[发明专利]一种碳基电导热材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及供热涂层以及电子散热技术领域，具体涉及一种碳基电导热材料及其制备方法和应用。本发明的碳基电导热材料采用聚苯硫醚树脂与碳基材料交联而成，所用皆为环境友好型材料，制备工艺安全环保，使用时表面温度不超过80℃，有效避免烫伤问题，且制作成本低廉、使用方式简单，解决了供热装置制备工艺复杂、购买价格过贵、使用过程中有安全隐患等问题；同时能够实现分户分房间独立使用，解决了用户无法灵活控制的技术问题。

技术领域

本发明涉及供热涂层以及电子散热技术领域，涉及一种碳基电导热材料及其制备方法和应用，具体涉及一种聚苯硫醚树脂-碳基电导热涂层的制备方法。

背景技术

经济的迅速发展使得煤、石油、天然气等不可再生能源越来越短缺，使得传统的锅炉供热方式面临着淘汰，这时人们就急需一种操作简单、节省能源且价格低廉的导电供暖材料。

目前，市面上普遍采用集中式锅炉供暖，这种供暖方式虽然供暖效果及环境效益还不错，但集中式锅炉供暖是串联装置，供暖时间不能由用户灵活控制；另外有些房屋可能未使用集中式供暖，而使用的燃气壁挂炉、空调或铺设地暖等其他供暖方式，但燃气壁挂炉存在着噪音大、中毒风险高、停水或水压低时易发生火灾等隐患；而空调的使用会消耗高额的电能；电导热地砖铺设成本很高维修难度大。由此我们需要一种价格低廉、节能环保、实现用户灵活控制的供热装置。

发明内容

针对上述现有供暖方式存在的不足，本发明提供了一种碳基电导热材料及其制备方法和应用，本发明的碳基电导热材料采用聚苯硫醚树脂与碳基材料交联而成，所用皆为环境友好型材料，制备工艺安全环保，使用时表面温度不超过80℃，有效避免烫伤问题，且制作成本低廉、使用方式简单，解决了供热装置制备工艺复杂、购买价格过贵、使用过程中有安全隐患等问题；同时能够实现分户分房间独立使用，解决了用户无法灵活控制的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种碳基电导热材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)聚苯硫醚树脂涂层的制备：

将聚苯硫醚树脂铺设于基体表面，然后于300-350℃下加热保温30-60min，得到聚苯硫醚树脂涂层；

(2)电导热填料的制备：

将碳纤维纳米粒子和石墨纳米粒子混合，得到电导热填料；

(3)碳基电导热材料的制备：

将聚苯硫醚树脂粉末、聚全弗乙丙烯树脂和步骤(2)的电导热填料经过混合预处理后，得到前驱体材料，将前驱体材料铺设于步骤(1)的聚苯硫醚树脂涂层表面，再于300-350℃加热保温30-60min，得到碳基电导热材料。

优选的，所述步骤(1)的基体为金属基体，其包括铁质基体、铜质基体、铝质基体。

优选的，所述步骤(1)中铺设方法为静电喷涂法或涂覆法；

所述步骤(1)中静电喷涂法的具体操作条件为：将聚苯硫醚树脂采用压力为0.5-0.8MPaMPa的压缩空气进行送料，喷枪口与接地端间静电电压为50-60kV，喷枪口距离试样距离为80-120mm；

涂覆法的具体操作条件为：涂覆法的具体操作条件为：将聚苯硫醚树脂溶解于无水乙醇中并形成浆料，然后将浆料均匀涂覆于所述金属基体上。

优选的，所述步骤(2)中碳纤维纳米粒子的电阻率为1.5×10^-3Ω/cm，拉伸强度≥4900GPa，石墨纳米粒子的粒径为180-200目，石墨粉为化学纯，碳纤维纳米粒子和石墨纳米粒子质量比为3-7：1-4。