[发明专利]一种水性电热碳浆

说明书

本发明公开了一种水性电热碳浆，包括以下重量份数的组分：水溶性丙烯酸树脂8～19份；甲醚化三聚氰胺甲醛树脂5～9份；中和剂2～7份；去离子水28～45份；成膜剂10～20份；慢干剂2～5份；导电剂10～25份；石墨烯1～4份；助剂2～5份，其中，水溶性丙烯酸树脂同时含有羧基和羟基，水溶性丙烯酸树脂同时包括玻璃化温度为40～70℃和90～140℃的两种或两种以上水溶性固体丙烯酸树脂。本发明水性电热碳浆环保，且电阻稳定性高。

技术领域

本发明属于油墨领域，具体涉及一种水性电热碳浆。

背景技术

电热碳浆是一种以碳系导电材料为导电剂，以有机树脂为粘接剂的导电油墨，通常以丝印或凹印方式印刷在PET等柔性基材上，接通电源后，能以远红外线的能量形式辐射热量，广泛应用于建筑供暖、农业生产供暖和生活供暖中。现有的电热碳浆，大部分都是溶剂型的，通常以丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂中的一种或几种为粘接剂，以环己酮、异佛尔酮、二价酸酯等有机溶剂为树脂溶剂及稀释剂，搭配碳系导电材料如石墨、导电炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等为导电剂，这些溶剂型的电热碳浆使用时，大量有机溶剂蒸发，存在危害身体健康和污染环境的问题，电阻率变化大，申请号为2016103722691的中国专利公开一种自限温发热油墨，溶剂采用环己酮、二甲苯、三甲苯和四甲苯，油墨电阻变化率大，发热温度可控性差，且溶剂对人体和环境有较大的危害。因此，亟需一种环保，电阻率变化小的水性电热碳浆。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种环保，电阻率变化小的水性电热碳浆。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种水性电热碳浆，包括以下重量份数的组分：

其中，水溶性丙烯酸树脂同时含有羧基和羟基，水溶性丙烯酸树脂同时包括玻璃化温度为40～70℃和90～140℃的两种或两种以上水溶性固体丙烯酸树脂。

水溶性丙烯酸树脂，分子链上具有羧基，当用中和剂与羧基反应，使丙烯酸变成丙烯酸盐，从而具有水溶性。同时，在体系中含有的羟基，能进一步增加丙烯酸树脂的水溶性，使电热碳浆在水性体系中能稳定存在；体系含有的羧基和羟基，能与氨基树脂反应，形成交联网络，一方面，提高固化后的导电剂层的强度和柔韧性，另一方面，形成的交联网络能更好地固定导电剂的稳定分布，防止导电剂在热态下，由于体系热膨胀导致的导电剂迁移和团聚问题，使本电热碳浆的通电发热时功率、发热温度稳定性和断电后的电阻稳定性更好；选用玻璃化温度40-70℃和90-140℃的两种以上丙烯酸树脂配合，低玻璃化温度的丙烯酸树脂柔韧性较好，而高玻璃化温度的丙烯酸树脂能够提供更好的热稳定性，保证电热碳浆高温条件下长期使用的稳定性。

在本发明的其中一种具体实施方式中，甲醚化三聚氰胺甲醛树脂为六甲氧基三聚氰胺甲醛树脂。

甲醚化三聚氰胺甲醛树脂，是用甲醇对醚化的三聚氰胺甲醛树脂，甲醚化三聚氰胺甲醛树脂亲水性好，在水性体系中溶解度高，能够在水性体系中稳定存在。三聚氰胺甲醛树脂包含高度甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂，本电热碳浆采用的六甲氧基三聚氰胺甲醛树脂含有的游离羟甲基、亚氨基极少，在水性体系中稳定性更好；而且，六甲氧基三聚氰胺甲醛树脂含有六个参与反应的甲氧基甲基，与电热碳浆中另一个组分丙烯酸树脂形成的交联网络能给带来更好的硬度、强韧性，以及对导电剂的固定作用(交联网络的形成减少了导电剂通电使用时的热态下，导电剂的迁移和团聚，使导电剂的通电稳定性更好)。此外，部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂含有较多的羟甲基，容易释放游离甲醛，对环境污染较大。同时，含有羟甲基的部分甲醚化氨基树脂也容易发生自聚反应，影电热碳浆稳定性和膜层质量。

在本发明的其中一种具体实施方式中，中和剂为乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种。