[發明專利]一種電熱轉化率高且穩定的發熱涂料及其成型工藝

在審

• 申請號: 202110336066.8
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113105805A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 陳大波;楊躍仁
• 申請（專利權）人: 牛墨石墨烯應用科技有限公司
• 主分類號: C09D151/08
• 分類號: C09D151/08;C09D175/14;C09D7/61;C09D5/24;C09D7/20
• 代理公司: 金華市婺實專利代理事務所(普通合伙) 33340
• 代理人: 胡恩晗

本發明公開一種電熱轉化率高且穩定的發熱涂料及其成型工藝，按照質量份數包括：20份至35份水溶性環氧樹脂；15份至35份水性聚氨酯丙烯酸酯；15份至22份水玻璃；10份至20份石墨片；0.2份至3份金屬納米顆?；蛘呓饘傺趸锛{米顆粒；40份至60份去離子水；助劑適量；本發明還公開了發熱涂料的成型工藝，將所述發熱涂料涂覆于基材表面；加熱烘干至重量不變；而后將烘干的膜層置進行UV固化，得目標膜層；本發明通過水溶性環氧樹脂和水性聚氨酯丙烯酸酯配合石墨烯以及水玻璃獲得水性發熱涂料，所得發熱涂料的電熱轉化率高，膜層穩定。

技術領域

本發明涉及電發熱涂料制備技術領域，特別是涉及一種環保的電熱轉化率高且穩定的發熱涂料及其成型工藝。

背景技術

電發熱涂料是由基料、分散介質、助劑和導電填料混合而成，現有的典故熱涂料由于成膜物質的不同而分為有機電發熱涂料和無機電發熱涂料。有機點發熱涂料所使用的粘結劑或者成膜物質需要溶解于有機溶劑，而后烘干固化成型后，涂料中的有機溶劑揮發獲得目標涂層，所得涂層具有良好的導熱效率，但是有機溶劑的揮發，嚴重污染環境。

現有的電發熱涂料將炭系材料作為導電填料。石墨片是一種具有高縱橫比的二維材料，其包含單層或少數至數百個堆疊的石墨烯片層。石墨片高的面內導熱系數(～2000W/m·K)在散熱方面具有更重要的應用價值。經過強酸處理氧化分層為較薄石墨片，構建高效的導電通道。但是尺寸較小的石墨片一方面在水中的溶解性較差，還容易團聚，在水性涂料中不易均勻分散。

發明內容

本發明第一個目的在于提供一種電熱轉化率高且穩定的發熱涂料，本發明通過水溶性環氧樹脂和水性聚氨酯丙烯酸酯配合石墨烯以及水玻璃獲得水性發熱涂料，所得發熱涂料的電熱轉化率高，膜層穩定。

為解決此技術問題，本發明的技術方案是：一種電熱轉化率高且穩定的發熱涂料，按照質量份數包括：

優選按照質量份數包括：

本發明最優選的組份及用量所得的發熱涂料，其電熱轉化率高，同時膜層的附著力最佳，各物質之間的協同配合作用最大化。

優選所述金屬納米顆?；蛘呓饘傺趸锛{米顆粒為納米銅顆粒、納米銀顆粒、納米氧化銅顆粒、納米二氧化鈦顆?；蛘呒{米氧化錫中一種或者幾種。本發明中，一方面金屬納米顆粒或者是金屬氧化物納米顆粒有限分散在是石墨片之間，防止納米級別的石墨片和金屬顆粒或者金屬氧化物團聚，保證膜層中導電網絡的均勻形成。

優選所述助劑包括十二烷基硫酸鈉、六偏磷酸鈉和過氧化苯甲酰。本發明中十二烷基硫酸鈉和六偏磷酸鈉配合有效提高所得涂料在固化前體系的均勻穩定性，同時在成膜時，涂料的遮蓋性好，一方面混合物體系穩定，另一方面烘干過程中水分的脫離對膜層形貌的影響小，所得膜層光滑平整。本發明中過氧化苯甲酰作為UV固化引發劑，在膜層的內部促進UV固化的進行，在烘干后利用UV照射二次固化，有效加強膜層強度，提高膜層的穩定性。

優選金屬納米顆?；蛘呓饘傺趸锛{米顆粒的質量為石墨片質量的2％至5％。本發明中顆粒的導電填料用量過高則不利于膜層結構的穩定性，電熱轉化率也會降低。

優選金屬納米顆?；蛘呓饘傺趸锛{米顆粒通過水熱法負載于石墨片。經過水熱法，顆粒狀的導電填料通過化學鍵與石墨片結合，導電網絡形成更加可靠，同時也有效防止納米的石墨片或者是導電填料顆粒在混合或者涂層前發生團聚，影響所得涂料固化后性能。

優選水性環氧樹脂為枝接共聚有甲基丙烯酸六氟丁酯的環氧樹脂。本發明將環氧樹脂與甲基丙烯酸六氟丁酯枝接，配合光引發劑進行UV固化，提高膜層強度。

本發明第二個目的在于提供一種電熱轉化率高且穩定的發熱涂料的成型工藝，本發明通過低溫烘干后進行UV固化所得膜層穩定，電熱轉化率高。