[发明专利]一种电热转化率高且稳定的发热涂料及其成型工艺

说明书

本发明公开一种电热转化率高且稳定的发热涂料及其成型工艺，按照质量份数包括：20份至35份水溶性环氧树脂；15份至35份水性聚氨酯丙烯酸酯；15份至22份水玻璃；10份至20份石墨片；0.2份至3份金属纳米颗粒或者金属氧化物纳米颗粒；40份至60份去离子水；助剂适量；本发明还公开了发热涂料的成型工艺，将所述发热涂料涂覆于基材表面；加热烘干至重量不变；而后将烘干的膜层置进行UV固化，得目标膜层；本发明通过水溶性环氧树脂和水性聚氨酯丙烯酸酯配合石墨烯以及水玻璃获得水性发热涂料，所得发热涂料的电热转化率高，膜层稳定。

技术领域

本发明涉及电发热涂料制备技术领域，特别是涉及一种环保的电热转化率高且稳定的发热涂料及其成型工艺。

背景技术

电发热涂料是由基料、分散介质、助剂和导电填料混合而成，现有的典故热涂料由于成膜物质的不同而分为有机电发热涂料和无机电发热涂料。有机点发热涂料所使用的粘结剂或者成膜物质需要溶解于有机溶剂，而后烘干固化成型后，涂料中的有机溶剂挥发获得目标涂层，所得涂层具有良好的导热效率，但是有机溶剂的挥发，严重污染环境。

现有的电发热涂料将炭系材料作为导电填料。石墨片是一种具有高纵横比的二维材料，其包含单层或少数至数百个堆叠的石墨烯片层。石墨片高的面内导热系数(～2000W/m·K)在散热方面具有更重要的应用价值。经过强酸处理氧化分层为较薄石墨片，构建高效的导电通道。但是尺寸较小的石墨片一方面在水中的溶解性较差，还容易团聚，在水性涂料中不易均匀分散。

发明内容

本发明第一个目的在于提供一种电热转化率高且稳定的发热涂料，本发明通过水溶性环氧树脂和水性聚氨酯丙烯酸酯配合石墨烯以及水玻璃获得水性发热涂料，所得发热涂料的电热转化率高，膜层稳定。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种电热转化率高且稳定的发热涂料，按照质量份数包括：

优选按照质量份数包括：

本发明最优选的组份及用量所得的发热涂料，其电热转化率高，同时膜层的附着力最佳，各物质之间的协同配合作用最大化。

优选所述金属纳米颗粒或者金属氧化物纳米颗粒为纳米铜颗粒、纳米银颗粒、纳米氧化铜颗粒、纳米二氧化钛颗粒或者纳米氧化锡中一种或者几种。本发明中，一方面金属纳米颗粒或者是金属氧化物纳米颗粒有限分散在是石墨片之间，防止纳米级别的石墨片和金属颗粒或者金属氧化物团聚，保证膜层中导电网络的均匀形成。

优选所述助剂包括十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠和过氧化苯甲酰。本发明中十二烷基硫酸钠和六偏磷酸钠配合有效提高所得涂料在固化前体系的均匀稳定性，同时在成膜时，涂料的遮盖性好，一方面混合物体系稳定，另一方面烘干过程中水分的脱离对膜层形貌的影响小，所得膜层光滑平整。本发明中过氧化苯甲酰作为UV固化引发剂，在膜层的内部促进UV固化的进行，在烘干后利用UV照射二次固化，有效加强膜层强度，提高膜层的稳定性。

优选金属纳米颗粒或者金属氧化物纳米颗粒的质量为石墨片质量的2％至5％。本发明中颗粒的导电填料用量过高则不利于膜层结构的稳定性，电热转化率也会降低。

优选金属纳米颗粒或者金属氧化物纳米颗粒通过水热法负载于石墨片。经过水热法，颗粒状的导电填料通过化学键与石墨片结合，导电网络形成更加可靠，同时也有效防止纳米的石墨片或者是导电填料颗粒在混合或者涂层前发生团聚，影响所得涂料固化后性能。

优选水性环氧树脂为枝接共聚有甲基丙烯酸六氟丁酯的环氧树脂。本发明将环氧树脂与甲基丙烯酸六氟丁酯枝接，配合光引发剂进行UV固化，提高膜层强度。

本发明第二个目的在于提供一种电热转化率高且稳定的发热涂料的成型工艺，本发明通过低温烘干后进行UV固化所得膜层稳定，电热转化率高。