[發明專利]一種導電發熱功能涂料及制備方法

在審

• 申請號: 202010793373.4
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111876042A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 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: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D5/24;C09D5/08;C09D7/61
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本發明涉及一種導電發熱功能涂料及制備方法，包括去離子水50～100份、成膜樹脂55～120份、導電導熱填料5～20份、助劑1～4份、碳纖維15～20份、5～20份顏填料，本發明制備的導電導熱填料中TiN與薄片狀石墨相氮化碳相互支撐，搭建，兼具優異導電?導熱性能，表面包覆二氧化錫摻雜銻，不僅可以顯著提高材料的導電性能，顯著減少傳統導電材料的添加，還有利于提高材料的發熱效率，加入碳纖維進一增加其導熱性能，最終制得的導電發熱涂料安全性高；通過熱輻射方式向外傳播熱量，發熱效率高達99.4％，此涂料可廣泛用于地暖、發熱墻體以及壁畫等，具有附著力強、柔韌性好長期使用不開裂脫落及使用壽命長等特點。

技術領域

本發明涉及一種導電發熱功能涂料及制備方法，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，其能直接將電能通過熱輻射的方式轉化為熱能，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。CN201811078702.6一種水性碳材料導電發熱涂料的制備方法及應用，其中水性樹脂30％-80％、導電粉末10％-18％、填料2％-28％、功能助劑2％-25％；所述水性樹脂為水性環氧樹脂、水性丙烯酸樹脂和水性聚氨酯中的任意一種或幾種組合；導電粉末及填料分別為導電炭黑及石墨烯。這些水性樹脂的耐高溫效果差，長時間使用后會出現涂層脫落等問題，且石墨烯價格昂貴，且使用時出現的卷曲問題，難以達到預期的效果。CN202010087128.1一種碳纖維發熱涂料及其制備方法，由纖維4～6份、多功能助劑1～2.5份、分散劑1～2份、碳纖維80～320份、碳粉200～350份、乳液100～250份、消泡劑0.5～2份、潤濕劑1～2.5份、乙二醇1.8～4.5份、殺菌劑1～2份、成膜助劑10～25份、水400～700份組成，其中采用碳纖維、碳粉進行導電發熱，且加入量過高，不利于涂料的流動性和成膜效果，而低于該含量時，涂層不導電也無法發熱，且潤濕劑、乳液、成膜助劑含量以及成分均對發熱涂層的品質有明顯的影響。CN201910709970.1一種新型導電可控發熱的電熱涂料及其制備方法，其中原料至少包含：導電材料、樹脂粘結料、水；所述導電材料的原料包含石墨粉、碳納米管、石墨烯，且導電材料之間的質量比關系對涂料的均勻性和電熱轉化效率存在明顯的影響。

目前的發熱涂料中，大多均是采用導電填料加入有機樹脂中制備涂層，通電后將電能轉化成熱能，達到供熱的目的。這些發熱涂料中對導電填料的用量以及成分均有很高的要求，且導電填料用量大，成本高，不利于涂層的粘結性和成膜均勻性，且其中為了避免對導電性的影響，大多導電發熱涂料中不含無機功能填料，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，存在安全隱患。

所以，如何明顯減少導電填料的使用，不僅能避免成膜困難、涂層均勻性差等問題，而且即使在添加絕緣性的填料的基礎，還能對涂料采暖效果影響不大，是本申請所要解決的技術問題。

發明內容

為了克服現有導電發熱涂料性能的不足，本發明提供一種導電發熱功能涂料及其制備方法。

本發明采用的技術方案是：一種導電發熱功能涂料，其特征是：按重量份計，由以下原料組成：去離子水50～100份、成膜樹脂55～120份、導電導熱填料5～20份、助劑1～4份、碳纖維15～20份、5～20份顏填料。

其中，導電導熱填料的制備方法為：