一种电热涂层浆料、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种电热涂层浆料、制备方法及应用，电热涂层浆料的组分包括3

【技术实现步骤摘要】
一种电热涂层浆料、制备方法及应用


[0001]本申请涉及一种电热涂层浆料、制备方法及应用，属于电热材料


技术介绍

[0002]导电涂料是近半个世纪以来快速发展起来的特种功能材料，被广泛应用于静电消除、电磁屏蔽、加热器和其他电子设备中。近年来，对电热涂料的性能研究依然是一大热点。
[0003]目前市场上的电热涂料大部分由导电材料和有机成膜材料构成，但是以该类电热涂料形成的涂层应用于电热器件后，有机材料在高温下易分解变性，即使是耐温最优的聚酰亚胺材料，也很难在400℃下长期使用；并且当有机材料分解后，导电材料与基材的粘结桥梁消失，原有电流通路断裂，造成涂层失效，所以现有电热涂层的工作温度一般设计在100℃以下，不能用于工业加热领域；此外有机材料在分解时，还易产生有毒有害气体。
[0004]因此，亟需获得一种耐高温、环保的电热涂料。

技术实现思路

[0005]本申请的第一方面提供了一种电热涂层浆料、制备方法及应用，该电热涂层浆料含有导电物质和无机成膜物质，成膜后能长期耐受600℃高温。
[0006]所述电热涂层浆料包括以下组分：导电物质
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
6重量份；硅烷
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2.7
‑
5.5重量份；所述导电物质选自掺杂金属的氧化物；所述硅烷选自烷氧基硅烷、烯氧基硅烷中的至少一种。
[0007]优选地，所述浆料的组分还包括重量份为0.1
‑
1的石墨烯。
[0008]优选地，所述浆料的组分还包括重量份为1
‑
5的硅氧化物。
[0009]优选地，所述浆料还包括溶剂和PH调节剂；所述溶剂选自醇类溶剂、去离子水中的至少一种；所述PH调节剂为冰醋酸、硅酸中的至少一种。
[0010]优选地，所述硅烷包括：重量份为1.5
‑
2.5的正辛基三甲氧基硅烷和重量份为1.2
‑
3的乙烯基三乙氧基硅烷。
[0011]优选地，所述掺杂金属的氧化物的粒度为70~100nm；所述硅氧化物的粒度为20~40nm。
[0012]本申请的第二方面，提供了一种电热涂层浆料的制备方法，所述方法包括：在导电物质的分散液中加入酸性物质，调节pH至4~5，得到混合物I；将所述混合物I与硅烷溶液混合，反应，得到所述电热涂层浆料；所述硅烷溶液的溶剂为选自乙醇、水中的至少一种。
[0013]优选地，将所述混合物I与硅烷溶液混合，反应，得到所述电热涂层浆料，包括：将所述混合物I与硅烷溶液混合均匀后，采用酸性物质调节pH至4~5，得到混合物
II；将所述混合物II与石墨烯分散液混合均匀，反应，得到所述电热涂层浆料。
[0014]优选地，将所述混合物I与硅烷溶液混合均匀后，采用酸性物质调节pH至4~5，得到混合物II，包括：将所述混合物I与硅烷溶液混合均匀，得到混合物III，向所述混合物III中加入硅氧化物的分散液后，采用酸性物质调节pH至4~5，得到混合物Ⅳ；相应的，将所述混合物II与石墨烯分散液混合均匀，反应，得到所述电热涂层浆料，具体为：将所述混合物Ⅳ与石墨烯分散液混合均匀，反应，得到所述电热涂层浆料；反应温度20~30℃，反应时间3~4h。
[0015]本申请的第三方面，提供了一种电热涂层，将涂层浆料涂覆在电热器件表面，干燥，得到电热涂层；所述涂层浆料选自上述任一电热涂层浆料、上述任一制备方法得到的电热涂层浆料中的至少一种。
[0016]本申请的第四方面，提供了一种上述电热涂层在新能源汽车的玻璃和/或后视镜上的应用。
[0017]本申请能产生的有益效果包括：本申请所提供的电热涂层浆料，成膜物质和导电物质均为无机材料，不存在现有电热涂层由于使用有机成膜材料存在的高温下易分解变性、产生有毒有害气体、涂层失效的问题。另外，由于本申请成膜物质与导电物质之间能够形成交联网络，两者为化学键连接，使得形成的涂层中导电物质不会产生位移，导电通路稳定存在，涂层的电气性能非常稳定且工作寿命非常长。
[0018]采用本申请所提供的电热涂层浆料形成的涂层疏水、透光率高、操作方便，通过调节涂层厚度、涂覆面积等，可调节膜层方阻，可应用于工作电压为20V~220V的电热器件，可在40℃~600℃的工作温度下长期稳定运行，应用范围广。
[0019]本申请在新能源汽车的玻璃和/或后视镜上设置有上述电热涂层，使得新能源汽车的玻璃及后视镜可加热，从而快速蒸发水分，保证恶劣天气的行车安全。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
[0021]如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。
[0022]本申请的电热涂层浆料至少包括以下组分：3
‑
6重量份的导电物质和 2.7
‑
5.5重量份的硅烷。
[0023]其中导电物质选自掺杂金属的氧化物；具体地，可为掺铟氧化锡、掺氟氧化锡、掺铝氧化锌和掺镁氧化锌等。上述材质均为无机物，具有良好的通透性、化学稳定性、导电能力强。使用上述掺杂金属的氧化物制备的电热涂层浆料，其形成的涂层透光率高，从而使得热量辐射率相应较高。
[0024]本申请中导电物质以掺铟氧化锡为例进行说明，掺铟氧化锡也称为氧化铟锡。因为二氧化锡具有良好的通透性，在水溶液中具有优良的化学稳定性，掺杂金属铟后形成的
氧化铟锡导电稳定，导电能力强，从而制备的电热涂层浆料，透光率更高，热量辐射率更高。但本申请中导电物质不限于氧化铟锡，任何可以达到本申请目的材料均可以。其中硅烷选自烷氧基硅烷、烯氧基硅烷中的至少一种。例如，硅烷可为正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等。本申请的硅烷优选为正辛基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。具体用量为：正辛基三甲氧基硅烷为1.5
‑
2.5重量份、乙烯基三乙氧基硅烷为1.2
‑
3重量份。
[0025]本申请的电热涂层浆料中使用了硅烷，一方面可以提升膜层的耐高温性能，另一方面硅烷作为成膜物质，掺杂金属的氧化物作为导电物质，反应中两者可形成交联网络。具体地，以掺铟氧化锡为例，说明上述反应过程。反应中，硅烷水解，使得Si
‑
O
‑
R基团生成Si
‑
O
‑
H基团，随后Si
‑
O
‑
H基团与掺铟氧化锡分散液中的Sn
‑
O
‑
H基团反应生成Si
‑
O
‑
Sn得到交联网络。可见，本申请中的导电物质与成膜物质是通过化学键连接的，使得形成的涂层中导电物质不会产生位移，导电通路稳定存在，涂层的电气性能非常稳定且工作寿命非常长；同时，由于成膜物质和导电物质均是无机材料，不存在现有电热涂层由于使用有机成膜材料存在的高温下易分解变性、产生有毒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电热涂层浆料，其特征在于，所述浆料包括以下组分：导电物质
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
6重量份；硅烷
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2.7
‑
5.5重量份；所述导电物质选自掺杂金属的氧化物；所述硅烷选自烷氧基硅烷、烯氧基硅烷中的至少一种。2.根据权利要求1所述的电热涂层浆料，其特征在于，所述浆料的组分还包括重量份为0.1
‑
1的石墨烯。3.根据权利要求1所述的电热涂层浆料，其特征在于，所述浆料的组分还包括重量份为1
‑
5的硅氧化物。4.根据权利要求1所述的电热涂层浆料，其特征在于，所述浆料还包括溶剂和PH调节剂；所述溶剂选自醇类溶剂、去离子水中的至少一种；所述PH调节剂为冰醋酸、硅酸中的至少一种。5.根据权利要求1所述的电热涂层浆料，其特征在于，所述硅烷包括：重量份为1.5
‑
2.5的正辛基三甲氧基硅烷和重量份为1.2
‑
3的乙烯基三乙氧基硅烷。6.一种电热涂层浆料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在导电物质的分散液中加入酸性物质，调节pH至4~5，得到混合物I；将所述混合物I与硅烷溶液混合，反应，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，郭新雨，
申请(专利权)人：中熵科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：