一种水基低电热红外辐射涂料的制备方法及水基低电热红外辐射涂料与流程

本发明属于特种涂层应用技术领域，具体涉及一种水基低电热红外辐射涂料的制备方法及水基低电热红外辐射涂料。

背景技术：

随着国民经济的发展和科学技术的进步，涂料在更多方面提供和发挥各种更新的特种功能，特别是电热涂料技术在常温下通过化学反应形成团化状的半导性涂膜，在涂膜的两端备上电极通电即可发热,而且电热涂料无毒无害，安全持久，性能优良，与电暖器相比，具有使用寿命长、省电、方便、安全可靠等优点，广泛用于家庭装饰领域，同时可制成电热壁画、电热暖气片、电热板、电热毯、电热理疗带、温床等，也可应用于养殖、孵化、食用菌培养等行业。

电热涂料具有在使用安全电压接通两级后可实现加热取暖的作用，通过对涂层电阻率的控制，满足不同的升温要求。目前市场上的电热涂料的填料主要是金属粉、碳粉、石墨等，这些导电填料都有一定的导电性，但是同时也有很明显的缺陷：

1.金属粉具有很好的导电性，但是都比较容易氧化，这会严重影响涂料的导电性能，进而影响涂料的发热效果，其中金属粉中的金粉、银粉虽然不会被氧化但是成本很高，严重限制其实际应用，此外由于金属粉的密度比较大，涂料会有沉降的问题；

2.碳粉和石墨的导电性不如金属粉，采用这类填料制作的涂料存在电阻值较大，甚至达到几十欧姆以上，若是想进一步增大导电填料含量来达到降低电阻值，涂层的附着力会变差，在实际使用时存在发热效率会相对较低，需要在较高的电压(高于36v电压)下才能正常运行，这样安全性得不到保障；

3.在高温条件下，容易发生老化现象，不仅缩短了其使用寿命，而且也容易导致电源短路发生火灾，影响使用安全。

技术实现要素：

鉴于此，有必要提供一种导电性能好使用寿命长且安全可靠的的水基低电热红外辐射涂料的制备方法。

为解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

一种水基低电热红外辐射涂料的制备方法，包括下述步骤：

将环氧改性水性丙烯酸树脂、碳纤维及水混合研磨，制备成混合溶液；

将超导碳粉、导电二氧化钛及膨润土添加到所述混合溶液中进行研磨，得到分散液；

将锆珠添加到所述分散液中继续研磨配制成混合浆料；

将所述混合浆料、硅藻土、重钙、高效减水剂及分散剂混合分散搅拌，得到所述水基低电热红外辐射涂料。

在其中一些实施例中，上述物质组份质量百分比如下：

所述环氧改性水性丙烯酸树脂：20％-40％

碳纤维：30％-40％

膨润土：0.5％-2％

超导碳粉：1％-7％

硅藻土：5％-15％

重钙：1％-3％

三聚磷酸钠：0.5％-1％

导电二氧化钛：0.5％-1.5％

自由基型丙烯酸酯：0.5％-1.5％

水：10％-30％。

在其中一些实施例中，在将环氧改性水性丙烯酸树脂、碳纤维及水混合研磨，制备成混合溶液的步骤中，具体包括下述步骤：

将环氧改性水性丙烯酸树脂、碳纤维和水放入研磨釜中以350-400转/分钟的转速搅拌30-40min，制备成混合溶液。

在其中一些实施例中，在将超导碳粉、导电二氧化钛及膨润土添加到所述混合溶液中进行研磨，得到分散液的步骤中，具体包括下述步骤：

将超导碳粉、导电二氧化钛、膨润土添加到所述混合溶液中，得到分散液，其中：所述研磨釜以550-650转/分钟的转速研磨搅拌60-80min。

在其中一些实施例中，在将锆珠添加到所述分散液中配制成混合浆料的步骤中，具体包括下述步骤：

将锆珠添加到所述分散液中配制成混合浆料，其中，锆珠的用量为所述研磨釜的釜腔容积的25-35％，所述研磨釜的转速为900-1000转/分钟，研磨60-100min。

在其中一些实施例中，在将所述混合浆料、硅藻土、重钙、三聚磷酸钠及自由基型丙烯酸酯混合分散搅拌，得到所述水基低电热红外辐射涂料的步骤中，具体为：

将所述混合浆料、硅藻土、重钙、三聚磷酸钠及自由基型丙烯酸酯加入到分散釜中搅拌60-100min，得到水性电热涂料。

在其中一些实施例中，所述高效减水剂为三聚磷酸钠，所述分散剂为自由基型丙烯酸酯。

另外，本发明还提供了一种水基低电热红外辐射涂料其特征在于，由所述的水基低电热红外辐射涂料的制备方法制备得到。

相较于现有技术，本申请提供的水基低电热红外辐射涂料的制备方法，将环氧改性水性丙烯酸树脂、碳纤维及水混合研磨，制备成混合溶液，将超导碳粉、导电二氧化钛及膨润土添加到所述混合溶液中进行研磨，得到分散液，将锆珠添加到所述分散液中配制成混合浆料，将所述混合浆料、硅藻土、重钙、三聚磷酸钠及自由基型丙烯酸酯混合分散搅拌，得到所述水基低电热红外辐射涂料，本发明提供水基低电热红外辐射涂料的制备方法，将碳纤维用作骨料与其他填料导电材料形成三维导电网络从而可以降低涂料电阻，提高其导电性；同时采用硅藻土等功能填料，具有吸附、分解有害气体，释放负离子、发射远红外线和抗菌等功能，并具有很强的空气湿度调节功能，改善产品的环境实用性，提高了其产品的附加值。

此外，本发明提供的水基低电压加热红外辐射涂料，制备工艺简单，具有其良好的施工性能、较长的寿命与较低的有害物质排放，可广泛作为民用、工业用室内采暖热源使用。相比传统室内采暖保温设施，该涂料具有结构简单、安装施工成本较低、无需维护、施工铺设较为灵活等优点，可以作为室内主要或辅助采暖产品进行推广。

同时，针对我国目前冬季采暖现状，该涂料可部分或完全取代煤炭炉、天然气管道、锅炉、壁炉等室内加热设备，借助现有输电线路进行电致加热，特别适合在无法燃烧煤炭、天然气匮乏、天然气输送困难的较为偏远的山区或地区、别墅等民用建筑的采暖市场进行推广。除民用建筑室内采暖外，此类导电加热涂料还可用于工业采暖、多个行业的设备、部件保温加热等，具有较好的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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，下面所描述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为本发明实施例提供的水基低电热红外辐射涂料的制备方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

请参阅图1，本申请提供的水基低电热红外辐射涂料的制备方法包括下述步骤：

步骤s110：将环氧改性水性丙烯酸树脂、碳纤维及水混合研磨，制备成混合溶液。

具体地，将环氧改性水性丙烯酸树脂、碳纤维和水放入研磨釜中以350-400转/分钟的转速搅拌30-40min，制备成混合溶液。

步骤s120：将超导碳粉、导电二氧化钛及膨润土添加到所述混合溶液中进行研磨，得到分散液。

具体地，将超导碳粉、导电二氧化钛、膨润土添加到所述混合溶液中，得到分散液，其中：所述研磨釜以550-650转/分钟的转速研磨搅拌60-80min。

步骤s130：将锆珠添加到所述分散液中配制成混合浆料。

具体地，将锆珠添加到所述分散液中继续研磨配制成混合浆料，其中，锆珠的用量为所述研磨釜的釜腔容积的25-35％，所述研磨釜的转速为900-1000转/分钟，研磨60-100min。

步骤s140：将所述混合浆料、硅藻土、重钙、三聚磷酸钠及自由基型丙烯酸酯混合分散搅拌，得到所述水基低电热红外辐射涂料。

具体地，将所述混合浆料、硅藻土、重钙、三聚磷酸钠及自由基型丙烯酸酯加入到分散釜中搅拌60-100min，得到水性电热涂料。

进一步地，所述高效减水剂为三聚磷酸钠，所述分散剂为自由基型丙烯酸酯。

在其中一些实施例中，上述物质组份质量百分比如下：

所述环氧改性水性丙烯酸树脂：20％-40％

碳纤维：30％-40％

膨润土：0.5％-2％

超导碳粉：1％-7％

硅藻土：5％-15％

重钙：1％-3％

三聚磷酸钠：0.5％-1％

导电二氧化钛：0.5％-1.5％

自由基型丙烯酸酯：0.5％-1.5％

水：10％-30％。

本发明提供水基低电热红外辐射涂料的制备方法，将碳纤维用作骨料与其他填料导电材料形成三维导电网络从而可以降低涂料电阻，提高其导电性；同时采用硅藻土等功能填料，具有吸附、分解有害气体，释放负离子、发射远红外线和抗菌等功能，并具有很强的空气湿度调节功能，改善产品的环境实用性，提高了其产品的附加值。

此外，本发明提供的水基低电压加热红外辐射涂料，制备工艺简单，具有其良好的施工性能、较长的寿命与较低的有害物质排放，可广泛作为民用、工业用室内采暖热源使用。相比传统室内采暖保温设施，该涂料具有结构简单、安装施工成本较低、无需维护、施工铺设较为灵活等优点，可以作为室内主要或辅助采暖产品进行推广。

同时，针对我国目前冬季采暖现状，该涂料可部分或完全取代煤炭炉、天然气管道、锅炉、壁炉等室内加热设备，借助现有输电线路进行电致加热，特别适合在无法燃烧煤炭、天然气匮乏、天然气输送困难的较为偏远的山区或地区、别墅等民用建筑的采暖市场进行推广。除民用建筑室内采暖外，此类导电加热涂料还可用于工业采暖、多个行业的设备、部件保温加热等，具有较好的市场前景。

以下结合详细实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1：

实施例1的配方(重量百分比)如下：30％环氧改性水性丙烯酸树脂、30％碳纤维、2％膨润土、5％超导碳粉、5％硅藻土、1％重钙、0.5％三聚磷酸钠、0.5％导电二氧化钛、1％自由基型丙烯酸酯及25％水。

(1)将环氧改性水性丙烯酸树脂、碳纤维和水放入研磨釜中以350转/分钟的转速搅拌30min，制备成混合溶液，再将超导碳粉、导电二氧化钛、膨润土添加到该混合溶液中，研磨釜以600转/分钟的转速研磨搅拌60min；

(2)将锆珠添加到步骤(1)的分散液中配制成混合浆料，其中，锆珠的用量为研磨釜的釜腔容积的35％，调整转速到1000转/分钟，研磨60min；

(3)将步骤(2)得到的混合浆料，以及将硅藻土、重钙、三聚磷酸钠、自由基型丙烯酸酯加入到分散釜中搅拌60min，得到水性电热涂料。

将制得的电热涂料涂布成膜后，测得膜的表面温差±3.5℃，电热转换效率是86％。

实施例2：

实施例2的配方(重量百分比)如下：25％环氧改性水性丙烯酸树脂、35％碳纤维、2％膨润土、5％超导碳粉、5％硅藻土、1％重钙、0.5％三聚磷酸钠、0.5％导电二氧化钛、1％自由基型丙烯酸酯及25％水。

(1)将环氧改性水性丙烯酸树脂、碳纤维和水放入研磨釜中以350转/分钟的转速搅拌30min，制备成混合溶液，再将超导碳粉、导电二氧化钛、膨润土添加到该混合溶液中，研磨釜以600转/分钟的转速研磨搅拌80min；

(2)将锆珠添加到步骤(1)的分散液中配制成混合浆料，其中，锆珠的用量为研磨釜的釜腔容积的35％，调整转速到1000转/分钟，研磨100min；

(3)将步骤(2)得到的混合浆料，以及将硅藻土、重钙、三聚磷酸钠、自由基型丙烯酸酯加入到分散釜中搅拌100min，得到水性电热涂料。

将制得的电热涂料涂布成膜后，测得膜的表面温差±2.5℃，电热转换效率是98％。

实施例3：

实施例3的配方(重量百分比)如下：25％环氧改性水性丙烯酸树脂、40％碳纤维、2％膨润土、5％超导碳粉、5％硅藻土、1％重钙、0.5％三聚磷酸钠、0.5％导电二氧化钛、1％自由基型丙烯酸酯及20％水。

(1)将环氧改性水性丙烯酸树脂、碳纤维和水放入研磨釜中以350转/分钟的转速搅拌30min，制备成混合溶液，再将超导碳粉、导电二氧化钛、膨润土添加到该混合溶液中，研磨釜以600转/分钟的转速研磨搅拌80min；

(2)将锆珠添加到步骤(1)的分散液中配制成混合浆料，其中，锆珠的用量为研磨釜的釜腔容积的35％，调整转速到1000转/分钟，研磨100min；

(3)将步骤(2)得到的混合浆料，以及将硅藻土、重钙、三聚磷酸钠、自由基型丙烯酸酯加入到分散釜中搅拌100min，得到水性电热涂料。

将制得的电热涂料涂布成膜后，测得膜的表面温差±2.5℃，电热转换效率是98％。

实施例4：

实施例4的配方(重量百分比)如下：30％环氧改性水性丙烯酸树脂、30％碳纤维、2％膨润土、5％超导碳粉、10％硅藻土、1％重钙、0.5％三聚磷酸钠、0.5％导电二氧化钛、1％自由基型丙烯酸酯、20％水。

(1)将环氧改性水性丙烯酸树脂、碳纤维和水放入研磨釜中以350转/分钟的转速搅拌30min，制备成混合溶液，再将超导碳粉、导电二氧化钛、膨润土添加到该混合溶液中，研磨釜以600转/分钟的转速研磨搅拌70min；

(2)将锆珠添加到步骤(1)的分散液中配制成混合浆料，其中，锆珠的用量为研磨釜的釜腔容积的35％，调整转速到1000转/分钟，研磨70min；

(3)将步骤(2)得到的混合浆料，以及将硅藻土、重钙、三聚磷酸钠、自由基型丙烯酸酯加入到分散釜中搅拌70min，得到水性电热涂料。

将制得的电热涂料涂布成膜后，测得膜的表面温差±2.5℃，电热转换效率是93％。

实施例5：

实施例5的配方(重量百分比)如下：25％环氧改性水性丙烯酸树脂、30％碳纤维、2％膨润土、5％超导碳粉、15％硅藻土、1％重钙、0.5％三聚磷酸钠、0.5％导电二氧化钛、1％自由基型丙烯酸酯、20％水。

(1)将环氧改性水性丙烯酸树脂、碳纤维和水放入研磨釜中以350转/分钟的转速搅拌30min，制备成混合溶液，再将超导碳粉、导电二氧化钛、膨润土添加到该混合溶液中，研磨釜以600转/分钟的转速研磨搅拌600min；

(2)将锆珠添加到步骤(1)的分散液中配制成混合浆料，其中，锆珠的用量为研磨釜的釜腔容积的35％，调整转速到1000转/分钟，研磨60min；

(3)将步骤(2)得到的混合浆料，以及将硅藻土、重钙、三聚磷酸钠、自由基型丙烯酸酯加入到分散釜中搅拌60min，得到水性电热涂料。

将制得的电热涂料涂布成膜后，测得膜的表面温差±3.5℃，电热转换效率是91％。

水基低电热红外辐射涂料的性能测试如下表所示：

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除