[發明專利]一種含石墨烯的發熱漿料、發熱涂層及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210243799.1
• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114605912A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 馮藍;萬曉毅;彭詩欣;吳忌;阮志誠
• 申請（專利權）人: 珠海萬烯科技有限公司
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D5/24;C09D7/20;H05B3/14;H05B3/26
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃菲菲

本發明屬于發熱材料技術領域，公開了一種含石墨烯的發熱漿料、發熱涂層及其制備方法和應用。該發熱漿料包括石墨烯、MAX相陶瓷材料、成膜樹脂和溶劑。將MAX相陶瓷材料引入到發熱材料中，利用MAX相陶瓷材料與石墨烯的協同作用，能夠平衡發熱涂層的電阻率與導電性，使制備的發熱涂層具有優異的發熱性能和導電、導熱效果，且電?熱輻射轉換效率高，能量利用率高。在家用電壓下就能夠快速將電能轉換為熱能。在60V的電壓下，利用該發熱漿料制備的發熱涂層和發熱微晶板1分鐘能升溫至105?145攝氏度。

技術領域

本發明屬于發熱材料技術領域，具體涉及一種含石墨烯的發熱漿料、發熱涂層及其制備方法和應用。

背景技術

石墨烯不僅是已知材料中最薄、最堅硬的物質，而且具備極好的透光性、導電性和導熱性，是理想的電極和半導體材料。

石墨烯作為單質，其傳遞電子的速度快。在原子尺度上其結構特殊，非常穩定，沒有碳原子缺失，各碳原子之間形成大π鍵，當施加外部機械力時，碳原子面就彎曲變形，保持了結構穩定。但實際使用氧化還原等化學方法制備得到的石墨烯，在氧化還原的過程中產生了大量的缺陷，阻礙了自由電子的運動，從而使制成的石墨烯材料的電阻率遠大于導線，造成負載短路。且在制備發熱材料時不可避免的用到樹脂，樹脂則妨礙了導電性。目前含石墨烯的發熱材料往往存在電阻過大、導電性差、發熱性能較差、電熱轉化率低等問題。如用于電氣設備的石墨烯材料，利用石墨烯作為發熱單元，但是其發熱效率較低，凹槽中的粘接劑也會揮發出有毒氣體，對后續檢修工作造成危險。

因此，亟需提供一種含石墨烯的發熱材料，具有優異的發熱性能和導電導熱效果，且電熱轉化率高。

發明內容

本發明旨在至少解決上述現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種含石墨烯的發熱漿料、發熱涂層及其制備方法和應用。該發熱漿料和發熱涂層具有優異的發熱性能和導電導熱效果，且電-熱輻射轉換效率高。

本發明第一方面提供了一種含石墨烯的發熱漿料。

具體的，一種含石墨烯的發熱漿料，包括石墨烯、MAX相陶瓷材料、成膜樹脂和溶劑。

優選地，所述石墨烯與所述MAX相陶瓷材料的質量比為(1-8):1；進一步優選地，所述石墨烯與所述MAX相陶瓷材料的質量比為(1-5):1。向石墨烯中加入MAX相陶瓷材料，改善了單純石墨烯涂層中石墨烯片的缺陷，即接觸不緊密導致的短路現象，調整和優化了涂層的電阻，提高了利用所述發熱漿料制備的發熱涂層的功率密度。而通過控制所述MAX相陶瓷材料與所述石墨烯的質量比，有利于控制利用所述發熱漿料制備的發熱涂層的電阻與導電率，進一步提高發熱性能和電-熱輻射轉換效率。

優選地，所述石墨烯與所述成膜樹脂的質量比為1：(0.5-5)；進一步優選地，所述石墨烯與所述成膜樹脂的質量比為1：(1-3)。通過控制所述石墨烯與所述成膜樹脂的質量比，能夠進一步控制由所述發熱漿料制備的發熱涂層的導電率，以及發熱漿料的分散性、相容性。

優選地，所述石墨烯為直徑為5-30μm，堆積密度為0.01-0.08g/mL的片層狀石墨烯的粉末；進一步優選地，所述石墨烯為直徑為5-15μm，堆積密度為0.03-0.05g/mL的片層狀石墨烯的粉末。