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一种远红外纳米碳素材料电热涂料的制作方法

2021-02-02 19:02:53|389|起点商标网
本发明涉及电发热涂料
技术领域:
,具体涉及一种远红外纳米碳素材料电热涂料。
背景技术:
:远红外是远程红外线的简称,光谱中波长自0.76至400微米的一段被称为红外光,又称红外线。按大气波段划分,远红外波长范围为:8~14微米;按照按红外光谱划分,远红外波长范围为:40~1000微米;在医学上,远红外波长范围为:30~1000微米,总体来讲:波长为5.6~1000微米的红外线都叫做远红外线。远红外线具有直射、曲折、反射等光学性质以及具有较强的深透力的特性,任何物质吸收都会引起热反应的基本特性。远红外线在生物方面的作用主要表现在以下几个方面:1、在基因方面,可校正使其保持健康,比如野生动物他们生病时一般靠晒太阳来康复,如果一个人在一个黑暗的山洞里住上一个月,那么他们的身体就会变形,生病。2、在细胞方面,远红外和人体的频率有一部分是同频的,同频就产生共振,一共振就象筛米一样使细胞排列有序,振振振就把细胞内的水分子变小分子使细胞毒素排出,细胞内通畅,细胞吸收营养就充分细胞就健康,3、在血管方面,共振产生热量,热胀冷缩血管扩张,血循环加快血管畅通,微循环畅通,微循环是人的第二心脏,是百病之源,中医讲疼则不通,通则不疼,一通百通。4、在神经方面,人的神经分中枢神经和自律神经,中枢神经支配我们的肢体语言,自律神经支配我们的脏腑器官和内分泌,由于振动的不断刺激使神经通畅可以有效的控制我们的肢体语言和内分泌。5、在纤维方面,远红外纤维可发射8-15微米远红外线,称之为生命光线,在医学中的主要效应是热作用。穿着远红外服装,可起到阵痛,活化细胞组织,使血行良好,促进人体血液的微循环,增进新陈代谢,加强免疫力、亦有防臭、干燥、除湿、抑菌等作用。远红外线在电发热方面的作用主要表现在以下几点:1、通过反射可以将电发热材料产生的热,集中反射到相应的部位,使电发热材料产生的热更集中,达到节能的相关。2、根据远红外线任何物质吸收后都会引起热反应的特点,在电发热材料的表面加入那个产生远红外线的材料(涂料)后,能够大幅度提高电发热材料的电热转换效率,从而达到节能的效果。3、根据远红外线任何物质吸收后都会引起热反应的特点,电发热材料经过产生的远红外线,可以别人体吸收后引起热反应,使人体产生暖和的感觉。我们通过多次实验表明:在-5-0℃的时候,用电热丝加热房间,和用远红外材料产生的热加热房间(电热材料远红外法相发射率达到80%以上),当房间温度都达到16℃时,用电热丝加的热房间人们感觉寒冷,而在用远红外材料产生的热加热房间,人们感觉十分暖和(这就是远红外线被人体吸收后引起热反应的结果)。远红外线由于生物、电发热方面具有非常多的优异特性,所以远红外材料被制成许多保健产品,同时在电发热材料上也得到大量的应用,远红外碳纤维电发热材料、涂于电发热材料表面的远红外涂料等等。由于纳米材料,特别是纳米碳素材料,其加入电热材料后,能够大幅度提高电热材料的电热转换率,据检测:电热转换率可达99%以上,具有非常好的远红外效果,电热材料远红外法相发射率达到87%以上,因此采用纳米碳素材料制作用于电发热材料的远红外涂料成为用于电发热材料的远红外涂料的新发展方向。如专利号cn201510896013.6公开了一种耐高温远红外导电发热节能材料,其组分按重量百分比为:耐高温导电性粘结剂20-70%、碳素复合导电粉8-60%、空心微珠5-15%、氢氧化铝微粉3-10%、氧化锌微粉1-5%、氯化石蜡1-3%、复合助剂1-3%。本发明的耐高温远红外导电发热节能材料是由添加材料、阻燃材料、导电材料、改性材料、助剂材料和耐高温导电黏接剂经混合、分散、反应、研磨、过滤工艺制成的一种新型材料,是导电油墨、导电涂料的更新换代产品。克服了传统的导电油墨和导电涂料在耐高温、功率密度、环保性等方面的不足,提供了一种耐高温性更好、功率密度更高、环保性更佳的新型发热材料。以上两种材料,都是电发热材料,是电发热的主体,本发明产品是一种涂料,是涂布在电发热材料上的,其目的是提高电发热材料的远红外效果,使之提高电发热材料的热效率,从而达到节能的效果。技术实现要素:本发明为解决上述技术问题,提供了一种远红外纳米碳素材料电热涂料及其制作方法。具体是通过以下技术方案来实现的:一种远红外纳米碳素材料电热涂料,包括如下重量份成分组成:远红外电热粉20-60份、稳定剂粉1-5份、粘结剂40-80份;所述远红外电热粉由如下重量份百分数成分组成:石墨碳粉25-70%、导电炭黑10-65%、纳米碳粉1-5%。所述稳定剂由三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛组成。所述粘结剂为高温硅胶或高温酚醛树脂。所述高温硅胶的使用温度≤400℃。所述高温酚醛树脂的使用温度≤1100℃。同时,本发明提供了所述远红外纳米碳素材料电热涂料的制作方法,包括如下步骤:(1)稀释粘结剂:根据远红外电热粉的添加量,向粘结剂中添加稀释剂,混匀,得粘结剂稀释液;(2)一次分散:向粘结剂稀释液中加入远红外电热粉、稳定剂进行充分分散,得浆料;(3)辊压或砂磨:将浆料输送至三滚机进行辊压或砂磨机中进行砂磨;当采用三滚机工作时,连续辊压3-5次;当采用砂磨机工作时,砂磨0.5-4h;(4)二次分散:将辊压或砂磨处理后的浆料输送至分散机中,再分散0.5-1h,并在分散时加入稀释剂调节浆料粘度50-55s。所述稀释剂为二甲苯。所述一次分散是按照石墨碳粉、导电炭黑、纳米碳粉的顺序依次加入。进一步的,所述一次分散是先加入石墨碳粉分散均匀后,再加入导电炭黑分散0.5-1h,最后加入纳米碳粉分散0.5-1h。本发明所述远红外纳米碳素材料电热涂料可用于电发热器。本发明还提供了所述远红外纳米碳素材料电热涂料用于电发热器的方法,具体为:采用喷涂手段,将涂料均匀的涂布于电发热器表面,然后置于温度为38-43℃的烘箱中保温处理0.8-1.2h,然后调节烘箱温度为98-102℃,保温处理1.8-2.2h,最后冷却至室温即可。有益效果:本发明涂料具有较好的远红外效应和电热性能,能够有助于节能,且制作方便、性能稳定、适用范围广。1、本发明的涂料在金属电发热材料上涂布后,其发热面法相发射率达到85%以上,且不影响金属电发热材料的发热效果,涂布本涂料后,一方面能够将电发热材料产生的热辐射用远红外的方式传播,将大幅度提高热效率,达到节能效果;另一方面,由于远红外线任何物质吸收后都会引起热反应的特点,人体对远红外波长反应后,人体表面会产生一层反应层,这层反应层会增加人体热感应,大幅度增加人体的舒适感;2、本发明的电热涂料最高使用温度可达1100℃,这在远红外涂料中是最高的,中温远红外涂料使用温度为400℃以下,可用于常规中温发热体;3、本发明的电热涂料可用于金属、碳纤维等电发热材料表面,适用范围较广;4、本发明制作电发热涂料的工艺简单,易于产业化;产品的应用工艺简单。5、本发明制作的电发热涂料成分稳定,不会发生沉淀、偏析等现象,如果使用时希望调节粘度,可加入稀释剂后,分散1h即可使用。6、本发明制作的电发热涂料性能稳定,将产品均匀涂布后,各处测得的法相远红外值相差<10%。具体实施方式下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,但本发明并不局限于这些实施方式,任何在本实施例基本精神上的改进或代替,仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。实施例1一种远红外纳米碳素材料电热涂料,包括如下重量份成分组成:远红外电热粉20份、稳定剂粉1份、粘结剂40份;所述远红外电热粉由如下重量份百分数成分组成:石墨碳粉70%、导电炭黑29%、纳米碳粉1%;所述稳定剂由三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛按1:1:1的质量比组成。所述粘结剂为高温硅胶。所述高温硅胶的使用温度≤400℃。实施例2一种远红外纳米碳素材料电热涂料,包括如下重量份成分组成:远红外电热粉55份、稳定剂粉5份、粘结剂40份;所述远红外电热粉由如下重量份百分数成分组成:石墨碳粉30%、导电炭黑65%、纳米碳粉5%;所述稳定剂由三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛按1:1:2的质量比组成。所述粘结剂为高温酚醛树脂。所述高温酚醛树脂的使用温度≤1100℃。实施例3一种远红外纳米碳素材料电热涂料,包括如下重量份成分组成:远红外电热粉40份、稳定剂粉3份、粘结剂60份;所述远红外电热粉由如下重量份百分数成分组成:石墨碳粉50%、导电炭黑47%、纳米碳粉3%;所述稳定剂由三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛按1:2:1的质量比组成。所述粘结剂为高温硅胶。所述高温硅胶的使用温度≤400℃。实施例4一种远红外纳米碳素材料电热涂料,包括如下重量份成分组成:远红外电热粉40份、稳定剂粉3份、粘结剂60份;所述远红外电热粉由如下重量份百分数成分组成:石墨碳粉40%、导电炭黑56%、纳米碳粉4%;所述稳定剂由三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛按2:1:1的质量比组成。所述粘结剂为高温酚醛树脂。所述高温酚醛树脂的使用温度≤1100℃。实施例5实施例5-8分别在实施例1-4的配方基础上,提供了所述远红外纳米碳素材料电热涂料的制作方法,包括如下步骤:(1)稀释粘结剂:根据远红外电热粉的添加量,向粘结剂中添加稀释剂,混匀,得粘结剂稀释液;(2)一次分散:向粘结剂稀释液中先加入石墨碳粉、稳定剂分散均匀后,再加入导电炭黑分散1h,最后加入纳米碳粉分散1h,得浆料;(3)辊压或砂磨:将浆料输送至三滚机进行辊压或砂磨机中进行砂磨;当采用三滚机工作时,连续辊压5次;当采用砂磨机工作时,砂磨4h;(4)二次分散:将辊压或砂磨处理后的浆料输送至分散机中,再分散1h,并在分散时加入稀释剂调节浆料粘度50-55s;所述稀释剂为二甲苯。实施例9-12实施例9-12分别在实施例1-4的配方基础上,提供了所述远红外纳米碳素材料电热涂料的制作方法,包括如下步骤:(1)稀释粘结剂:根据远红外电热粉的添加量,向粘结剂中添加稀释剂,混匀,得粘结剂稀释液;(2)一次分散:向粘结剂稀释液中先加入石墨碳粉分散均匀后,再加入导电炭黑、稳定剂分散0.5h,最后加入纳米碳粉分散0.5h,得浆料;(3)辊压或砂磨:将浆料输送至三滚机进行辊压或砂磨机中进行砂磨;当采用三滚机工作时,连续辊压3次;当采用砂磨机工作时,砂磨0.5h;(4)二次分散:将辊压或砂磨处理后的浆料输送至分散机中,再分散0.5h,并在分散时加入稀释剂调节浆料粘度50-55s;所述稀释剂为二甲苯。实施例13本实施例提供了所述远红外纳米碳素材料电热涂料用于电发热器的方法,具体为:采用喷涂手段,将涂料均匀的涂布于电发热器表面,然后置于温度为40℃的烘箱中保温处理1h,然后调节烘箱温度为100℃,保温处理2h,最后冷却至室温即可。试验表明:相比于未涂布时,涂布本产品节能5-15%,人体的舒适感增加。对比例1与实施例3的不同之处在于:所述远红外电热粉由如下重量份百分数成分组成:石墨碳粉50%、导电炭黑50%;对比例2与实施例3的不同之处在于:所述稳定剂由三氧化二铝、二氧化硅按1:1的质量比组成。对比例3与实施例7的不同之处在于:所述一次分散是向粘结剂稀释液中先加入导电炭黑、稳定剂分散均匀后,再加入石墨碳粉分散1h,最后加入纳米碳粉分散1h,得浆料。对比例4与实施例7的不同之处在于:所述一次分散是向粘结剂稀释液中先加入纳米碳粉分散均匀后,再加入石墨碳粉、稳定剂分散1h,最后加入导电炭黑分散1h,得浆料。试验例1远红外效应的测定将实施例3、实施例7、对比例的涂料涂覆在纯棉布上,制成电热布,利用傅里叶红外光谱仪在100℃下的远红外辐射的发射率,试验结果如表1所示;同时以未涂覆的纯棉布为对照组1、仅涂覆石墨碳粉的纯棉布为对照组2、仅涂覆导电炭黑的纯棉布为对照组3、仅涂覆纳米碳粉的纯棉布为对照组4;表1由此可知:仅涂覆石墨碳粉、导电炭黑、纳米碳粉对纯棉布的远红外效应无较大影响,而实施例的影响较为显著,其次为对比例。试验例2电性能(电阻率)试验:将实施例3、实施例7、对比例的涂料涂覆在纯棉布上,制成电热布,在纯棉布上固定的两点测量其电阻值,试验结果如表2所示;同时以未涂覆的纯棉布为对照组1、仅涂覆石墨碳粉的纯棉布为对照组2、仅涂覆导电炭黑的纯棉布为对照组3、仅涂覆纳米碳粉的纯棉布为对照组4;表2应用例1将将实施例3、实施例7的涂料以及对比例涂料用于电发热器上,用手持式红外线热像仪测试和记录涂层温度,结果下表所示:表330v电压下涂层温度以及涂层状态现象实施例3实施例7对比例1对比例2对比例3温度/℃807512732>300状态现象发热正常发热正常发热很快轻微发热暴皮严重表420v电压下涂层温度以及涂层状态现象实施例3实施例7对比例1对比例2对比例3温度/℃656311429>300状态现象发热正常发热正常发热很快轻微发热暴皮严重表410v电压下涂层温度以及涂层状态现象实施例3实施例7对比例1对比例2对比例3温度/℃64628630>300状态现象发热正常发热正常发热很快轻微发热暴皮严重当前第1页1 2 3 

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