CN109913075A - 一种电热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一方面提供了一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯0.1‑5份、金属氧化物40‑60份、非金属氧化物5‑20份、有机半导体材料5‑20份、高分子聚合物5‑20份；本发明另一方面提供了一种制作电热涂料的方法，其步骤包括：S1、将石墨烯与高分子聚合物按照设计比例进行混合；S2、将混合物升温至80‑180℃进行充分溶解；S3、将金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料按照设计比例加入到混合物中，持续加热搅拌10‑30分钟。本发明所提供的电热涂料，其电热转化率高、纳米平面发热，无衰减，耐酸碱腐蚀，可用于制备在腐蚀性强的恶劣环境中使用，使用寿命长。

Description

一种电热涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种电热涂料及其制备方法。

背景技术

电热涂料是一种具有优异的电热特性的新型功能性涂料，它能像油漆一样覆着在需要加热的物体的表面或任意面上进行加热，由于可以直接覆着在基材表面，因此具有极高的热效率。随着科技工业的不断发展，对于功能性涂料的性能要求不断提高，而电热涂料作为功能涂料的一种，对其研究和开发更是不断深入，对电热涂料的电热性能要求也更高，同时还提出了许多与应用环境紧密相关的性能。

如今，现有的电热膜，其主要是将石墨粉的半导体导电粉末和氧化铅、氧化硅、气化镁、氧化硅、氧化硼多种氧化物的无机成膜剂及金属粉和水溶性有机溶剂相互调合组成一导电涂料，具有发热的效果，但其具如下的缺点：1、现有技术的电热膜技术，其为一厚度甚厚的电热膜，因此，其热源产生热量类似线性传导，故其加热效率不佳。2、现有技术的电热膜技术易剥落、粘附性差。3、现有技术的电热膜技术的耐腐蚀性较差。

因此，本领域亟需一种电热转化效率高、粘附性能高、耐腐蚀性强的电热涂料。

有鉴于此，提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电热转化效率高、粘附性能高、耐腐蚀性强的电热涂料及其制备方法，以解决或克服上述现有技术中的至少一个技术问题。

具体的，本发明一方面提供了一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯0.1-5 份、金属氧化物40-60份、非金属氧化物5-20份、有机半导体材料5-20份、高分子聚合物 5-20份；所述金属氧化物由二氧化锡、五氧化二锑、四氧化三钴、三氧化二铝、氧化锌、氧化钡、三氧化二钇、氧化锆、氧化锂、二氧化钛、二氧化锰的一种或几种组成；所述非金属氧化物由氧化硼、二氧化硅、二氧化碲的一种或几种组成；所述的有机半导体材料由聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚对苯撑的一种或几种组成；所述的高分子聚合物由聚丙烯腈、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯的一种或几种组成。

采用上述方案，利用所述电热涂料涂布生成具有导电、发热功能的电热涂层，具有耐酸碱腐蚀，耐火阻燃、电热转化率高、纳米平面发热，无衰减，使用寿命长的特性。其中，石墨烯的片层结构起到桥梁的作用，使纳米粒子间导电更加迅速，导电性更好，使用过层中，涂布很薄的电热膜即可达到预期效果，还可增进涂膜的硬度和耐火阻燃性。

优选的，所述石墨烯、金属氧化物、非金属氧化物的粒径均小于8微米。

采用上述方案，能将所述电热涂料涂抹成极薄的电热膜，节省原料。

优选的，所述的金属氧化物由以下按重量计的原料组成：二氧化锡8-24份，五氧化二锑2-12份、四氧化三钴2-6份，三氧化二铝2-21份、氧化锌2-9份、氧化钡2-6份、三氧化二钇2-6份、氧化锆0-12份、氧化锂2-6份；所述的非金属氧化物由以下按重量计的原料组成：氧化硼0.5-6份，二氧化硅1.5-10份，二氧化碲1-8份；所述的有机半导体材料由以下按重量计的原料组成：聚苯胺0.5-18份，聚吡咯0.5-18份；所述的高分子聚合物由以下按重量计的原料组成：聚丙烯腈0.5-18份，聚酰胺0.5-18份。

采用上述方案，所述石墨烯与有机半导体材料、高分子聚合物配合组成复合物，增加所述电热涂料的强度；所述石墨烯与金属氧化物、非金属氧化物配合增加所述电热涂料的耐磨性、防水性与耐高温性能，相互协调实现6-380v电源的使用，实现接受低压电源供电，保证使用安全，如采暖可采用36v以下的安全电压。

优选的，所述二氧化锡为八面体结构。

采用上述方案，二氧化锡八面体获得了比常见的二氧化锡金红石型有更高的红外反射性，降低红外的吸收，增加电热转化率，提高涂料硬度、耐磨性和防火性能。

优选的，所述电热涂料还包括2-5份基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊。

采用上述方案，所述缓蚀剂微胶囊不仅提高涂料抗老化性能，所述石墨烯卷与上述石墨烯边缘结合，极大地提高了导电率和电热转化率，还使结构更稳固，增加图层的柔韧性和机械强度。

优选的，所述基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊内的缓蚀剂为2-巯基苯并噻唑、苯并三氮唑、5，6-二甲基苯并咪唑、2-氨基嘧啶、六次甲基四胺、甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、十六胺、十八胺、吗啉或8-羟基喹啉的一种或几种任意比例组成。

采用上述方案，所述缓蚀剂能加强所述电热涂料的防腐蚀性能，所述缓蚀剂在氮原子作用下石墨烯易成卷，制备微胶囊的转化率高。

优选的，所述电热涂料还包括0.5份-3份的磁性纳米粒子。

采用上述方案，在铁基材料上涂布绝缘材料后，所述电热涂料涂布在绝缘材料上，防止电热涂料剥落。磁功能化的电热涂料与铁基材料之间的结合力会增加所述电热涂料的附着力。所述的磁性纳米粒子是磁流体，或是Fe基、Co基、Ni基和FeNiCo基中的一种合金磁性纳米粒子，或是铁氧体和钙钛矿中的一种化合物磁性纳米粒子。

本发明另一方面提供了一种电热涂料制备方法，其步骤包括：

S1、将石墨烯与高分子聚合物按照设计比例进行混合；

S2、将混合物升温至80-180℃进行充分溶解；

S3、将金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料按照设计比例加入到混合物中，持续加热搅拌10-30分钟。

采用上述方案，制备过程简单易行，设备要求简单，工业成本低廉，石墨烯易与高分子聚合物形成复合物，金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料能混合均匀。

优选的，所述电热涂料制备方法，其步骤还包括：

在S1步骤中，混合物以固定转速在高速均质机下进行分散；

优选的，所述电热涂料制备方法，其步骤还包括：

在S1步骤中，加入石墨烯时，同时将基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊按照设计比例加入到混合物中进行分散。

采用上述方案，石墨烯、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊、高分子聚合物形成复合物，石墨烯与基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊均匀连接。

优选的，所述电热涂料制备方法，其步骤还包括：

S4、将磁性纳米粒子设计比例加入到混合物中，搅拌10-20分钟。

采用上述方案，将磁性纳米粒子加入混合物中，得到充分混合。

优选的，上述步骤在涂料制备装置中完成，所述涂料制备装置包括桶体、搅拌机构、盖体、加热机构、称重机构；所述加热机构位于桶体外壁，所述盖体位于桶体上部；所述盖体呈漏斗状，所述盖体中心设置有进料口；所述称重机构、搅拌机构位于桶体上部；所述搅拌机构包括搅拌棒，所述搅拌棒通过进料口深入到桶体内部，所述搅拌棒底部设置有扇叶，所述称重机构包括计量组件、旋转组件，所述旋转组件分别与桶体、计量组件连接。

采用上述方案，所述称重机构的计量组件称量设计重量的物料，所述旋转组件旋转计量组件，将物料投入到桶盖上，物料通过进料口缓慢进入桶体内部，实现称量转移一体化，减少转移过程中物料损耗；加热机构发热传导到桶身，进而对物料进行加热；所述搅拌棒对物料进行搅拌，促进物料混合均匀。所述涂料制备装置实现称量、搅拌、加热一体化设置，通过程序的设置能实现自动化运行，大大提高了制备效率；所述涂料制备装置便于上述电热涂料微小粒径物料的混合，通过进料口缓慢加入桶体内部，便于混合均匀，防止结块。

优选的，所述计量组件设置有称量凹槽，所述称量凹槽远离搅拌棒的一端设置有挡板，另一端开口。所述称量凹槽的横切面可为且不限于半圆形、弧形、V形，矩形。

采用上述方案，称量状态下，计量组件呈水平放置，向称量凹槽内加入物料，封口端防止物料撒出；挡板上设置有显示屏和按钮，称重凹槽下设置有称重传感器，称量结果能通过显示屏显示出来，通过预先设定称量预设值，放入称重凹槽的物料达到称量预设值时结束称量，或是手动确定称量结束；称量结束时，计量组件在旋转组件的作用下向搅拌棒倾斜，物料从开口端流入盖体内。所述计量组件的设置利于物料在倾倒物料，不造成物料的浪费。

优选的，所述搅拌棒上设置有导流件，所述导流件位于扇叶与进料口之间，所述导流件、进料口、搅拌棒同轴心。更优选的，所述导流件上设置有导流槽和/或导流脊。

采用上述方案，物料进入进料口后落入导流件上，所述导流件引导物料远离搅拌棒流动，落入桶体中，便于物料分散落入桶体内，便于物料的搅拌混合。所述导流槽和/或导流脊进一步引导物料沿不同的曲线路径落入桶体内。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、电热转化率高、纳米平面发热，无衰减，耐酸碱腐蚀，可用于制备在腐蚀性强的恶劣环境中使用，使用寿命长；

2、通过石墨烯的片层结构，使纳米粒子间导电更加迅速，导电性更好，电热转化率高，使用过层中，涂布很薄的电热膜即可达到预期效果，还可增进涂膜的硬度和耐火阻燃性，消耗材料少、价格低廉，适合工业大批量生产；

3、通过石墨烯、金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体之间相互作用，相互协调实现6-380v电源的使用，实现接受低压电源供电，保证使用安全；

4、所述缓蚀剂微胶囊不仅提高涂料抗老化性能，避免涂层剥落，进而能够最大限度的防止涂层破坏导致的短路现象、延长使用寿命；

5、所述石墨烯卷与上述石墨烯边缘结合，极大地提高了电热转化率，还使结构更稳固，增加图层的柔韧性和机械强度；

6、所述磁性纳米粒子的添加，使电热涂料与铁基材料之间的结合力增强，有利于在铁基材料的表面形成结合能力更强的保护层；

7、所述电热涂料的制备方法制备过程简单易行，设备要求简单，工业成本低廉，石墨烯易与高分子聚合物形成复合物，金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料能混合均匀；

8、所述涂料制备装置便于上述电热涂料微小粒径物料的混合，提供工作效率，通过进料口缓慢加入桶体内部，便于混合均匀，防止结块；称量转移一体化，减少物料损耗；

9、所述涂料制备装置的导流件引导物料远离搅拌棒流动，落入桶体中，便于物料分散落入桶体内，便于物料的搅拌混合，防止结块。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明涂料制备装置一种实施方式的立体图；

图2为本发明涂料制备装置一种实施方式的剖视图；

附图标记说明

通过上述附图标记说明，结合本发明的实施例，可以更加清楚的理解和说明本发明的技术方案。

1、桶体；2、搅拌机构；21、搅拌棒；211、扇叶；212、导流件；3、盖体；31、进料口；4、加热机构；5、称重机构；51、计量组件；511、称量凹槽；512、挡板；5121、显示屏；5122、按钮；52、旋转组件。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实验例一

组别一：一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯m份、二氧化锡八面体10份，五氧化二锑8份、四氧化三钴3份，三氧化二铝10份、氧化锌6份、氧化钡3份、三氧化二钇3份、氧化锆4份、氧化锂3份；氧化硼5份，二氧化硅7份，二氧化碲6份；聚苯胺8份，聚吡咯8份；聚丙烯腈8份，聚酰胺8份。

组别二：一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯m份、二氧化锡红金石型10份，五氧化二锑8份、四氧化三钴3份，三氧化二铝10份、氧化锌6份、氧化钡3份、三氧化二钇3份、氧化锆4份、氧化锂3份；氧化硼5份，二氧化硅7份，二氧化碲6份；聚苯胺8份，聚吡咯8份；聚丙烯腈8份，聚酰胺8份。

检测所述电热涂料性能，参考国家标准GB/T9286-1998进行漆膜的划格试验，测得附着力0-5级，附着力依次递减；参考国家标准GB/T6737-2006利用涂膜硬度铅笔测定法，检测所述电热涂料的硬度，硬度由9B-8B-7B-6B-5B-4B-3B-2B-B-HB-F-H-2H-3H-4H-5H-6H-7H-8H-9H 逐级增加；参考国家标准GB/T1410-2006测量所述电热涂料的体积电阻率；根据国家标准 GB/T14907-2018的方法检测涂膜的耐火时间。

表1石墨烯含量、二氧化锡晶型对涂料性能的影响

在实验例一中，申请人经过十次平行实验(根据重量比取不同的重量)，获得的实验数据(如表1所示)，通过组别一1-5或组别二1-5验证了石墨烯能增加所述电热涂料的导电性能、硬度、附着力、耐火性能；通过组别一与组别二的对比，验证了用二氧化锡八面体代替常用的二氧化锡金红石型能提高涂料硬度、导电性能、耐火性能。

实验例二

一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯5份、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊 n份、二氧化锡八面体10份、五氧化二锑8份、四氧化三钴3份，三氧化二铝10份、氧化锌6份、氧化钡3份、三氧化二钇3份、氧化锆4份、氧化锂3份；氧化硼5份，二氧化硅 7份，二氧化碲6份；聚苯胺8份，聚吡咯8份；聚丙烯腈8份，聚酰胺8份。所述基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊使用5L 8-羟基喹啉过饱和溶液与5g氧化石墨烯采用公开号为 CN106904603A的方法制备而成。

检测所述电热涂料性能，结果如表2所示。参考国家标准GB/T1865-2009进行人工气候老化试验，按GB/T1766-2008涂层老化的评级方法中的粉化、变色等级0-5，程度依次增大；参考国家标准GB/T 10834-2008进行耐盐水性试验，按GB/T1766-2008涂层老化的评级方法中的起泡、脱落等级0-5，程度依次增大。

表2基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊的含量对涂料性能的影响

在实验例二中，申请人经过十次平行实验(根据重量比取不同的重量)，获得的实验数据(如表2所示)，通过组别三1-6的对比，验证了基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊内的缓蚀剂的添加，使所述电热涂料具有更好的耐腐蚀性、防老化性能和导电性能。

在随后的实验中，申请人试图验证石墨烯卷对涂料性能的有益影响，按照上述实验中的涂料组分，去除石墨烯成分，再次进行实验，具体操作如下。

一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊n份、二氧化锡八面体10份、五氧化二锑8份、四氧化三钴3份，三氧化二铝10份、氧化锌6份、氧化钡3份、三氧化二钇3份、氧化锆4份、氧化锂3份；氧化硼5份，二氧化硅7份，二氧化碲6份；聚苯胺8份，聚吡咯8份；聚丙烯腈8份，聚酰胺8份。所述基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊使用5L 8-羟基喹啉过饱和溶液与5g氧化石墨烯采用公开号为CN106904603A的方法制备而成。

申请人经过十次平行实验(根据重量比取不同的重量)，实验结果如表3所示。

表3添加石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊对涂料性能的影响

根据表3结果，申请人意外发现，在涂料组分中不含石墨烯组分的情况下，加入石墨烯卷的缓蚀剂胶囊不仅不会提高涂料的性能，甚至在石墨烯卷的缓蚀剂胶囊加入量过大后，还会对涂料的粉化指标产生不利影响(如序号6、7组实验结果)。因此，基于本发明提供的涂料组分，只有在加入石墨烯组分的情况下，再加入石墨烯卷的缓蚀剂胶囊才能对涂料性能产生有益影响。

实验例三

一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯5份、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊 3份、磁流体x份、二氧化锡八面体10份，五氧化二锑8份、四氧化三钴3份，三氧化二铝10份、氧化锌6份、氧化钡3份、三氧化二钇3份、氧化锆4份、氧化锂3份；氧化硼 5份，二氧化硅7份，二氧化碲6份；聚苯胺8份，聚吡咯8份；聚丙烯腈8份，聚酰胺8 份。所述基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊使用5L的8-羟基喹啉过饱和溶液与5g氧化石墨烯采用公开号为CN106904603A的方法制备而成。

组别四：按上述配比制备的电热涂料涂布在金属材料表面的绝缘层上；

组别五：按上述配比制备的电热涂料涂布在非金属材料表面上；

表4磁性纳米粒子的含量对涂料性能的影响

序列项目	x值	附着力(级)
			组别四1	0	3
组别四2	0.1	3
			组别四3	0.5	2
组别四4	3	2
			组别四5	5	2
组别四6	7	2
			组别五1	0	3
组别五2	0.1	3
			组别五3	0.5	3
组别五4	3	3
			组别五5	5	3
组别五6	7	3

在实验例三中，申请人经过十次平行实验(根据重量比取不同的重量)，获得的实验数据(如表4所示)，通过组别四和组别五的对比，验证了磁性纳米粒子的添加，在涂布绝缘材料的金属制品上，有更好的附着力。

实施例一

一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯0.1g、二氧化锡八面体8g，五氧化二锑4g、四氧化三钴3g，三氧化二铝4g、氧化锌7g、氧化钡5g、三氧化二钇5g、氧化锂 4g；氧化硼1g，二氧化硅2g，二氧化碲2g；聚苯胺2g，聚吡咯3g；聚丙烯腈2g，聚酰胺 3g。

实施例二

一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯5g、二氧化锡八面体10g，五氧化二锑8g、四氧化三钴3g，三氧化二铝10g、氧化锌6g、氧化钡3g、三氧化二钇3g、氧化锆 4g、氧化锂3g；氧化硼5g，二氧化硅7g，二氧化碲6g；聚苯胺8g，聚吡咯8g；聚丙烯腈 8g，聚酰胺8g。

实施例三

一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯5g、二氧化锡八面体14g，五氧化二锑9g、四氧化三钴5g，三氧化二铝9g、氧化锌4g、氧化钡6g、三氧化二钇4g、氧化锆6g、氧化锂3g；氧化硼6g，二氧化硅8g，二氧化碲6g；聚苯胺15g，聚吡咯5g；聚丙烯腈5g，聚酰胺15g。

对比例一

参考公开号为CN104327554A公开的一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：二氧化锡红金石型10g，五氧化二锑8g、四氧化三钴3g，三氧化二铝10g、氧化锌6g、氧化钡3g、三氧化二钇3g、氧化锆4g、氧化锂3g；氧化硼5g，二氧化硅7g，二氧化碲6g；聚苯胺8g，聚吡咯8g；聚丙烯腈8g，聚酰胺8g。

实施例四

检测所述电热涂料性能，参考国家标准GB/T9286-1998进行漆膜的划格试验，测得附着力0-5级，附着力依次递减；参考国家标准GB/T6737-2006利用涂膜硬度铅笔测定法，检测所述电热涂料的硬度，硬度由9B-8B-7B-6B-5B-4B-3B-2B-B-HB-F-H-2H-3H-4H-5H-6H-7H-8H-9H 逐级增加；参考国家标准GB/T1410-2006测量所述电热涂料的体积电阻率；根据国家标准 GB/T14907-2018的方法检测涂膜的耐火时间。

表5实施例一至三与对比例一制备的电热涂料性能对比

序列项目	附着力(级)	硬度	体积电阻率(Ω·m)	耐火时间(min)
					实施例一	3	5H	10<sup>4</sup>	111
实施例二	3	5H	10<sup>4</sup>	124
					实施例三	2	6H	10<sup>3</sup>	132
对比例一	4	3H	10<sup>6</sup>	87

申请人经过十次平行实验，获得的实验数据，如表5所示，验证了采用上述方案，利用所述电热涂料涂布生成具有导电、发热功能的电热涂层，电热转化率高、纳米平面发热，无衰减。其中，石墨烯的片层结构起到桥梁的作用，使纳米粒子间导电更加迅速，导电性更好，使用过层中，涂布很薄的电热膜即可达到预期效果，还可增进涂膜的硬度和耐火阻燃性；二氧化锡八面体提高电热涂层的硬度、导电性能、耐火性能。

实施例五

一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯0.1g、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊 2g、二氧化锡八面体24g、五氧化二锑2g、四氧化三钴2g，三氧化二铝2g、氧化锌2g、氧化钡2g、三氧化二钇2g、氧化锆2g、氧化锂2g；氧化硼0.5g，二氧化硅1.5g，二氧化碲 3g；聚苯胺0.5g，聚吡咯4.5g；聚丙烯腈0.5g，聚酰胺4.5g。所述基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊使用5L的8-羟基喹啉过饱和溶液与5g氧化石墨烯采用公开号为CN106904603A的方法制备而成。

实施例六

一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯2g、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊 3g、二氧化锡八面体10g、五氧化二锑12g、四氧化三钴6g，三氧化二铝2g、氧化锌9g、氧化钡6g、三氧化二钇2g、氧化锂3g；氧化硼4g，二氧化硅2g，二氧化碲8g；聚苯胺17.5g，聚吡咯0.5g；聚丙烯腈17.5g，聚酰胺0.5g。所述基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊使用5L的 8-羟基喹啉过饱和溶液与5g氧化石墨烯采用公开号为CN106904603A的方法制备而成。

实施例七

一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯5g、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊 5g、二氧化锡八面体11g、五氧化二锑2g、四氧化三钴2g，三氧化二铝17g、氧化锌2g、氧化钡2g、三氧化二钇6g、氧化锆12g、氧化锂6g；氧化硼6g，二氧化硅10g，二氧化碲 4g；聚苯胺2g，聚吡咯18g；聚丙烯腈2g，聚酰胺18g。所述基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊使用5L的8-羟基喹啉过饱和溶液与5g氧化石墨烯采用公开号为CN106904603A的方法制备而成。

实施例八

检测所述电热涂料性能，参考国家标准GB/T1865-2009进行人工气候老化试验，按GB/T1766-2008涂层老化的评级方法中的粉化、变色等级0-5，程度依次增大；参考国家标准GB/T 10834-2008进行耐盐水性试验，按GB/T1766-2008涂层老化的评级方法中的起泡、脱落等级0-5，程度依次增大。

表6实施例五至七与对比例一制备的电热涂料性能对比

申请人经过十次平行实验，获得的实验数据，如表6所示，验证了采用上述方案，所述缓蚀剂微胶囊与石墨烯能提高电热涂料的导电性和电热转化率，利用有机缓蚀剂加强电热涂料的防腐蚀、抗老化性能，使电热涂料不易脱落，进而能够最大限度的防止涂层破坏导致的短路现象、延长使用寿命。

实施例九

一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯0.1g、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊 2g、磁流体0.5g、二氧化锡八面体8g，五氧化二锑4g、四氧化三钴6g，三氧化二铝7g、氧化锌3g、氧化钡4g、三氧化二钇3g、氧化锆1g、氧化锂4g；氧化硼2.5g，二氧化硅1.5g，二氧化碲1g；聚苯胺4.5g，聚吡咯0.5g；聚丙烯腈4.5g，聚酰胺0.5g。所述基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊使用5L的8-羟基喹啉过饱和溶液与5g氧化石墨烯采用公开号为 CN106904603A的方法制备而成。

实施例十

一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯2g、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊 3g、磁流体1g、二氧化锡八面体20g，五氧化二锑3g、四氧化三钴4g，三氧化二铝3g、氧化锌5g、氧化钡5g、三氧化二钇5g、氧化锂5g；氧化硼2g，二氧化硅5g，二氧化碲5g；聚苯胺9g，聚吡咯10g；聚丙烯腈9g，聚酰胺10g。所述基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊使用5L的8-羟基喹啉过饱和溶液与5g氧化石墨烯采用公开号为CN106904603A的方法制备而成。

实施例十一

一种电热涂料，包括以下按重量计的原料：石墨烯5g、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊 5g、磁流体3g、二氧化锡八面体9g，五氧化二锑2g、四氧化三钴3g，三氧化二铝21g、氧化锌8g、氧化钡2g、三氧化二钇4g、氧化锆5g、氧化锂6g；氧化硼3g，二氧化硅10g，二氧化碲7g；聚苯胺18g，聚吡咯2g；聚丙烯腈18g，聚酰胺2g。所述基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊使用5L的8-羟基喹啉过饱和溶液与5g氧化石墨烯采用公开号为CN106904603A 的方法制备而成。

实施例十二

按配比制备的电热涂料涂布在金属材料表面的绝缘层上；检测所述电热涂料性能，参考国家标准GB/T9286-1998进行漆膜的划格试验，测得附着力0-5级，附着力依次递减。

表7实施例九至十一与对比例一制备的电热涂料性能对比

申请人经过十次平行实验，获得的实验数据，如表7所示，验证了采用上述方案，所述电热涂料适合涂布在铁基材料上，所述磁性纳米粒子增加附着力，防止电热涂料剥落。

实验例十二

一种电热涂料制备方法，其步骤包括：

S1、将石墨烯与高分子聚合物按照设计比例进行混合；

S2、将混合物升温至120℃进行充分溶解；

S3、将金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料按照设计比例加入到混合物中，持续加热搅拌30分钟。

采用上述方案，制备过程简单易行，设备要求简单，工业成本低廉，石墨烯易与高分子聚合物形成复合物，金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料能混合均匀。

实施例十三

一种电热涂料制备方法，其步骤包括：

S1、将石墨烯、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊与高分子聚合物按照设计比例进行混合，并以固定转速在高速均质机下进行分散；

S2、将混合物升温至90℃进行充分溶解；

S3、将金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料按照设计比例加入到混合物中，持续加热搅拌20分钟。

采用上述方案，制备过程简单易行，设备要求简单，工业成本低廉，石墨烯、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊易与高分子聚合物形成复合物，金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料能混合均匀。

实施例十四

一种电热涂料制备方法，其步骤包括：

S1、将石墨烯、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊与高分子聚合物按照设计比例进行混合，并以固定转速在高速均质机下进行分散；

S2、将混合物升温至90℃进行充分溶解；

S3、将金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料按照设计比例加入到混合物中，持续加热搅拌20分钟。

S4、将磁性纳米粒子设计比例加入到混合物中，搅拌15分钟。

采用上述方案，制备过程简单易行，设备要求简单，工业成本低廉，石墨烯、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊易与高分子聚合物形成复合物，金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料、磁性纳米粒子能混合均匀。

实施例十五

参考图1和图2，本发明提供了一种涂料制备装置，用于对电热涂料进行制备，所述涂料制备装置包括桶体1、搅拌机构2、盖体3、加热机构4、称重机构5；所述加热机构4位于桶体1外壁，所述盖体3位于桶体1上部；所述盖体3呈漏斗状，所述盖体3中心设置有进料口31；所述称重机构5、搅拌机构2位于桶体1上部；所述搅拌机构2包括搅拌棒21，所述搅拌棒21通过进料口31深入到桶体1内部，所述搅拌棒21底部设置有扇叶211，所述称重机构5包括计量组件51、旋转组件52，所述旋转组件52分别与桶体1、计量组件 51连接。

电热涂料的制备步骤S1中，可将石墨烯、基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊与高分子聚合物在称重机构5上称重，并按照设计比例进行混合，随后通过进料口31缓慢加入桶体1内部，搅拌棒21对物料进行搅拌。

采用上述方案，所述称重机构5的计量组件51称量设计重量的物料，将物料投入到桶盖上，物料通过进料口31缓慢进入桶体1内部，实现称量转移一体化，减少转移过程中物料损耗。

电热涂料的制备步骤S2中，通过加热机构4将混合物升温至90℃进行充分溶解。

电热涂料的制备步骤S3中，将金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料按照设计比例加入到混合物中，持续加热搅拌20分钟。

电热涂料的制备步骤S4中，将磁性纳米粒子设计比例加入到混合物中，搅拌15分钟。

所述加热机构4发热传导到桶身，进而对物料进行加热；所述搅拌棒21对物料进行搅拌，促进物料混合均匀。

所述涂料制备装置实现称量、搅拌、加热一体化设置，通过程序的设置能实现自动化运行，大大提高了制备效率；所述涂料制备装置便于上述电热涂料微小粒径物料的混合，通过进料口31缓慢加入桶体1内部，便于混合均匀，防止结块。

在本发明中的一个优选实施方式中，所述计量组件51设置有称量凹槽511，所述称量凹槽511远离搅拌棒21的一端设置有挡板512，另一端开口。所述称量凹槽511的横切面为半圆形。

采用上述方案，称量状态下，计量组件51呈水平放置，向称量凹槽511内加入物料，封口端防止物料撒出；挡板512上设置有显示屏5121和按钮5122，称重凹槽下设置有称重传感器，称量结果能通过显示屏5121显示出来，通过预先设定称量预设值，放入称重凹槽的物料达到称量预设值时结束称量，或是手动确定称量结束；称量结束时，计量组件51在旋转组件52的作用下向搅拌棒21倾斜，物料从开口端流入盖体3内。所述计量组件51的设置利于物料在倾倒物料，不造成物料的浪费。

在本发明中的一个优选实施方式中，所述搅拌棒21上设置有导流件212，所述导流件 212位于扇叶211与进料口31之间，所述导流件212、进料口31、搅拌棒21同轴心。

采用上述方案，物料进入进料口31后落入导流件212上，所述导流件212引导物料远离搅拌棒21流动，落入桶体1中，便于物料分散落入桶体1内，便于物料的搅拌混合。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电热涂料，其特征在于，包括以下按重量计的原料：石墨烯0.1-5份、金属氧化物40-60份、非金属氧化物5-20份、有机半导体材料5-20份、高分子聚合物5-20份；所述金属氧化物由二氧化锡、五氧化二锑、四氧化三钴、三氧化二铝、氧化锌、氧化钡、三氧化二钇、氧化锆、氧化锂、二氧化钛、二氧化锰的一种或几种组成；所述非金属氧化物由氧化硼、二氧化硅、二氧化碲的一种或几种组成；所述的有机半导体材料由聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚对苯撑的一种或几种组成；所述的高分子聚合物由聚丙烯腈、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯的一种或几种组成。

2.根据权利要求1所述的电热涂料，其特征在于，所述的金属氧化物由以下按重量计的原料组成：二氧化锡8-24份，五氧化二锑2-12份、四氧化三钴2-6份，三氧化二铝2-21份、氧化锌2-9份、氧化钡2-6份、三氧化二钇2-6份、氧化锆0-12份、氧化锂2-6份；所述的非金属氧化物由以下按重量计的原料组成：氧化硼0.5-6份，二氧化硅1.5-10份，二氧化碲1-8份；所述的有机半导体材料由以下按重量计的原料组成：聚苯胺0.5-18份，聚吡咯0.5-18份；所述的高分子聚合物由以下按重量计的原料组成：聚丙烯腈0.5-18份，聚酰胺0.5-18份。

3.根据权利要求1或2所述的电热涂料，其特征在于，所述石墨烯、金属氧化物、非金属氧化物的粒径均小于8微米。

4.根据权利要求3所述的电热涂料，其特征在于，所述二氧化锡为八面体结构。

5.根据权利要求4所述的电热涂料，其特征在于，所述电热涂料还包括2-5份基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊。

6.根据权利要求5所述的电热涂料，其特征在于，所述基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊内的缓蚀剂为2-巯基苯并噻唑、苯并三氮唑、5，6-二甲基苯并咪唑、2-氨基嘧啶、六次甲基四胺、甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、十六胺、十八胺、吗啉或8-羟基喹啉的一种或几种任意比例组成。

7.根据权利要求4或5所述的电热涂料，其特征在于，所述电热涂料还包括0.5-3份的磁性纳米粒子。

8.一种如权利要求2所述的电热涂料制备方法，其特征在于，步骤包括：

S1、将石墨烯与高分子聚合物按照设计比例进行混合；

S2、将混合物升温至80-180℃进行充分溶解；

S3、将金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料按照比例加入到混合物中，搅拌10-30分钟。

9.一种如权利要求5所述的电热涂料制备方法，其特征在于，步骤包括：

S1、将石墨烯与高分子聚合物按照设计比例进行混合；

S2、将混合物升温至80-180℃进行充分溶解；

S3、将金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料按照比例加入到混合物中，搅拌10-30分钟；

在S1步骤中，加入石墨烯时，同时将基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊按照比例加入到混合物中进行分散。

10.一种如权利要求7所述的电热涂料制备方法，其特征在于，步骤包括：

S1、将石墨烯与高分子聚合物按照设计比例进行混合；

S2、将混合物升温至80-180℃进行充分溶解；

S3、将金属氧化物、非金属氧化物、有机半导体材料按照比例加入到混合物中，搅拌10-30分钟；

S4、将磁性纳米粒子按比例加入到混合物中，搅拌10-20分钟；

在S1步骤中，加入石墨烯时，同时将基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊按照比例加入到混合物中进行分散。