[发明专利]一种纳米碳纤维复合电热材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米碳纤维复合电热材料，其特征在于，由重量百分比计的：纳米碳纤维粉5-15%、导电乙炔碳黑粉10-25%、导电石墨粉10-25%、纳米竹炭粉10-25%、偶联剂0.1-3%、分散剂0.3-4%、阻燃剂1-10%、粘合剂1-10%、消泡剂0.1-1%，余量为水，总量100%制成；

所述的纳米碳纤维粉粒径≤100nm、导电乙炔碳黑粉粒径≤1μm、导电石墨粉粒径≤1μm、纳米竹炭粉粒径≤100nm；

所述偶联剂为硅烷、钛酸酯中的一种或其混合物；

所述分散剂为聚羧酸钠盐型共聚物、含氧基共聚物、聚甲基丙烯酸盐中的一种或其混合物；

所述阻燃剂为如磷酸酯、TZ—01型氮磷通用阻燃剂中的一种或其混合物；

所述粘合剂为丙烯酸聚合物、聚氨酯、聚酯聚合物的一种或其混合物；

所述消泡剂为W-092消泡剂。

2.权利要求1所述的纳米碳纤维复合电热材料的制备方法，其特征在于，按权利要求1的组比配比，由以下步骤实现：

（1）制备纳米碳纤维粉，将碳纤维粉先用扁平式气流粉碎机粉碎至粒径≤08μm，再将其置入双向旋转球磨机中研磨，转速3500-4500转/分，研磨24-48小时，使其粒径≤100nm；

（2）制备导电乙炔碳黑粉、导电石墨粉，将导电乙炔碳黑粉和导电石墨粉，分别采用扁平式气流粉碎机粉碎，使其粒径≤1.5μm，再置入双向旋转球磨机中研磨，转速3000-4000转/分，研磨时间16-24小时，使其粒径≤1μm；

（3）将纳米碳纤维粉和纳米竹炭粉混合均匀，搅拌30-40分钟，加入水及偶联剂，对纳米粒子进行表面改性包覆，在转速3000-4000转/分的高速下搅拌3-4小时，得第一混合物；

（4）将导电乙炔碳黑粉和导电石墨粉混合，搅拌均匀，搅拌时间40-60分钟，转速2500-3500转/分，将其置入第一混合物中，同时加入分散剂，然后置入立式搅拌球磨机中，在转速5000-6000转/分，实行机械形式的分散处理，在搅拌齿拨动下，产生撞击、剪切、研磨，使聚集体均匀分散，时间4-5个小时,得第二混合物；

（5）将阻燃剂、粘合剂、消泡剂加入步骤（4）制备的第二混合物中，继续搅拌50-70分钟，转速3000-4000转/分。

3.根据权利要求1所述的纳米碳纤维复合电热材料的制备方法，其特征在于，由以下重量百分比计的组分制成：纳米碳纤维粉5%、导电乙炔碳黑粉10%、导电石墨粉10%、纳米竹炭粉10%、偶联剂0.1%、分散剂0.3%、阻燃剂1%、粘合剂1%、消泡剂0.1%、水62.5%，其中，将纳米碳纤维粉和纳米竹炭粉混合均匀，搅拌30分钟，加入水及偶联剂，对纳米粒子进行表面改性包覆，在转速4000转/分的高速下搅拌3小时，得第一混合物；将导电乙炔碳黑粉和导电石墨粉混合，搅拌均匀，搅拌时间40分钟，转速3500转/分，将其置入第一混合物中，同时加入分散剂，然后置入立式搅拌球磨机中，在转速5000转/分，实行机械形式的分散处理，在搅拌齿拨动下，产生撞击、剪切、研磨，使聚集体均匀分散，时间5个小时,得第二混合物；将阻燃剂、粘合剂、消泡剂加入第二混合物中，继续搅拌50分钟，转速4000转/分，即得。

4.根据权利要求1所述的纳米碳纤维复合电热材料的制备方法，其特征在于，由以下重量百分比计的组分制成：纳米碳纤维粉10%、导电乙炔碳黑粉15%、导电石墨粉15%、纳米竹炭粉15%、偶联剂0.5%、分散剂0.6%、阻燃剂5%、粘合剂5%、消泡剂0.4%、水33.5%，其中，将纳米碳纤维粉和纳米竹炭粉混合均匀，搅拌35分钟，加入水及偶联剂，对纳米粒子进行表面改性包覆，在转速3500转/分的高速下搅拌3.5小时，得第一混合物；将导电乙炔碳黑粉和导电石墨粉混合，搅拌均匀，搅拌时间50分钟，转速3000转/分，将其置入第一混合物中，同时加入分散剂，然后置入立式搅拌球磨机中，在转速5500转/分，实行机械形式的分散处理，在搅拌齿拨动下，产生撞击、剪切、研磨，使聚集体均匀分散，时间4.5个小时,得第二混合物；将阻燃剂、粘合剂、消泡剂加入第二混合物中，继续搅拌60分钟，转速3500转/分，即得。

5.根据权利要求1所述的纳米碳纤维复合电热材料的制备方法，其特征在于，由以下重量百分比计的组分制成：纳米碳纤维粉15%、导电乙炔碳黑粉20%、导电石墨粉15%、纳米竹炭粉15%、偶联剂0.7%、分散剂0.8%、阻燃剂6%、粘合剂6%、消泡剂0.6%、水20.9%，其中，将纳米碳纤维粉和纳米竹炭粉混合均匀，搅拌40分钟，加入水及偶联剂，对纳米粒子进行表面改性包覆，在转速3000转/分的高速下搅拌4小时，得第一混合物；将导电乙炔碳黑粉和导电石墨粉混合，搅拌均匀，搅拌时间60分钟，转速2500转/分，将其置入第一混合物中，同时加入分散剂，然后置入立式搅拌球磨机中，在转速6000转/分，实行机械形式的分散处理，在搅拌齿拨动下，产生撞击、剪切、研磨，使聚集体均匀分散，时间4个小时,得第二混合物；将阻燃剂、粘合剂、消泡剂加入第二混合物中，继续搅拌70分钟，转速3000转/分，即得。