[发明专利]一种水性石墨烯导电储能发热防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种水性石墨烯导电储能发热防腐涂料及其制备方法，其包括水性聚合物乳液、异氰酸酯固化剂、硅烷化异氰酸酯固化剂、导电石墨烯材料、金属填料、功能填料以及其它助剂。并提供一种将水性聚合物乳液、异氰酸酯固化剂、硅烷化异氰酸酯固化剂有机复合呈层状排布的同时与石墨烯等填料、助剂高效协调统一的制备方法。获得的涂层具有优异的电导效应、热导效应与腐蚀防护效应，在24~36V电压下即可实现出色的发热效果。同时，该发明制备方法简单，仅通过高速分散的方式即可得到，工艺简单易行，环保无污染，工程化前景良好，可很好的应用于室内家装、户外除冰、座椅加热等领域。

技术领域

本发明涉及一种水性石墨烯导电储能发热防腐涂料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

导电发热涂料，又称电热涂料，是在导电涂料基础上开发出的具有优异电热特性的一种新型功能性涂料，具有广泛的应用前景。1991年日本的铃木开发出了电热涂料与太阳能电池配套的热水器装置，主要利用太阳能电池作电源，电热涂料作为发热体，电压只用24V以下，安全性很高。采用透明的电热涂料可用于防止窗玻璃结冰；用电热涂料溶化飞机跑道及道路上的积雪以及电热坐便器的报道也时有出现；日常生活上的应用如：电热餐桌、电热写字台、电热毯、电热水器和电热壁画等；工业上的低温烘烤电炉：如食品烘箱、木材的干燥等；在农业上用作种子的干燥和育苗；在化工上可用作输油管道的保温等。自20世纪60年代，传统导电发热涂料主要是由硅酸盐和有机高分子聚合物作粘结剂，加入炭黑、石墨、金属系或金属氧化物材料制成电热涂料，其原理是利用导电涂层的导电性能，将电能转化为热能，但其缺点是涂层发热温度不高、易脱落，粘结剂耐热性不强、局部点易烧焦、导电填料易氧化和涂层结构常出现裂纹，导致涂层在使用过程中存在变质问题。国内电热涂料的研究起步较晚，主要是采用贵重金属填料和合成树脂以及各种助剂经机械混合而制成的，但因其昂贵的价格和自身性质不足等一系列问题，使得其在实际使用方面受到制约。

随着科技的不断进步，电热涂料的应用领域也更加广泛。由于传统的电热涂料表面发热温度较低、耐热性、耐老化性能较差、维护成本高等较多的缺陷严重制约了电热涂料的快速发展和许多领域的应用。石墨烯本身具有高导电性、高热导率、低热膨胀系数、良好的机械性能、耐腐蚀性强且适用性好等众多优点，成为目前最具发展前景的一类导热材料。

中国专利CN111876042A公开了一种导电发热功能涂料及制备方法，制备的导电导热填料中TiN与薄片状石墨相氮化碳相互支撑、搭建，兼具优异导电-导热性能，表面包覆二氧化锡掺杂锑，不仅可以显著提高材料的导电性能，显著减少传统导电材料的添加，还有利于提高材料的发热效率，加入碳纤维进一增加其导热性能,最终制得的导电发热涂料安全性高；中国专利CN112552792A公开了一种石墨烯发热涂料制备方法和发热片的制备方法，其将石墨烯、树脂、助剂、溶剂和金属钕粉末混合，通过将研磨机多次研磨分散，从而形成石墨烯发热涂料溶液。

通过上述描述可知，目前提高导电发热涂料工作效率的途径多从填料方面入手，通过引入多类金属质填料，重点解决导电导热填料间的搭接程度。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的缺陷，本发明提供一种水性石墨烯导电储能发热防腐涂料及其制备方法，针对统的电热涂料表面发热温度较低、耐热性、耐老化性能较差、环保型较差、维护成本高等较多的缺陷所导致得电热涂料应用领域受限的问题，提供一种将水性聚合物乳液、异氰酸酯固化剂、硅烷化异氰酸酯固化剂有机复合呈层状排布的同时与石墨烯等填料、助剂高效协调统一的防腐涂料及其制备方法。获得的涂层具有优异的电导效应、热导效应与腐蚀防护效应，在24~36V电压下即可实现出色的发热效果。该发明制备方法简单，仅通过高速分散的方式即可得到，工艺简单易行，环保无污染，工程化前景良好。

本发明所采用的技术方案是：一种水性石墨烯导电储能发热防腐涂料，由以下质量份数的组份组成：

水性聚合物乳液 35~55份；

异氰酸酯固化剂 6~10份；

硅烷化异氰酸酯固化剂 12~20份；