[發明專利]一種有利于提高發熱效率的導電發熱涂料及制備方法

在審

• 申請號: 202010793367.9
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111944403A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 潘偉強;唐波
• 申請（專利權）人: 兄奕能源科技（江蘇）有限公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D183/04;C09D5/24;C09D7/61
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本發明涉及一種有利于提高發熱效率的導電發熱涂料及制備方法，屬于導熱涂料領域，導電發熱涂料由去離子水120?140份、成膜樹脂50～80份、顏填料10～20份、助劑1～2份、改性碳纖維導電材料20～40份組成，其中改性碳纖維導電材料是由碳纖維和導電云母混合物先制備得到復合材料，然后再其表面沉積修飾Cu層，得到改性碳纖維導電材料，本發明制備得到導電發熱涂料發熱效率高，可廣泛用于地暖和墻體發熱。該涂料可在高溫下長期使用，不開裂，不脫落，使用壽命長。

技術領域

本發明涉及一種導電發熱涂料及制備方法，屬于功能涂料領域。

背景技術

冬季供暖是我國北方地區每年秋冬兩季主要的能源消耗源之一，同時引起較嚴重的空氣污染問題，如何在民生及環保和節能中實現平衡成為關乎國計民生的重要問題之一。目前主要的采暖方式包括空調、電暖器、地暖、空氣源熱泵、燃氣采暖爐和電鍋爐等。不僅運行費用相對高，而且耗電量高，維修麻煩。所以發熱涂料的研究和應用具有積極意義。

發熱涂料是能直接將電能通過熱輻射的方式轉化為熱能的涂料，其具有污染小、效率高、一次性投資少等優勢。但是目前市場上的此類產品普遍存在一些不足，如附著力不強，使用一段時間后容易出現脫離和局部燒灼；導電填料容易被氧化而導致涂層出現開裂現象。而冬季供暖是一個巨大的市場，其對高性能、低成本、長使用壽命的導電發熱涂料將是一個長期的需求，也是今后的趨勢。CN201910709970.1一種新型導電可控發熱的電熱涂料及其制備方法原料至少包含：導電材料、樹脂粘結料、水；乳液A包含水、水性樹脂乳液。導電材料的原料包含石墨粉、碳納米管、石墨烯。CN201810578079.4含石墨烯的水性環保導電涂料及其制備方法，包括成膜物質20-70份，石墨烯1-10份，炭系導電填料0.5-40份，成膜助劑0.5-5份，助劑0.1-5份，去離子水1-20份；涂料pH值為7-9，粘度為50-150mpa.s。等導電發熱涂料中，使用石墨烯、碳納米管等材料作為導電材料，通電后，導電材料將電能轉化成熱能進行傳熱，提高室內溫度，達到供暖的效果。

目前涉及的導電涂料中導電材料占比較大，不僅成本高，而且不利于導電材料在成膜基材中分散均勻，影響成膜均勻性和力學性能。而且大多導電發熱涂料中不含絕緣性的無機功能填料，從而嚴重降低涂料的附著力，長時間加熱使用后，會存在脫落等風險，無法繼續使用，降低使用壽命等問題。而在傳統認知中，加入這些功能填料，雖然能提高力學性能，但會導致導電發熱效果降低，所以，如何明顯減少導電填料的使用，并且在導電發熱涂料中加入填料，在提高力學性能的同時還能不影響供暖效果，這是本申請所要解決的技術問題

為了克服現有導電發熱涂料性能的不足，本發明公開了一種碳纖維漿料為基礎，結合功能顏填料及有機硅改性的聚氨酯乳液原料合成的功能導電隔熱涂料及配方。通電電壓范圍12-220V，可根據實際使用需要確定；發熱效率高達99.7％，工作時涂料溫度使用范圍為80℃-500℃，通過熱輻射方式供熱，并且在切斷電源后該涂料依然能向外輻射熱量；該涂料防酸堿能力強，防水能力優越，可廣泛用于地暖和墻體發熱。該涂料可在高溫下長期使用，不開裂，不脫落，使用壽命長。

發明內容

基于背景技術中的問題，本發明提供了一種導電發熱功能涂料及其制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種導電發熱涂料，其特征在于：按重量份計，包括以下原料：去離子水120-140份、成膜樹脂50～80份、顏填料10～20份、助劑1～2份、改性碳纖維導電材料20～40份。

進一步地，所述的成膜樹脂為有機硅改性水性聚氨酯乳液，乳液的固含量為40-60％。采用有機硅改性水性聚氨酯乳液在于聚氨酯樹脂具有良好的耐候性和延展性，能同時提高涂料的抗裂性和使用壽命。但是其耐高溫性存在不足。而同時加入的有機硅樹脂能提高涂料的耐高溫性，這是因為其所含Si-O-Si鍵具有高鍵能和高穩定性，提高體系在高溫條件下的內部結構穩定性。

進一步地，導電漿料的導電填料為經過改性的碳纖維和導電云母混合物，改性方法為：