CN102858036A - 一种高阻低温发热碳浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高阻低温发热碳及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：a）制备有机载体：按质量百分比计，分别称量8~15%的聚酯树脂、10~18%的聚氨酯、10~18%的丙烯酸树脂以及40~65%的溶剂，并置于电加热反应釜内加热并充分搅拌，使聚酯树脂、聚胺脂和丙烯酸树脂完全溶解于溶剂中；b）制备碳浆：按质量百分比计，分别称量15~25%的碳粉、10~20%的石墨、8~15%的无机填充料、20~60%的有机载体、0.5~5%的溶剂，并加入0.5~2%的分散剂，于分散机内分散均匀，然后用三辊轮研磨机研磨。相比于现有技术，本发明提供的高阻低温发热碳浆具有有阻值高、发热温度较低、性能稳定等优点。将本发明提供的高阻低温发热碳浆应用于薄膜印刷基材上，提高了电热转化效率和基材使用寿命，且更加节能环保。

Description

一种高阻低温发热碳浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高阻低温发热碳浆及其制备方法。

背景技术

发热碳浆是以非金属导体材料的碳系微粒均匀地分布于印刷面上的印刷油墨，其发热方式主要为辐射和热传递。发热碳浆的成分主要包括石墨粉和碳粉，通过石墨粉和碳粉的不同比例的搭配来满足电热转化的要求，电热转化效率达90%以上，节能环保，作为一种新材料、新技术越来越被重视。从最早运用于航天领域到民用采暖领域，及医疗仪器行业上，电转热碳浆产品被广泛应用。目前市场上的发热碳浆电热转化时自身的温度较高，使发热基材容易老化卷曲，从而导致发热效率差、发热不均匀，热平衡效果差等问题的出现。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种阻值较高、发热温度较低的发热碳浆，将该种发热碳浆应用于薄膜印刷基材上，提高了电热转化效率，延长了基材使用寿命，更加节能环保。

为达到上述目的，本发明提供一种高阻低温发热碳浆，其特征在于：所述高阻低温发热碳浆由以下质量百分比含量的原料制备而成： 

碳粉                15~25%；

石墨                10~20%；

无机填充料           8~15%；

有机载体             20~60%；

分散剂               0.5~2%；

溶剂               0.5~5%。

较佳地，所述碳粉的平均粒径为0.5~20μm。

较佳地，所述石墨为粉体，其平均粒径为0.05~5μm。

较佳地，所述无机填充料为气相二氧化硅、滑石粉、硫酸钡中的两种或者三种都有。

较佳地，所述有机载体由以下质量百分比含量的原料制备而成：

聚酯树脂              8~15%；

聚氨酯                10~18%；

丙烯酸树脂             10~18%；

溶剂                 40~65%。

较佳地，所述溶剂为己二酸二乙酯或乙二醇丁醚醋酸酯。

较佳地，所述分散剂为溶剂型脂肪酸类分散剂。

本发明还提供一种上述高阻低温发热碳浆的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

a）制备有机载体：按质量百分比计，分别称量8~15%的聚酯树脂、10~18%的聚氨酯、10~18%的丙烯酸树脂以及40~65%的溶剂，并置于电加热反应釜内加热并充分搅拌，使聚酯树脂、聚胺脂和丙烯酸树脂完全溶解于溶剂中；

b）制备碳浆：按质量百分比计，分别称量15~25%的碳粉、10~20%的石墨、8~15%的无机填充料、20~60%的有机载体、0.5~5%的溶剂，并加入0.5~2%的分散剂，于分散机内分散均匀，然后用三辊轮研磨机研磨。

较佳地，步骤b）中，研磨时使用三辊轮研磨机按照每1千克每遍4-6分钟研磨5~7遍。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

通过重新调配有机载体并以此有机载体为原料，重新调整碳粉、石墨、有机载体、无机填料、分散剂及溶剂的比例制成发热碳浆，所制得的发热碳浆相比目前已有的同类产品，具有有阻值高、发热温度较低、性能稳定等优点。将本发明提供的高阻低温发热碳浆应用于薄膜印刷基材上，提高了电热转化效率和基材使用寿命，且更加节能环保。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明不限于以下实施例。

除另有说明，本发明下述实施例中所采用的原料加入量均为质量百分比。下述实施例中所采用的原料均为市售，其中分散剂采用溶剂型脂肪酸类分散剂BYK-110（德国毕克化学生产）。

实施例1

本实施提供一种高阻低温发热碳浆，所述高阻低温发热碳浆由以下质量百分比含量的原料制备而成： 

碳粉                18%；

石墨粉              15%；

硫酸钡              10%；

有机载体            52%；

分散剂BYK-110       2%；

乙二醇丁醚醋酸酯      3%。

所述碳粉的平均粒径为0.5~20μm。所述石墨粉的平均粒径为0.05~5μm。

所述有机载体由以下质量百分比含量的原料制备而成：

聚酯树脂             15%；

聚胺脂               13%；

丙烯酸树脂           17%；

己二酸二乙酯          55 %。

本发明高阻低温发热碳浆的制备方法包括以下步骤：

a）制备有机载体：按质量百分比计，分别称量15%的聚酯树脂、13%的聚氨酯、17%的丙烯酸树脂以及55%的己二酸二乙酯，并置于电加热反应釜内加热并充分搅拌，使聚酯树脂、聚胺脂和丙烯酸树脂完全溶解于己二酸二乙酯溶剂中，500公斤的上述原料搅拌的时间为5~8小时；

b）制备碳浆：按质量百分比计，分别称量18%的碳粉、15%的石墨粉、10%的硫酸钡、52%的有机载体、3%的乙二醇丁醚醋酸酯，并加入2%的分散剂BYK-110，于分散机内分散均匀，分散的时间为20~30min，然后用三辊轮研磨机研磨使之形成均匀的混合相，研磨时使用研磨机按照每1公斤每遍研磨时间4~6min，研磨5~7遍，研磨后即得本发明高阻低温发热碳浆。

本实施例制得的高阻低温发热碳浆经过测试，其细度达到6.5μm以下，发热温度低，不超过80℃，更符合使用要求。本发明高阻低温发热碳浆发热碳浆墨膜层不易氧化，性能稳定，耐酸碱和溶剂腐蚀性能好。该发热碳浆应用于薄膜印刷面上电热转化效率达到98%，而且延长了使用寿命，更加节能环保。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高阻低温发热碳浆，其特征在于：所述高阻低温发热碳浆由以下质量百分比含量的原料制备而成： 

碳粉                15~25%；

石墨                10~20%；

无机填充料           8~15%；

有机载体             20~60%；

分散剂               0.5~2%；

溶剂                0.5~5%。

2.根据权利要求1所述的一种高阻低温发热碳浆，其特征在于：所述碳粉的平均粒径为0.5~20μm。

3.根据权利要求1所述的一种高阻低温发热碳浆，其特征在于：所述石墨为粉体，其平均粒径为0.05~5μm。

4.根据权利要求1所述的一种高阻低温发热碳浆，其特征在于：所述无机填充料为气相二氧化硅、滑石粉、硫酸钡中的两种或者三种都有。

5.根据权利要求1所述的一种高阻低温发热碳浆，其特征在于：所述有机载体由以下质量百分比含量的原料制备而成：

聚酯树脂              8~15%；

聚氨酯                10~18%；

丙烯酸树脂             10~18%；

溶剂                  40~65%。

6.根据权利要求5所述的一种高阻低温发热碳浆，其特征在于：所述溶剂为自己二酸二乙酯或乙二醇丁醚醋酸酯。

7.根据权利要求6所述的一种高阻低温发热碳浆，其特征在于：所述分散剂为溶剂型脂肪酸类分散剂。

8.一种制备如权利要求1所述的高阻低温发热碳浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）制备有机载体：按质量百分比计，分别称量8~15%的聚酯树脂、10~18%的聚氨酯、10~18%的丙烯酸树脂以及40~65%的溶剂，并置于电加热反应釜内加热并充分搅拌，使聚酯树脂、聚胺脂和丙烯酸树脂完全溶解于溶剂中；

b）制备碳浆：按质量百分比计，分别称量15~25%的碳粉、10~20%的石墨、8~15%的无机填充料、20~60%的有机载体、0.5~5%的溶剂、0.5~2%的分散剂，于分散机内分散均匀，然后用三辊轮研磨机研磨，即得到高阻低温发热碳浆。

9.根据权利要求9所述的一种高阻低温发热碳浆的制备方法，其特征在于：步骤二中，研磨时使用三辊轮研磨机按照每1千克每遍4-6分钟研磨5~7遍。