的特殊結構會遭到破壞，形成大面積的缺陷，其導電性、導熱性及機械性能等方面都會受到較大的影響，從而使石墨烯漿料的綜合性能得不到提升。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題或缺陷，本發明提供了一種高電導率自粘結石墨烯低壓發熱漿料及其制備方法和應用。本發明的高電導率自粘結石墨烯低壓發熱漿料采用剪切剝離法制備而成，克服了現有石墨烯發熱漿料需要添加大量樹脂作為粘結劑、導電導熱性能低等性能上不足的缺陷。

為了實現本發明的上述第一個目的，本發明采用的技術方案如下：

一種高電導率自粘結石墨烯低壓發熱漿料，其原料按質量的配方如下：石墨烯20～40份、發熱碳漿30～50份、樹脂1～5份、溶劑A5～15份、分散劑10～20份、水性交聯偶合劑5～10份、消泡劑2～6份、防沉降劑3～5份；其中：所述石墨烯是利用剪切剝離法制備而成。

進一步地，上述技術方案，所述樹脂在本發明中主要起粘結的作用，目的是將發熱漿料粘附在基體表面。所述樹脂為聚氨酯、環氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或者幾種。

進一步地，上述技術方案，所述溶劑A為乙醇、2-丙醇、1-丁醇中的一種或者幾種。

進一步地，上述技術方案，所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或者幾種。

進一步地，上述技術方案，所述水性交聯偶合劑為丙烯亞胺。

進一步地，上述技術方案，所述消泡劑的作用是通過降低表面張力，抑制泡沫產生或消除已產生泡沫。所述消泡劑為有機硅類消泡劑。例如所述消泡劑可以是BYK024、TEGOAirex902W等。

進一步地，上述技術方案，所述防沉降劑為氨基酸酯共聚物。

以上分散劑、消泡劑、防沉降劑為本領域常規試劑，沒有特別的限制，具有類似功能的試劑均在本發明的保護范圍內。

本發明的第二個目的在于提供上述所述的高電導率自粘結石墨烯低壓發熱漿料的制備方法，所述方法具體包括如下步驟：