一种温敏变频导电涂料和制备方法、温敏变频导电纤维布及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种温敏变频导电涂料和制备方法、温敏变频导电纤维布及制备方法；其中温敏变频导电涂料，以重量份计，其原料包括如下组分：结晶性高分子纤维10‑30份、高比表面积碳材料10‑30份、水100份以及聚合物粘合剂100份；通过将高比表面积碳材料，结晶性高分子纤维均匀分散于去离子水中；然后将聚合物粘结剂加入到上述分散液中，制成具有温度敏感型碳材料导电涂料；然后将纤维浸渍于上述导电浆料中；将纤维取出，烘干，得到具有温度敏感性变频碳材料导电纤维；本发明专利技术制备的温度敏感性变频碳材料导电纤维具有对温度敏感以及变频功能，大大提高了导电纤维布在使用过程中的安全性。

A temperature sensitive frequency conversion conductive coating and preparation method, a temperature sensitive frequency conversion conductive fiber cloth and preparation method

The invention discloses a temperature sensitive frequency conversion conductive coating and a preparation method, a temperature sensitive frequency conversion conductive fiber cloth and a preparation method; wherein, the temperature sensitive frequency conversion conductive coating comprises the following components by weight: crystalline polymer fiber 10 \u2011 30 parts, high specific surface area carbon material 10 \u2011 30 parts, water 100 parts and polymer adhesive 100 parts; the carbon material with high specific surface area is bonded by The crystalline polymer fiber is uniformly dispersed in deionized water; then the polymer binder is added to the dispersion to make a temperature sensitive carbon conductive coating; then the fiber is immersed in the conductive slurry; the fiber is taken out and dried to obtain a temperature sensitive variable frequency carbon conductive fiber; the temperature sensitive variable frequency carbon material prepared by the invention is conductive The fiber has the function of temperature sensitivity and frequency conversion, which greatly improves the safety of conductive fiber cloth in the use process.

【技术实现步骤摘要】
一种温敏变频导电涂料和制备方法、温敏变频导电纤维布及制备方法
本专利技术属于复合材料生产
，具体属于复合纤维材料生产
，特别涉及一种温敏变频导电涂料和制备方法、温敏变频导电纤维布及制备方法。
技术介绍
随着人们物质生活的不断丰富，人们对衣食住行的要求也逐渐提升。在寒冷的冬天，人们为了抵抗寒风不得不穿上厚重的衣物，盖上厚重的被褥，严重影响了美观与舒适度。近年来，碳纤维、石墨烯纤维等导电纤维的出现逐渐引起了人们的重视，在电加热领域得到了广泛的应用，特别是在没有集中供暖的长三角地区，对电加热的使用尤为广泛。然而，电加热产品长时间使用后通常会出现局部过热等问题，存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种温敏变频导电纤维涂料，可以有效防止电加热产品的局部过热问题。本专利技术的第二个目的是提供一种温敏变频导电纤维涂层。本专利技术的第三个目的是提供一种温敏变频导电纤维涂料的制备方法，其工艺简单，可控性强。本专利技术的第四个目的是提供一种温敏变频导电纤维布，其具有温度敏感性，同时在电加热过程中具有变频作用。本专利技术的第五个目的是提供一种温敏变频导电纤维布的制备方法。本方面为达到上述目的，所采用的技术方案如下：技术方案一：一种温敏变频导电涂料，以重量份计，其原料包括如下组分：结晶性高分子纤维10-30份、高比表面积碳材料10-30份、水100份以及聚合物粘合剂100份。作为本专利技术的进一步改进，所述结晶性高分子纤维选自：聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维和聚ε-己内酯纤维中的一种或两种混合物。作为本专利技术的进一步改进，所述高比表面积碳材料选自：高比表面积导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种混合物。更优选的，所述高比表面积碳材料为石墨烯。石墨烯每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/(V·s)，这一数值超过了硅材料的10倍，是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。在某些特定条件下如低温下，石墨烯的载流子迁移率甚至可高达250000cm2/(V·s)。与很多材料不一样，石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小，50-500K之间的任何温度下，单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm2/(V·s)左右。作为本专利技术的进一步改进，所述聚合物粘结剂可选自：纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、聚氨酯乳液、聚四氟乙烯粘结剂、聚偏氟乙烯粘结剂、乙烯-醋酸乙烯酯乳液、酚醛树脂、脲醛树脂中的一种或两种混合物。技术方案二：一种温敏变频导电涂层，由上述温敏变频导电涂料涂覆后固化得到。技术方案三：一种温敏变频导电涂料的制备方法，包括如下步骤：1)准确称取各原料；2)在惰性气体保护下，将结晶性高分子纤维加入水中混匀，得纤维水分散液；3)加入高比表面积碳材料后再次混匀，得混合水分散液；4)将混合水分散液置于超声水浴中超声分散；超声时间优选1h；5)在搅拌状态下将聚合物粘合剂缓慢倒入上述水分散液中充分搅拌后混匀，得混合浆料；搅拌时间优选1h；6)将上述混合浆料研磨至粒径小于15微米即得产品。研磨过程中优选磨砂机进行研磨。技术方案四：一种温敏变频导电纤维布，由纤维基材和上述温敏变频导电涂层组成。作为本专利技术的进一步改进，所述纤维基材为涤纶、锦纶、维纶、丙纶、氯纶、醋酸纤维、铜氨纤维、玻璃纤维中一种或几种混合纤维。技术方案五：一种温敏变频导电纤维布的制备方法，将纤维基材浸渍于上述温敏变频导电涂料中30-45min后取出，放入干燥箱中充分干燥后即得。作为本专利技术的进一步改进，所述干燥温度为75-85℃。本专利技术具有如下技术效果：本专利技术所开发的制备的温度敏感性变频导电纤维布的方法简单易行，对设备无特殊要求，成本低、效率高，易大规模实施。本专利技术制备的导电纤维布的电阻可以随着温度的变化而变化，而电阻的变化又进一步使电流发生变化，从而起到类似变频的效果。当温度升高，导电纤维布的电阻也随之升高，而且是呈现出跃迁式的升高，当电流急速增加时，其温度瞬时上升，阻抗提高，流过的电流在数毫秒内变小，电路如同开路，达到抑制的目的，当异常电流消失时，瞬时恢复成低阻抗导体。电阻值跃迁增高的原因是由于本专利技术的涂层中添加了结晶性高分子纤维，使涂层材料组织由许多小的微晶构成，在晶粒的界面上形成势垒，阻碍电子越界进入到相邻区域中去，因此产生高的电阻，这种效应在温度低时被抵消。将本专利技术的导电纤维布应用于电加热材料，可以大大提高电加热材料的使用安全性。而且本专利技术的导电纤维布对温度的变化十分敏感，进一步提高了其温敏变频特性。本专利技术的导电纤维布生产过程简单，易于工业化生产。本专利技术将结晶性高分子纤维掺杂到高比表面积碳材料中，结晶性高分子纤维熔融过程中，结晶部分链段运动，体积膨胀，高比表面积碳材料形成的网络逐渐打开，导致电阻升高。本专利技术的结晶性高分子纤维选用聚乙烯、聚乙烯醇和聚ε-己内酯；其中聚乙烯熔点132度，聚乙烯醇熔点230度(玻璃化转变温度80左右)，聚ε-己内酯熔点62度，通过调整他们混合比例可以调整不同的熔点或玻璃化转变温度范围。在熔点和玻璃化转变温度附近，电阻变化最大，是跃迁式的。具体实施方式下面对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。本专利技术的技术方案如下：一种温敏变频导电涂料，以重量份计，其原料包括如下组分：结晶性高分子纤维10-30份、高比表面积碳材料10-30份、水100份以及聚合物粘合剂100份。作为优选的实施例，所述结晶性高分子纤维选自：聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维和聚ε-己内酯纤维中的一种或两种混合物。作为优选的实施例，所述高比表面积碳材料选自：高比表面积导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种混合物。虽然石墨烯是最优选的，但是导电炭黑和碳纳米管均可以实现。作为优选的实施例，所述聚合物粘结剂可选自：纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、聚氨酯乳液、聚四氟乙烯粘结剂、聚偏氟乙烯粘结剂、乙烯-醋酸乙烯酯乳液、酚醛树脂、脲醛树脂中的一种或两种混合物。一种温敏变频导电涂层，由上述温敏变频导电涂料涂覆后固化得到。一种温敏变频导电涂料的制备方法，包括如下步骤：1)准确称取各原料；2)在惰性气体保护下，将结晶性高分子纤维加入水中混匀，得纤维水分散液；3)加入高比表面积碳材料后再次混匀，得混合水分散液；4)将混合水分散液置于超声水浴中超声分散；超声时间优选1h；5)在搅拌状态下将聚合物粘合剂缓慢倒入上述水分散液中充分搅拌后混匀，得混合浆料；搅拌时间优选1h；6)将上述混合浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温敏变频导电涂料，其特征在于，以重量份计，其原料包括如下组分：结晶性高分子纤维10-30份、高比表面积碳材料10-30份、水100份以及聚合物粘合剂100份。/n

【技术特征摘要】
1.一种温敏变频导电涂料，其特征在于，以重量份计，其原料包括如下组分：结晶性高分子纤维10-30份、高比表面积碳材料10-30份、水100份以及聚合物粘合剂100份。


2.根据权利要求1所述的一种温敏变频导电涂料，其特征在于，所述结晶性高分子纤维选自：聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维和聚ε-己内酯纤维中的一种或两种混合物。


3.根据权利要求1所述的一种温敏变频导电涂料，其特征在于，所述高比表面积碳材料选自：高比表面积导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种混合物。


4.根据权利要求1所述的一种温敏变频导电涂料，其特征在于，所述聚合物粘结剂可选自：纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、聚氨酯乳液、聚四氟乙烯粘结剂、聚偏氟乙烯粘结剂、乙烯-醋酸乙烯酯乳液、酚醛树脂、脲醛树脂中的一种或两种混合物。


5.一种温敏变频导电涂层，其特征在于，由权利要求1-4任一项所述的温敏变频导电涂料涂覆后固化得到。


6.一种由权利要求1-4任一项所述的温敏变频导电涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贺新，许立信，万超，万玉保，付梦翔，钟航，赵德军，
申请(专利权)人：安徽工大化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34