CN101148551A

CN101148551A - 一种炭系电热涂料

Info

Publication number: CN101148551A
Application number: CNA2007100360261A
Authority: CN
Inventors: 夏金童; 王伯泉
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2027-11-01
Also published as: CN101148551B

Abstract

一种炭系电热涂料，其特征在于：包括无机导电材料、粘结剂、助剂，各成分所占涂料的重量百分比为：无机导电材料30－80％，粘结剂为20－70％，其余为助剂占1－8％；所述的无机导电材料为鳞片石墨、碳化硅、人造石墨、导电炭黑中的一种或几种。本发明是一种电热效率高且应用广泛的炭系电热涂料，该电热涂料制得的电热膜由于是面膜发热，无光能消耗，其电热效率可达93％以上。

Description

一种炭系电热涂料

技术领域

本发明涉及一种炭系电热涂料，该电热涂料可用于相关的取暖材料，属室内采暖技术领域。

背景技术

按照焦耳定律计算，电热丝属主体丝状物发热，有强光和电磁感抗效应损失，热辐射以三维扩散为主，其电热效率仅57％，PTC陶瓷电热效率可达70％，电热膜由于是面膜发热源，无光能消耗，其电热效率可达93％。普通电热膜通常分为半导体型电热膜和陶瓷型电热膜，这两种电热膜由于制造工艺复杂，成本高，且易脆，附着性较差，使得其在实际应用方面受到严重限制。

涂川俊、夏金童发明的“复合型电热炭膜及制备方法”(专利申请号200410046811.1)其主要用途和特征是高温发热膜(可达1000℃)，主要原料为鳞片石墨、炭纤维、钢纤维、煤沥青、酚醛树脂、硬脂酸锌制得一种通电可产生高温的电热膜，其又一特征需用碳化硼、硅粉、磷酸铝等原料作为电热膜的抗氧化涂层。本发明电热涂料膜与上述组成、比例以及发热温度和用途均不同。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种电热效率高且应用广泛的炭系电热涂料，该电热涂料制得的电热膜由于是面膜发热，无光能消耗，其电热效率可达93％以上。

本发明的目的是通过下述方式实现的：

一种炭系电热涂料，其特征在于：包括无机导电材料、粘结剂、助剂，无机导电材料占涂料的总量30-80％，粘结剂为20-70％，其余为助剂占1-8％；所述的无机导电材料为天然石墨、碳化硅、人造石墨、导电炭黑中的一种或几种。

所述的粘结剂为聚氨酯树脂、三聚腈胺树脂、丝网印刷用树脂、改性高温酚醛树脂、改性环氧树脂中一种或几种。

所述的涂料还添加有银粉、镀银石墨粉中一种或两种为导电粒子。

所述助剂为阻燃剂、偶联剂、稳定剂、增塑剂。

所述的阻燃剂选自ABS/PC阻燃剂、PP/PE阻燃剂、PBT/PET阻燃剂、PVC阻燃剂、无机阻燃剂、有卤阻燃剂、无卤阻燃剂等中的一种或几种；偶联剂选自选自DB-160、DB-550、DB-792、DB-902、DB-2602、KH-550、TMC-7等中的一种或几种；稳定剂选自三盐基硫酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、对苯二酚、膏状稳定剂、硬脂酸盐等中的一种或几种；增塑剂选自多元醇苯甲酸酯、二丁酯二辛酯、二丁酯葵二酸、MD-50增塑剂、T-160耐高温增塑剂等中的一种或几种。

所述的电热涂料根据实际使用情况和设计的要求，可加入或不加入银粉和镀银石墨粉导电粒子。

所述的电热涂料根据实际使用情况和设计的要求，可使用一种导电材料和一种树脂进行配料。

优选之一的成分及含量为：鳞片石墨50-75％，银粉0-10％，无卤阻燃剂1-3％，TMC-7偶联剂0.5％，T-160耐高温增塑剂1-3％，丝网印刷用树脂20-40％，外加适量丙酮或酒等溶剂。

优选之二的成分及含量为：导电炭黑10-40％，鳞片石墨20-50％，碳化硅0-5％，有卤阻燃剂1-3％，DB-160偶联剂0.5％，二盐基邻苯二甲酸铅稳定剂1-3％，改性高温酚醛树脂20-40％，外加适量丙酮或酒精等溶剂。

本发明的电热涂料的优点在于：电热转换效率高、制作简单、成本低、施工容易。该电热涂料制得的电热膜由于是面膜发热，无光能消耗，其电热效率可达93％以上，且升温快、控温容易、温度稳定、应用广泛、可在36～220V电压下长期安全使用。

本发明电热涂料膜与专利申请号200410046811.1的上述组成、比例以及发热温度和用途与表面防护均不同。本发明的发热温度小于400℃，而且本发明的用途在于本发明不但可用于室内电热地板，还可用于电热墙、电热顶棚及其它需加热采暖的器件。

本发明涂料的制备过程：

将鳞片石墨、碳化硅、人造石墨、导电炭黑、银粉、镀银石墨粉粉状导电粒子(粒度300～3000目)按设计要求和配方比例加入到选定树脂粘结剂(聚氨酯树脂、三聚腈胺树脂、丝网印刷用树脂、改性高温酚醛树脂、改性环氧树脂)中并加入各种助剂，根据实际情况可外加配料总量的100-300％丙酮或酒精等溶剂，在15～40℃下充分搅拌30～60分钟，或碾磨搅拌30分钟，即可制得本发明炭系电热涂料。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明，而不是对本发明的进一步限定。

实施例1

鳞片石墨粒度＜300目 60％

银粉 5％

无卤阻燃剂 1％

TMG-7偶联剂 0.5％

T-160耐高温增塑剂 1.5％

丝网印刷用树脂 32％，

制备方法：将导电粒子按比例(均为质量比)加入到选定丝网印刷用树脂粘结剂中，再外加配料总量的100-300％丙酮或酒精等溶剂搅拌5分钟，然后边搅拌边加入各种助剂(按偶联剂、增塑剂、稳定剂和阻燃剂次序加入)，在15～40℃下充分搅拌30～60分钟，或碾磨搅拌30分钟，即可制得本发明一种炭系电热涂料。

实施例2

鳞片石墨度＜600目 30％

导电炭黑 30％

碳化硅 3％

有卤阻燃剂 1.5％

DB-160偶联剂 0.5％

二盐基邻苯二甲酸铅稳定剂 1％

改性高温酚醛树脂 34％

制备方法如实施例1。

实施例3

导电炭黑 50％

银粉 10％

有卤阻燃剂 1％

TMC-7偶联剂 0.5％

对苯二酚稳定剂 1％

多元醇苯甲酸酯增塑剂 1.5％

改性高温酚醛树脂 36％

制备方法如实施例1。

实施例4

人造石墨粒度＜800目 20％

鳞片石墨粒度＜800目 45％

有卤阻燃剂 1％

TMC-7偶联剂 0.5％

二盐基邻苯二甲酸铅稳定剂 1％

多元醇苯甲酸酯增塑剂 1.5％

聚氨酯树脂树脂 16％

改性环氧树脂 15％

制备方法如实施例1。

实施例5

鳞片石墨粒度＜800目 65％

无卤阻燃剂 1％

DB-160偶联剂 0.5％

二丁酯二辛酯增塑剂 0.5％

丝网印刷用树脂 33％

制备方法如实施例1。

实施例6

鳞片石墨粒度＜800目 60％

DB-550偶联剂 0.5％

三聚腈胺树脂 39.5％

制备方法如实施例1。

实施例7

鳞片石墨粒度＜800目 35％

导电炭黑 5％

无卤阻燃剂 1％

KH-550偶联剂 0.5％

二盐基邻苯二甲酸铅稳定剂 1％

多元醇苯甲酸酯增塑剂 1.5％

改性高温酚醛树脂 30％

改性环氧树脂 26％

制备方法如实施例1。

Claims

1.一种炭系电热涂料，其特征在于：包括无机导电材料、粘结剂、助剂，各成分所占涂料的重量百分比为：无机导电材料30-80％，粘结剂为20-70％，其余为助剂占1-8％；所述的无机导电材料为鳞片石墨、碳化硅、人造石墨、导电炭黑中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种炭系电热涂料，其特征在于：所述的粘结剂为聚氨酯树脂、三聚腈胺树脂、丝网印刷用树脂、改性高温酚醛树脂、改性环氧树脂中一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种炭系电热涂料，其特征在于：还添加有银粉、镀银石墨粉中一种或两种为导电粒子。

4.根据权利要求1所述的一种炭系电热涂料，其特征在于：所述助剂为阻燃剂、偶联剂、稳定剂、增塑剂。

5.根据权利要求4所述的一种炭系电热涂料，其特征在于：所述的阻燃剂选自ABS/PC阻燃剂、PP/PE阻燃剂、PBT/PET阻燃剂、PVC阻燃剂、无机阻燃剂、有卤阻燃剂、无卤阻燃剂中的一种或几种；偶联剂选自DB-160、DB-550、DB-792、DB-902、DB-2602、KH-550、TMC-7中的一种或几种；稳定剂选自三盐基硫酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、对苯二酚、膏状稳定剂、硬脂酸盐等中的一种或几种；增塑剂选自多元醇苯甲酸酯、二丁酯二辛酯、二丁酯葵二酸、MD-50增塑剂、T-160耐高温增塑剂中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种炭系电热涂料，其特征在于：各成分及重量百分比含量为：鳞片石墨50-75％，银粉0-10％，无卤阻燃剂1-3％，TMC-7偶联剂0-0.5％，T-160耐高温增塑剂1-3％，丝网印刷用树脂20-40％，外加适量丙酮或酒精溶剂。

7.根据权利要求1所述的一种炭系电热涂料，其特征在于：各成分及重量百分比含量为：导电炭黑10-40％，鳞片石墨20-50％，碳化硅0-5％，有卤阻燃剂1-3％，DB-160偶联剂0.5％，二盐基邻苯二甲酸铅稳定剂1-3％，改性高温酚醛树脂20-40％，外加适量丙酮或酒精溶剂。