CN101148551B - 一种炭系电热涂料 - Google Patents

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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    粒度<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 (2)

1.一种炭系电热涂料,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0.5%,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。
2.一种炭系电热涂料,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。
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