一种水性碳材料导电发热涂料的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种水性碳材料导电发热涂料的制备方法和应用。包括水性树脂、导电粉末及填料、助剂。本发明专利技术的有益效果：所述的水性碳材料导电发热涂料具有附着力好、电阻率低、发热速度快、对环境友好等特性，除此之外最大的优势为该水性碳材料导电发热涂层制备的导电布可在36V‑220V的直流或交流电压下，即可达到38℃‑90℃的发热温度，升温速度快，发热温度可控并均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种水性碳材料导电发热涂料的制备方法及应用
本专利技术涉及涂料领域，具体来说，涉及一种水性碳材料导电发热涂料的制备方法及应用。
技术介绍
碳黑(carbonblack)，又名炭黑，是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10～3000m2/g，是含碳物质(煤、天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。比重1.8-2.1。由天然气制成的称"气黑"，由油类制成的称"灯黑"，由乙炔制成的称"乙炔黑"。此外还有"槽黑"、"炉黑"。按炭黑性能区分有"补强炭黑"、"导电炭黑"、"耐磨炭黑"等。可作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂。导电炭黑具有导电性好、附着力强、化学稳定性高、密度小等优良特性。导电炭黑的结构型高，粒子的聚集体数目多，容易形成空间到电网。但是由于炭黑的分散稳定性差等局限性，常将导电炭黑与金属填料混合使用，达到更好的导电效果，同时结合碳系材料导电炭黑会释放出远红外波，对人体的健康有保健理疗功能。石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。导电发热涂料是石墨烯和导电炭黑和液体混合而成的浆料，因石墨烯本身存在易团聚的特点，在制备浆料过程中，如直接将石墨烯加入到研磨的水浆中，将会造成分散不均匀，团聚的的现象，影响导电浆料的涂覆，从而影响导电性和附着力。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种水性碳材料导电发热涂料的制备方法及应用，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：根据本专利技术的一个方面，提供了一种水性碳材料导电发热涂料，包括以下百分比的原料：水性树脂30％-80％、导电粉末10％-18％、填料2％-28％、功能助剂2％-25％，所述水性树脂为水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯中的任意一种或几种组合。所述导电粉末及填料分别为导电炭黑及石墨烯。所述功能助剂为水性消泡剂、水性分散剂和水性增稠剂中的任意一种或几种的组合。可选的，一种水性碳材料导电发热涂料，包括以下百分比的原料：水性树脂55％、导电粉末14％、填料15％和功能助剂16％。可选的，一种水性碳材料导电发热涂料，包括以下百分比的原料：水性树脂60％、导电粉末12％、填料13％和功能助剂15％。可选的，一种水性碳材料导电发热涂料，包括以下百分比的原料：水性树脂70％、导电粉末15％、填料7％和功能助剂8％。根据本专利技术的另一方面，提供了一种水性碳材料导电发热涂料的制备方法，该制备方法用于上述一种水性碳材料导电发热涂料。第一次搅拌，将水性树脂、导电炭黑和水性消泡剂、水性分散剂混合后放入搅拌机搅拌20-40分钟，得到搅拌均匀的浆料；研磨，将所述搅拌均匀的浆料，放入研磨机中研磨20-40分钟，得到细浆料；分散，将石墨烯加入适量的分散剂和粘合剂，放入超声波分散机中进行超声分散5-10分钟，得到石墨烯分散液；第二次搅拌，将所述细桨料放入搅拌机中进行搅拌10-15分钟，同时缓慢加入所述石墨烯分散液，待其搅拌均匀后，加入水性增稠剂，得到水性碳材料导电发热涂料。该方法进一步的，所述粘合剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇。该方法进一步的，所述第一次搅拌中搅拌机的转速为500-1500rpm，所述研磨机的转速为1000-2000rpm，所述第二次搅拌中搅拌机的转速为200-700rpm。根据本专利技术的另一方面，提供了一种水性碳材料导电发热涂料的应用，该应用于上述一种水性碳材料导电发热涂料，所述水性碳材料导电发热涂料涂于织物上，用于制备导电和具有发热性能的发热布。。根据本专利技术的另一方面，提供了一种发热布，该发热布应用于上述一种水性碳材料导电发热涂料的应用。包括导电布、基布和水性碳材料导电发热涂料层，所述基布的一侧设有所述水性碳材料导电发热涂料层，所述导电布与所述水性碳材料导电发热涂料层相连接。本专利技术的有益效果：本专利技术通过结合使用水性聚氨酯和水性环氧树脂增强导电粒子间的粘合性，以及增加体系粘度，使得涂层的附着力变好，进一步增强其导电性。通过水性碳材料导电发热涂料具有附着力好、电阻率低、发热速度快、对环境友好等特性，该水性碳材料导电发热涂层制备的导电布可在36V-220V的直流或交流电压下，即可达到38℃-90℃的发热温度，升温速度快，发热温度可控并均匀。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的水性碳材料导电发热涂料的制备方法的方法流程图；图2是根据本专利技术实施例的水性碳材料导电发热涂料的应用中一种发热布的结构示意图。图中：1、导电布；2、基布；3、水性碳材料导电发热涂料层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术的实施例，提供了一种水性碳材料导电发热涂料的制备。包括以下百分比的原料：水性树脂30％-80％、导电粉末10％-18％、填料2％-28％、功能助剂2％-25％，所述水性树脂为水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯中的任意一种或几种组合。所述导电粉末及填料分别为导电炭黑及石墨烯。所述功能助剂为水性消泡剂、水性分散剂和水性增稠剂中的任意一种或几种的组合。为了更清楚的理解本专利技术的上述技术方案，以下通过具体实例对本专利技术的上述方案进行详细说明。实施例一一种水性碳材料导电发热涂料，包括以下百分比的原料：水性树脂55％、导电粉末14％、填料15％和功能助剂16％。实施例二一种水性碳材料导电发热涂料，包括以下百分比的原料：水性树脂60％、导电粉末12％、填料13％和功能助剂15％。实施例三一种水性碳材料导电发热涂料，包括以下百分比的原料：水性树脂70％、导电粉末15％、填料7％和功能助剂8％。如图1所示，根据本专利技术的实施例，还提供了一种水性碳材料导电发热涂料的制备方法。包括以下步骤：S101第一次搅拌，将水性树脂、导电炭黑和水性消泡剂、水性分散剂混合后放入搅拌机搅拌20-40分钟，得到搅拌均匀的浆料；S103研磨，将所述搅拌均匀的浆料，放入研磨机中研磨20-40分钟，得到细浆料；S105分散，将石墨烯加入适量的分散剂和粘合剂，放入超声波分散机中进行超声分散5-10分钟，得到石墨烯分散液；S107第二次搅拌，将所述细桨料放入搅拌机中进行搅拌10-15分钟，同时缓慢加入所述石墨烯分散液，待其搅拌均匀后，加入水性增稠剂，得到水性碳材料导电发热涂料。根据本专利技术的实施例，还提供了一种水性碳材料导电发热涂料的应用。所述水性碳材料导电发热涂料涂于织物上，用于制备导电和具有发热性能的发热布。应用实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性碳材料导电发热涂料，其特征在于，包括以下百分比的原料：水性树脂30％‑80％、导电粉末10％‑18％、填料2％‑28％、功能助剂2％‑25％，所述水性树脂为水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯中的任意一种或几种组合；所述导电粉末及填料分别为导电炭黑及石墨烯；所述功能助剂为水性消泡剂、水性分散剂和水性增稠剂中的任意一种或几种的组合。

【技术特征摘要】
1.一种水性碳材料导电发热涂料，其特征在于，包括以下百分比的原料：水性树脂30％-80％、导电粉末10％-18％、填料2％-28％、功能助剂2％-25％，所述水性树脂为水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯中的任意一种或几种组合；所述导电粉末及填料分别为导电炭黑及石墨烯；所述功能助剂为水性消泡剂、水性分散剂和水性增稠剂中的任意一种或几种的组合。2.根据权利要求1所述的一种水性碳材料导电发热涂料，其特征在于，包括以下百分比的原料：水性树脂55％、导电粉末14％、填料15％和功能助剂16％。3.根据权利要求1所述的一种水性碳材料导电发热涂料，其特征在于，包括以下百分比的原料：水性树脂60％、导电粉末12％、填料13％和功能助剂15％。4.根据权利要求1所述的一种水性碳材料导电发热涂料，其特征在于，包括以下百分比的原料：水性树脂70％、导电粉末15％、填料7％和功能助剂8％。5.一种水性碳材料导电发热涂料的制备方法，其特征在于，用于权利要求2所述的一种水性碳材料导电发热涂料的制作，包括以下步骤：第一次搅拌，将水性树脂、导电炭黑和水性消泡剂、水性分散剂混合后放入搅拌机搅拌20-40分钟，得到搅拌均匀的浆料；研磨，将所述搅拌均匀的浆料，放入研磨机中...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋建清，
申请(专利权)人：嘉善中佳电路板有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33