CN111732863A - 复合材料及其制备方法、导电发热涂料和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料领域，具体公开了一种复合材料及其制备方法、导电发热涂料和应用，所述复合材料包括以下的原料：第一导电填料、第二导电填料、成膜剂、胶粘剂、消泡剂、增稠剂与水，第一导电填料与第二导电填料均是碳系导电材料。本发明提供的复合材料具有优异的导电发热性能，通过原料的合理配伍并结合一定的加工方式制备出分散均匀、粉体材料不成团、在不同基体上均可涂敷均匀且不易掉层、环保节能、成本较低、具有优异导电发热性能的复合材料；而提供的制备方法适合工业化生产，制备的复合材料在接入低伏电压后能迅速升温至所需温度，解决了现有发热涂料存在无法在价格低廉的基础上保证材料分散均匀性的问题，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体是一种复合材料及其制备方法、导电发热涂料和应用。
背景技术
随着科技的不断发展，各行业对功能性涂料的需求也在逐渐增大。其中，发热涂料作为其中一种新型功能性涂料，主要原理是将发热涂料涂敷在基体上，通过导电将电能转化为热能实现供暖，与传统的上供下回垂直式串联供暖方式相比，在维修、维护和改造供暖系统方面具有人力和资金投入优势，因此发热涂料在建筑行业、电器加工以及其他有相关热能需求领域都有巨大的发展潜力。
目前，现有的发热涂料大多以硅酸盐和有机高分子聚合物做粘结剂，并以炭黑、石墨、金属或金属氧化物材料作为导电发热材料制成。但是，以上的技术方案在实际使用时存在以下不足：现有发热涂料中，釆用贵重金属、合成树脂和各种助剂为原料，经机械搅拌制成的发热涂料的发热性能不佳，价格较高，其实际可以使用的范围非常有限；而且采用碳系导电材料包括导电炭黑、石墨、碳纤维和石墨烯等材料制备的发热涂料价格低廉，但是分散性较差，降低了发热涂料涂覆在基体上的附着力和均一性，进而影响了导电发热性能，甚至会导致涂层开裂。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种复合材料，以解决上述背景技术中提出的现有发热涂料存在无法在价格低廉的基础上保证材料分散均匀性的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种复合材料，按照质量百分比计包括以下的原料：第一导电填料5-60%、第二导电填料0-25%、成膜剂0-3%、胶粘剂0.1-20%、消泡剂0.1-0.5%、增稠剂0.1-1%，余量为水；其中，所述第一导电填料与所述第二导电填料均采用碳系导电材料。
作为本发明进一步的方案：所述复合材料按照质量百分比计包括以下的原料：第一导电填料5-50%、第二导电填料0-10%、成膜剂0-2%、胶粘剂2-10%、消泡剂0.1-0.5%、增稠剂0.2-0.5%，余量为水。
作为本发明再进一步的方案：所述第一导电填料包括碳纳米管、石墨烯、碳纤维或石墨的任意一种或几种；所述第二导电填料包括碳纤维、石墨或炭黑的任意一种或几种。
作为本发明再进一步的方案：所述第二导电填料的粒径尺寸大于所述第一导电填料的粒径尺寸，通过所述第二导电填料优先选用粒径尺寸比所述第一导电填料更大的碳系导电材料，可以有效提高所述复合材料在导电发热时的均匀性。具体的，所述第一导电填料优先选用粉末目数或微观尺寸较小的碳系导电材料，保证所述第一导电填料能够均匀分散，且与其他助剂完全作用，达到涂覆均匀、导电和发热均匀的效果，同时，可以通过较大尺寸的所述第二导电填料在超声、混合及涂覆过程中搭建大致的导电网格构架，再由所述第一导电填料的参与来将所述第二导电填料之间的孔隙进行填充，在所述复合材料通电工作过程中，导电路径更加贯通，发热范围也更加致密。
作为本发明再进一步的方案：所述成膜剂为树脂、乳液或可分散性乳胶粉中的任意一种或几种。
作为本发明再进一步的方案：所述成膜剂包括丙烯酸树脂及其乳液、酚醛树脂及其乳液、聚氨酯树脂及其乳液、带有固化剂的环氧树脂及其乳液、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉或醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉中的任意一种或几种。通过加入所述成膜剂，促使所述复合材料具有涂覆均匀、成膜速度快、不易剥离基体等稳定特性。
作为本发明再进一步的方案：所述胶粘剂包括丁苯橡胶或羧甲基纤维素钠中的任意一种或几种。所述胶粘剂起到连接导电填料和其他助剂的功效，对所述复合材料粘结性起到关键作用。
作为本发明再进一步的方案：所述消泡剂包括硅类消泡剂、聚醚类消泡剂、聚酯类消泡剂或高碳醇消泡剂的任意一种或几种。
作为本发明再进一步的方案：所述消泡剂包括有机硅类消泡剂（聚二甲基硅氧烷）、硅类消泡剂、聚醚改性硅、聚酯类消泡剂或高碳醇消泡剂的一种或几种。通过加入所述消泡剂，避免在制备过程中产生气泡。
作为本发明再进一步的方案：所述增稠剂为纤维素类增稠剂，例如，羧甲基纤维素钠或羟甲基纤维素钠。通过加入所述增稠剂，提高所述复合材料的粘度，使所述复合材料保持均匀且稳定的流体状态。
本发明实施例的另一目的在于提供一种复合材料的制备方法，所述的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按比例称取增稠剂和水，将称取的水均分为两份，将所述增稠剂加入至其中一份水中进行混合均匀，得到第一混合料；
2）按比例称取第二导电填料与第一导电填料并依次加入至另外一份水中进行分散均匀，然后进行研磨，得到第二混合料；
3）将所述第一混合料与所述第二混合料进行高速机械搅拌混合，然后按比例称取成膜剂、胶粘剂与消泡剂进行依次加入，机械搅拌分散至完全分散均匀（此时浆料柔滑，无颗粒感），得到所述复合材料；当所述复合材料通过不同方式涂覆在基体上，干燥后涂层表面光滑、不粗糙、无裂痕，性能稳定。
作为本发明再进一步的方案：在所述复合材料的制备方法中，所述混合均匀是进行机械搅拌直至增稠剂完全溶解于水中，所述机械搅拌的转速范围均为700-2400rmp。
作为本发明再进一步的方案：在所述复合材料的制备方法中，具体的，所述依次加入至另外一份水中进行分散均匀是将称取的水均分后的另外一份水中先加入所述第二导电填料进行超声，直至分散均匀，再加入所述第一导电填料进行超声，直至分散均匀。
作为本发明再进一步的方案：在所述复合材料的制备方法中，所述超声的时间范围为0.5-2h。
作为本发明再进一步的方案：在所述复合材料的制备方法中，所述研磨是进行研磨至溶液内无明显颗粒，所述研磨的时间范围为l-5h。
本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述的复合材料的制备方法制备得到的复合材料。
本发明实施例的另一目的在于提供一种导电发热涂料，部分或全部包含上述的复合材料。
本发明实施例的另一目的在于提供一种所述的导电发热涂料在建筑构件发热供暖中的应用。
作为本发明再进一步的方案：所述建筑构件可以是楼（屋）面、墙体、柱子、基础等，具体的，在所述的导电发热涂料在建筑构件发热供暖中的应用中，所述导电发热涂料在安全电压36V内可直接升至500℃，所述导电发热涂料使用用途广泛，可涂覆在不同基质的平面上，因此可以用于建筑领域，包括墙体发热供暖、地板发热供暖以及桑拿房的搭建。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的复合材料具有优异的导电发热性能，所述复合材料在集合碳系导电材料的优点的同时，通过确定碳系导电材料的添加比例，以及一定的加工方式，制备出分散均匀、粉体材料不成团、在不同基体上均可涂敷均匀且不易掉层、环保节能、成本较低、具有优异导电发热性能的导电发热涂料，所述导电发热涂料应用范围广泛，可用于建筑施工，或其他需要热能烘干的装置，又或其他家用、工业电器内部装置中，实现低耗能高热量的传递；而提供的制备方法适合工业化生产，制备的复合材料在接入低伏电压后能够迅速升温至所需温度，在安全电压36V内甚至可直接升至500℃，使用用途广泛，可涂覆在不同基质的平面上，因此可以用于建筑涂料领域，和传统发热方式对比更具有一定的优势，解决了现有发热涂料存在无法在价格低廉的基础上保证材料分散均匀性的问题，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的发热导电涂料成膜后涂层表面放大400倍得到的微观图像。
图2为本发明实施例2制备的发热导电涂料成膜后涂层表面放大400倍得到的微观图像。
图3为本发明实施例3制备的发热导电涂料成膜后涂层表面放大400倍得到的微观图像。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种导电发热涂料，包括以下的原料：第一导电填料50千克、第二导电填料11千克、成膜剂0.25千克、胶粘剂0.25千克、消泡剂0.1千克、增稠剂0.15千克，余量为水，其中，所述水的用量为加水至原料总重量达到100千克；其中，所述第一导电填料是石墨烯；所述第二导电填料是石墨，所述成膜剂是丙烯酸树脂乳液，所述胶粘剂是丁苯橡胶，所述消泡剂是聚二甲基硅氧烷，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
在本发明实施例中，所述的导电发热涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取上述增稠剂和水，将称取的水均分为两份，将所述增稠剂加入至其中一份水中进行混合均匀，所述混合均匀是进行机械搅拌直至增稠剂完全溶解于水中，得到第一混合料；
2）称取第二导电填料与第一导电填料，将称取的水均分后的另外一份水中先加入所述第二导电填料进行超声，直至分散均匀，再加入所述第一导电填料进行超声，直至分散均匀，然后进行研磨，得到第二混合料；其中，所述超声的时间为1h，所述研磨是进行研磨至溶液内无明显颗粒，所述研磨的时间为4h；
3）将所述第一混合料与所述第二混合料进行高速机械搅拌混合，直至分散均匀，其中转速在lOOOrpm，分散时间为2h，然后按比例称取成膜剂、胶粘剂与消泡剂进行依次加入，机械搅拌分散至完全分散均匀（此时浆料柔滑，无颗粒感），其中，转速为1800rmp，分散时间为1h，得到所述导电发热涂料。
在本实施例中，获得的导电发热涂料的浆料呈柔滑状，无颗粒感，当所述导电发热涂料通过不同方式涂覆在基体上，干燥后涂层表面光滑不粗糙，性能稳定。
实施例2
一种导电发热涂料，包括以下的原料：第一导电填料40千克、第二导电填料24千克、成膜剂1千克、胶粘剂5千克、消泡剂0.3千克、增稠剂0.4千克，余量为水，其中，所述水的用量为加水至原料总重量达到100千克；其中，所述第一导电填料是碳纤维；所述第二导电填料是石墨，所述成膜剂是聚氨酯树脂乳液，所述胶粘剂是丁苯橡胶，所述消泡剂是聚醚改性硅，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
在本发明实施例中，所述的导电发热涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取上述增稠剂和水，将称取的水均分为两份，将所述增稠剂加入至其中一份水中进行混合均匀，所述混合均匀是进行机械搅拌直至增稠剂完全溶解于水中，转速为lOOOrpm，得到第一混合料；
2）称取第二导电填料与第一导电填料，将称取的水均分后的另外一份水中先加入所述第二导电填料进行超声，直至分散均匀，再加入所述第一导电填料进行超声，直至分散均匀，然后进行研磨，得到第二混合料；其中，所述超声的时间为1.5h，所述研磨是进行研磨至溶液内无明显颗粒，所述研磨的时间为3h；
3）将所述第一混合料与所述第二混合料进行高速机械搅拌混合，直至分散均匀，其中转速在l2OOrpm，分散时间为2h，然后按比例称取成膜剂、胶粘剂与消泡剂进行依次加入，机械搅拌分散至完全分散均匀（此时浆料柔滑，无颗粒感），其中，转速为2000rmp，分散时间为1h，得到所述导电发热涂料。
在本实施例中，获得的导电发热涂料的浆料柔滑且均匀，无颗粒感，当所述导电发热涂料通过涂布机涂布于PET（Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯）膜基体上时，经过烘箱烘干，涂层表面平滑无断层，且不易掉粉，不易出现裂痕；在基底上涂敷尺寸90×140mm尺寸，在140mm的边粘贴宽10-20mm电极，通36V电压，10s内温度可达到500℃，此时工作中的涂层发热均匀，涂层未出现裂痕，说明该实施例导电发热涂料各方面性能优异且稳定。
实施例3
一种导电发热涂料，包括以下的原料：第一导电填料30千克、成膜剂2千克、胶粘剂15千克、消泡剂0.5千克、增稠剂0.4千克，余量为水，其中，所述水的用量为加水至原料总重量达到100千克；其中，所述第一导电填料是碳纳米管；所述成膜剂是酚醛树脂乳液，所述胶粘剂是羧甲基纤维素钠10千克与丁苯橡胶5千克，所述消泡剂是聚酯类消泡剂，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
在本发明实施例中，所述的导电发热涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取上述增稠剂和水，将称取的水均分为两份，将所述增稠剂加入至其中一份水中进行混合均匀，所述混合均匀是进行机械搅拌直至增稠剂完全溶解于水中，转速在9OOrpm，得到第一混合料；
2）称取第一导电填料，将称取的水均分后的另外一份水中加入所述第一导电填料进行超声，直至分散均匀，然后进行研磨，得到第二混合料；其中，所述超声的时间为0.5h，所述研磨是进行研磨至溶液内无明显颗粒，所述研磨的时间为2h；
3）将所述第一混合料与所述第二混合料进行高速机械搅拌混合，直至分散均匀，其中转速在l1OOrpm，分散时间为2h，然后按比例称取成膜剂、胶粘剂与消泡剂进行依次加入，机械搅拌分散至完全分散均匀（此时浆料柔滑，无颗粒感），其中，转速为2200rmp，分散时间为1h，得到所述导电发热涂料。
在本实施例中，获得的导电发热涂料的浆料柔滑、均匀、无颗粒感，所述导电发热涂料可用于家庭供暖建筑涂料方面，通过滚涂的方式，在已经做好墙面修补和打磨的墙壁上划分区域，在区域两侧粘贴导电金属胶带，将发热涂料涂刷在区域内，一共刷涂两遍，两次间隔之间需待上一次涂刷层完全变干，所述导电发热涂料易上墙面，涂敷效果平整，无明显颗粒感；通过在墙上涂敷500×2000mm尺寸大小的导电发热涂料，于2000mm边布下宽10-40mm电极，通36V电压，温度1min内即可达到80℃。
实施例4
与实施例1相比，除了所述增稠剂为羟甲基纤维素钠外，其他与实施例1相同。
实施例5
与实施例3相比，除了所述第一导电填料为碳纳米管、石墨烯、碳纤维与石墨，且碳纳米管、石墨烯、碳纤维与石墨按照重量比为1:1:1:1外，其他与实施例3相同。
实施例6
与实施例3相比，除了所述第一导电填料为碳纳米管、石墨烯与石墨，且碳纳米管、石墨烯与石墨按照重量比为2:1:1外，其他与实施例3相同。
实施例7
与实施例1相比，除了所述第二导电填料是碳纤维、石墨与炭黑，且碳纤维、石墨与炭黑按照重量比为1:1:1外，其他与实施例1相同。
实施例8
与实施例1相比，除了所述第二导电填料是石墨与炭黑，且石墨与炭黑按照重量比为1:3外，其他与实施例1相同。
实施例9
与实施例3相比，除了所述成膜剂是丙烯酸树脂与酚醛树脂，且丙烯酸树脂与酚醛树脂按照重量比为1:3外，其他与实施例3相同。
实施例10
与实施例3相比，除了所述成膜剂是丙烯酸树脂乳液、酚醛树脂乳液与聚氨酯树脂乳液，且丙烯酸树脂乳液、酚醛树脂乳液与聚氨酯树脂乳液按照重量比为1:1:3外，其他与实施例3相同。
实施例11
与实施例3相比，除了所述成膜剂是酚醛树脂乳液、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉，且酚醛树脂乳液、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉按照重量比为1:1:1外，其他与实施例3相同。
实施例12
与实施例3相比，除了所述成膜剂是丙烯酸树脂、酚醛树脂乳液、聚氨酯树脂乳液、带有固化剂的环氧树脂乳液、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉，且丙烯酸树脂、酚醛树脂乳液、聚氨酯树脂乳液、带有固化剂的环氧树脂乳液、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉按照重量比为1:1:1:1:1:1:1外，其他与实施例3相同。
实施例13
与实施例3相比，除了所述消泡剂是聚二甲基硅氧烷外，其他与实施例3相同。
实施例14
与实施例3相比，除了所述消泡剂是硅类消泡剂外，其他与实施例3相同。
实施例15
与实施例3相比，除了所述消泡剂是聚醚改性硅外，其他与实施例3相同。
实施例16
与实施例3相比，除了所述消泡剂是高碳醇消泡剂外，其他与实施例3相同。
实施例17
与实施例3相比，除了所述消泡剂是聚二甲基硅氧烷与高碳醇消泡剂，且聚二甲基硅氧烷与高碳醇消泡剂按照重量比为1:1外，其他与实施例3相同。
实施例18
与实施例1相比，除了所述第二导电填料的粒径尺寸大于所述第一导电填料的粒径尺寸外，其他与实施例1相同。
实施例19
一种复合材料，包括以下的原料：第一导电填料60千克、第二导电填料0.01千克、成膜剂0.01千克、胶粘剂0.1千克、消泡剂0.1千克、增稠剂0.1千克，余量为水，其中，所述水的用量为加水至原料总重量达到100千克；其中，所述第一导电填料是碳纳米管；所述第二导电填料是石墨，所述第二导电填料的粒径尺寸大于所述第一导电填料的粒径尺寸，所述成膜剂是酚醛树脂乳液，所述胶粘剂是丁苯橡胶，所述消泡剂是聚二甲基硅氧烷，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
在本发明实施例中，所述的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取上述增稠剂和水，将称取的水均分为两份，将所述增稠剂加入至其中一份水中进行混合均匀，所述混合均匀是进行机械搅拌直至增稠剂完全溶解于水中，得到第一混合料；
2）称取第二导电填料与第一导电填料，将称取的水均分后的另外一份水中先加入所述第二导电填料进行超声，直至分散均匀，再加入所述第一导电填料进行超声，直至分散均匀，然后进行研磨，得到第二混合料；其中，所述超声的时间范围为0.5h，所述研磨是进行研磨至溶液内无明显颗粒，所述研磨的时间范围为lh；
3）将所述第一混合料与所述第二混合料进行高速机械搅拌混合，然后按比例称取成膜剂、胶粘剂与消泡剂进行依次加入，机械搅拌分散至完全分散均匀（此时浆料柔滑，无颗粒感），得到所述复合材料；其中，所述机械搅拌的转速范围均为700rmp。
实施例20
一种复合材料，包括以下的原料：第一导电填料5千克、第二导电填料25千克、成膜剂3千克、胶粘剂20千克、消泡剂0.5千克、增稠剂1千克，余量为水，其中，所述水的用量为加水至原料总重量达到100千克；其中，所述第一导电填料是碳纳米管；所述第二导电填料是石墨，所述成膜剂是酚醛树脂乳液，所述胶粘剂是丁苯橡胶，所述消泡剂是聚二甲基硅氧烷，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
在本发明实施例中，所述的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取上述增稠剂和水，将称取的水均分为两份，将所述增稠剂加入至其中一份水中进行混合均匀，所述混合均匀是进行机械搅拌直至增稠剂完全溶解于水中，得到第一混合料；
2）称取第二导电填料与第一导电填料，将称取的水均分后的另外一份水中先加入所述第二导电填料进行超声，直至分散均匀，再加入所述第一导电填料进行超声，直至分散均匀，然后进行研磨，得到第二混合料；其中，所述超声的时间范围为2h，所述研磨是进行研磨至溶液内无明显颗粒，所述研磨的时间范围为5h；
3）将所述第一混合料与所述第二混合料进行高速机械搅拌混合，然后按比例称取成膜剂、胶粘剂与消泡剂进行依次加入，机械搅拌分散至完全分散均匀（此时浆料柔滑，无颗粒感），得到所述复合材料；其中，所述机械搅拌的转速范围均为2400rmp。
实施例21
一种复合材料，包括以下的原料：第一导电填料5份、第二导电填料10份、成膜剂2份、胶粘剂10份、消泡剂0.5份、增稠剂0.5份，余量为水，其中，所述水的用量为加水至原料总重量达到100千克；其中，所述第一导电填料是碳纳米管；所述第二导电填料是石墨，所述第二导电填料的粒径尺寸大于所述第一导电填料的粒径尺寸，所述成膜剂是酚醛树脂乳液，所述胶粘剂是丁苯橡胶，所述消泡剂是聚二甲基硅氧烷，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
在本发明实施例中，所述的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）称取上述增稠剂和水，将称取的水均分为两份，将所述增稠剂加入至其中一份水中进行混合均匀，所述混合均匀是进行机械搅拌直至增稠剂完全溶解于水中，得到第一混合料；
2）称取第二导电填料与第一导电填料，将称取的水均分后的另外一份水中先加入所述第二导电填料进行超声，直至分散均匀，再加入所述第一导电填料进行超声，直至分散均匀，然后进行研磨，得到第二混合料；其中，所述超声的时间范围为1h，所述研磨是进行研磨至溶液内无明显颗粒，所述研磨的时间范围为3h；
3）将所述第一混合料与所述第二混合料进行高速机械搅拌混合，然后按比例称取成膜剂、胶粘剂与消泡剂进行依次加入，机械搅拌分散至完全分散均匀（此时浆料柔滑，无颗粒感），得到所述复合材料；其中，所述机械搅拌的转速范围均为1400rmp。
实施例22
一种复合材料，包括以下的原料：第一导电填料50份、第二导电填料0.1份、成膜剂0.1份、胶粘剂2份、消泡剂0.1份、增稠剂0.2份，余量为水，其中，所述水的用量为加水至原料总重量达到100千克；其中，所述第一导电填料是碳纳米管；所述第二导电填料是石墨，所述第二导电填料的粒径尺寸大于所述第一导电填料的粒径尺寸，所述成膜剂是酚醛树脂乳液，所述胶粘剂是丁苯橡胶，所述消泡剂是聚二甲基硅氧烷，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
在本发明实施例中，所述的复合材料的制备方法与实施例21相同。
实施例23
对实施例1-3制备的发热导电涂料进行微观图像检测，具体是将实施例1-3制备的发热导电涂料分别涂敷于PET膜片，成膜后涂层表面放大400倍得到微观图像，对应的检测结果如图1-3所示，图1-3分别对应为实施例1-3中制备的发热导电涂料的微观图像。
本发明有益效果如下，本发明制备的复合材料在接入低伏电压后，能够迅速升温至所需温度；在安全电压36V内，所述复合材料的涂层甚至可直接升至500℃，所述复合材料使用用途广泛，可涂覆在不同基质的平面上，因此可以用于建筑涂料领域，包括墙体发热供暖、地板发热供暖以及桑拿房的搭建,通过添加了石墨烯等碳系导电材料的复合材料，在运作过程中辐射出远红外波，人体不会感受到干燥的感觉，且有益于人体健康，此外还可用在可携带装置、电器或其他烘干装置的发热模块上，和传统发热方式对比，更具有一定的优势，解决了现有发热涂料存在无法在价格低廉的基础上保证材料分散均匀性的问题，具有广阔的市场前景。
需要说明的是，与现有技术相比，本发明至少具有以下优势：
（1）本发明通过复合不同碳系导电填料，原料易得、价格优廉，通过一定的加工方式将其分散均匀，发挥不同规格的碳系导电填料在导电性和导热发热性的优势，将碳系导电填料进行复配，从而制备得具有更高导电性、更佳发热性能和更高性价比的导电发热涂料。
（2）本发明所述复合材料的电阻率低，在直接涂覆一定面积于基体上，接入不同档位低电压，能够迅速升温至所需温度，在接入36V电压后，可在几秒内升温至所需温度，且墙体无破损，说明所述导电发热涂料节能环保，发热速度快，热转化效率优异。
（3）本发明所述导电发热涂料易于使用或施工，可直接使用墙刷或涂布机等工具涂覆在不同的基底上，包括水泥墙面、硅藻土墙面、不同金属、非金属和高分子的膜片上，所述导电发热涂料在不同基体上均出现涂层表面平滑，无明显颗粒感等优异的表面特性；而且，所述导电发热涂料发热均匀，且在其发热温度下持续性和稳定性强，不易产生裂纹，导致涂层老化、脱皮，性能减弱。在经过长时间且多次使用后，所述导电发热涂料在停止工作后，表面依旧平整，不会出现涂层或墙体破坏的现象,不需投入较大的精力与金钱对涂覆产品进行维护。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料按照质量百分比计包括以下的原料：第一导电填料5-60%、第二导电填料0-25%、成膜剂0-3%、胶粘剂0.1-20%、消泡剂0.1-0.5%、增稠剂0.1-1%，余量为水；其中，所述第一导电填料与所述第二导电填料均采用碳系导电材料。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料按照质量百分比计包括以下的原料：第一导电填料5-50%、第二导电填料0-10%、成膜剂0-2%、胶粘剂2-10%、消泡剂0.1-0.5%、增稠剂0.2-0.5%，余量为水。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第一导电填料是碳纳米管、石墨烯、碳纤维或石墨的任意一种或几种；所述第二导电填料是碳纤维、石墨或炭黑的任意一种或几种。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第二导电填料的粒径尺寸大于所述第一导电填料的粒径尺寸。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述成膜剂为树脂、乳液或可分散性乳胶粉中的任意一种或几种。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述胶粘剂是丁苯橡胶或羧甲基纤维素钠中的任意一种或几种；所述消泡剂是硅类消泡剂、聚醚类消泡剂、聚酯类消泡剂或高碳醇消泡剂的任意一种或几种，所述增稠剂为纤维素类增稠剂。
7.一种如权利要求1-6任一所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按比例称取增稠剂和水，将称取的水均分为两份，将所述增稠剂加入至其中一份水中进行混合均匀，得到第一混合料；
2）按比例称取第二导电填料与第一导电填料并依次加入至另外一份水中进行分散均匀，然后进行研磨，得到第二混合料；
3）将所述第一混合料与所述第二混合料进行混合，然后依次加入按比例称取的成膜剂、胶粘剂与消泡剂，分散均匀，得到所述复合材料。
8.一种采用权利要求7所述的复合材料的制备方法制备得到的复合材料。
9.一种导电发热涂料，其特征在于，部分或全部包含如权利要求1或2或3或4或5或6或8所述的复合材料。
10.一种如权利要求9所述的导电发热涂料在建筑构件发热供暖中的应用。
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| CN115247010A (zh) * | 2021-04-26 | 2022-10-28 | 张广彦 | 一种发热涂料及其制备方法 |
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