一种发热涂料及其成型工艺的制作方法

本发明属于发热涂料领域，具体涉及一种发热涂料及其成型工艺。

背景技术：

1、在建筑领域的暖房技术方面，发热涂料作为一种新型的建筑材料，正在逐渐改变我们的生活环境，据统计，使用发热涂料的房间，其温度可以在短短数分钟内迅速提升5-8℃，在节能方面，发热涂料的功率一般在100-200w/m2之间，相较于传统的暖气系统，可节省高达30％的能耗。这种特殊的涂料含有一种或多种能够将电能转化为热能的成分，通过涂覆在墙壁、屋顶或其他建筑物表面，它能够产生热量，从而提升室内温度，与传统的加热系统相比，发热涂料更加均匀地释放热量，避免了局部过热或过冷的问题。这些发热涂料在接通电源后会产生焦耳热效应，即电流通过电阻物质时所产生的热量，通过精确控制这些导电材料的比例和排列方式，可以确保热量分布既均匀又可控。

2、然而，现有的运用在暖房方面的发热涂料存在热效率不高、耐久性差和成本相对较高等问题，现有的发热涂料的热转换效率仅为约20％，有80％的能量未被有效利用，这一缺陷限制了其能量利用率及在寒冷地区的应用效果；多数发热涂料在长期暴露于外界环境后，其功能会逐渐衰减，例如，某些涂料在经过连续几个冬季的使用后，其发热性能下降至初始值的一半，这主要是由于材料老化以及反复的热胀冷缩造成内部结构的微小损伤所致，此外，在极端天气条件下，如高温暴晒或严寒冻融，也能加速材料的降解过程。

3、因此，为了得到电热转化率高且稳定的发热涂料，需要对其进行深入研究，尤其可以通过采取导电颗粒在聚合物基体中形成了一个复杂的网络结构的方法，提升电热转化率；通过调整原料间的配比，增强发热涂料的热稳定性，使制得的发热涂料的性能指标达到预期效果。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，目的是提供一种发热涂料及其成型工艺。

2、本发明提供了一种发热涂料，所述发热涂料是以导电填料、基体树脂、助剂和水为原料在高速搅拌器的搅拌和三辊研磨机的研磨下制得的。

3、进一步地，所述导电填料为纳米级石墨片。

4、进一步地，所述基体树脂为热固性树脂或热塑性树脂。

5、进一步地，所述助剂包括分散剂、流平剂和防沉剂。

6、本发明还提供了上述发热涂料的成型工艺，所述工艺包括以下步骤：

7、(1)在高速搅拌器中将纳米级石墨片缓慢加入水中，并加入适量的分散剂，进行搅拌；

8、(2)将基体树脂与流平剂和防沉剂按照比例混合，搅拌均匀；

9、(3)将步骤(1)的石墨水分散液缓慢加入步骤(2)的树脂混合液中搅拌；

10、(4)使用三辊研磨机对混合好的涂料进行研磨；

11、(5)通过滤网过滤，去除可能的颗粒杂质，确保涂料的光滑度和稳定性。

12、进一步地，步骤(1)中，所述纳米级石墨片、所述水和所述分散剂的质量比为5：100：1；

13、和/或，步骤(1)中，所述高速搅拌器搅拌的时间为30分钟，搅拌速度为1500r/min；

14、和/或，步骤(2)中，所述基体树脂、所述流平剂和所述防沉剂的质量比为10：1：1；

15、和/或，步骤(3)中，所述搅拌时间为60分钟，搅拌速度为1200r/min；

16、和/或，步骤(4)中，所述三辊研磨机的研磨速度为400r/min研磨时间为30min；

17、和/或，步骤(4)中，所述研磨的结果为细度达到10微米以下。

18、进一步地，所述导电填料、所述基体树脂、所述助剂和水的质量比为5：7：1：7。

19、进一步地，所述导电填料、所述基体树脂、所述助剂和水的质量比的预设采用多维动态自适应定位技术算法进行优化，所述多维动态自适应定位技术算法的表达式为：

20、

21、在公式(1)中，r为优化率，为常数，m为所述制备原料的种类数，为所述制备原料基于待测节点的随机生成的实际横坐标，为所述制备原料基于待测节点的随机生成的实际纵坐标，xm为所述制备原料基于待测节点的定位结果的横坐标，ym为所述制备原料基于待测节点的定位结果的纵坐标；

22、其中，xm和之间的关系表达式为：

23、

24、在公式(2)中，i为所述制备原料的序数；

25、ym和之间的关系表达式为：

26、

27、在公式(3)中，i为所述制备原料的序数；

28、

29、在公式(4)中，e为常数，m为所述原料的种类数；

30、的表达式为：

31、

32、在公式(5)中，为gps点，i为所述制备原料的序数，v为采样点区域和所述原料入料口之间夹角，t为采样时间。

33、实验结果表明，本发明的发热涂料具有优异的电热转化率和稳定发热的特性，应用前景广阔。

34、显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。

35、以下通过实施例形式的具体实施例方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

技术特征：

1.一种发热涂料，其特征在于：所述电热转化率高且稳定的发热涂料是以导电填料、基体树脂、助剂和水为原料在高速搅拌器的搅拌和三辊研磨机的研磨下制得的；

2.根据权利要求1所述的发热涂料，其特征在于：所述基体树脂为水性聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、热塑性聚酯亚胺、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯或聚醚醚酮。

3.根据权利要求1所述的发热涂料，其特征在于：所述分散剂为聚乙二醇、硬脂酰胺、高级醇、乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯、液体石蜡、微晶石蜡、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸铜或氧化聚乙烯蜡。

4.根据权利要求1所述的发热涂料，其特征在于：所述流平剂为聚丙烯酸、硅油、聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷或端基改性有机硅。

5.根据权利要求1所述的发热涂料，其特征在于：所述防沉剂为改性氢化蓖麻油、有机膨润土、气相二氧化硅、聚烯烃蜡或改性聚脲的n-甲基吡咯烷酮溶液。

6.根据权利要求1所述的发热涂料，其特征在于：所述基体树脂为水性聚氨酯，所述分散剂为聚乙二醇，所述流平剂为聚丙烯酸，所述防沉剂为改性氢化蓖麻油。

7.一种发热涂料的成型工艺，采用权利要求1-6任意一项权利要求所述的发热涂料，其特征在于：所述成型工艺包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种发热涂料的成型工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述纳米级石墨片、所述水和所述分散剂的质量比为5：100：1；

9.根据权利要求7所述的一种发热涂料的成型工艺，其特征在于：所述导电填料、所述基体树脂、所述助剂和水的质量比为5：7：1：7。

10.根据权利要求9所述的一种发热涂料的成型工艺，其特征在于：所述导电填料、所述基体树脂、所述助剂和水的质量比的预设采用多维动态自适应定位技术算法进行优化，所述多维动态自适应定位技术算法的表达式为：

技术总结本发明公开了一种发热涂料，所述发热涂料是以导电填料、基体树脂、助剂和水为原料在高速搅拌器的搅拌和三辊研磨机的研磨下制得的。本发明还进一步公开了上述发热涂料的成型工艺，所述工艺包括以下步骤：(1)在高速搅拌器中将石墨片和分散剂缓慢加入水中搅拌；(2)将基体树脂、流平剂和防沉剂混合并搅拌；(3)将步骤(1)的石墨水分散液缓慢加入步骤(2)的树脂混合液中搅拌；(4)使用三辊研磨机对混合好的涂料进行研磨；(5)通过滤网过滤。本发明的发热涂料具有优异的电热转化率和稳定发热的特性，应用前景广阔。技术研发人员：陈大波受保护的技术使用者：牛墨石墨烯应用科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2