[发明专利]一种石墨烯水性碳纳米电加热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电加热材料领域，特别涉及一种石墨烯水性碳纳米电加热材料及其制备方法。

背景技术

近年来，国内的电加热材料，风起云涌，层出不穷，特别是新材料的应用和研发越来越多。为了环境保护和冬季采暖更加节能，针对市场流行的碳纳米、碳纤维碳晶和最新材料石墨烯等发热材料进行了充分的调研和研发。目前，石墨烯材料是最好的，是最好的导电体和导热体，可以彻底扭转其他材料存在发热不够、发热不均和发热不够快的这些缺陷。同时，为了使发热材料成本不至于过高，需要开发一种新的发热材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯水性碳纳米电加热材料及其制备方法，制作的发热材料发热快、均匀度好、抗衰减成本低，弥补了其他碳素纤维等材料的不足。

本发明的技术方案是：

一种石墨烯水性碳纳米电加热材料，包括：多层石墨烯粉体、碳纳米管粉体、粘接剂、分散剂、增塑剂、撒干剂和填料；其中，多层石墨烯粉体与碳纳米管粉体采用重量比例为1：(1～5)的混合粉体；粘接剂为水性环氧树脂和水性丙烯酸树脂按重量比例1：1混合，分散剂为六偏磷酸钠，增塑剂为顺丁烯二酸，撒干剂为硬脂酸铝，粘接剂、分散剂、增塑剂、撒干剂分别为混合粉体重量的1％～1.2％；填料为碳黑，填料加入量为混合粉体重量的20％～40％。

所述的石墨烯水性碳纳米电加热材料，填料粒度为1～5nm。

所述的石墨烯水性碳纳米电加热材料，多层石墨烯粉体为10层以上，厚度10nm以下，水平方向宽度10～15nm。

所述的石墨烯水性碳纳米电加热材料，碳纳米管粉体的粒度为5～10nm。

所述的石墨烯水性碳纳米电加热材料的制备方法，包括如下步骤：

首先，选用多层石墨烯粉体与碳纳米管粉体按重量比例1：(1～5)进行混合，在反应釜中经过表面活性剂进行预洗处理，表面活性剂为浓度90～95wt％的乙醇溶液与纯净水按重量比例1：1混合，将混合粉体置于表面活性剂液体中，浸泡20～40分钟后进行澄清处理；

然后，取经过表面活性剂进行预洗处理的混合粉体，放入分散搅拌釜中，加入粘接剂，以1000～2000转/分高速搅拌20～40分钟；同时，加入分散剂、增塑剂、撒干剂和填料，搅拌均匀后，经过研磨机进行研磨20～40分钟后，过滤包装为成品。

所述的石墨烯水性碳纳米电加热材料的制备方法，使用时，将成品与水按重量比例1：(1～5)稀释。

本发明的优点及有益效果是：

本发明充分利用石墨烯具有极佳的导电性和导热性这一特点，选用多层石墨烯粉体与碳纳米管粉体进行复合，充分结合包裹并加入其他辅料和稀释剂，通过辊压研磨经过滤制成导电发热液体，经过稀释后可用于印刷喷涂在各种不同的基材上制成导电发热制品。

具体实施方式

下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。

实施例1

本实施例中，地暖专用膜电热材料的制备过程如下：

首先，选用多层石墨烯粉体与碳纳米管粉体按重量比例1：2进行混合，在反应釜中经过表面活性剂进行预洗处理，表面活性剂是浓度90wt％的乙醇溶液与纯净水按重量比例1：1混合，将混合粉体置于表面活性剂液体中，浸泡30分钟后进行澄清处理。

然后，取经过表面活性剂进行预洗处理的混合粉体，放入分散搅拌釜中，加入粘接剂，以1500转/分高速搅拌30分钟。同时，加入分散剂、增塑剂、撒干剂和填料，搅拌均匀后，经过研磨机进行研磨30分钟，过滤包装为成品。使用时，将成品与水按重量比例1：3稀释即可。

其中，粘接剂可用水性环氧树脂和水性丙烯酸树脂按重量比例1：1混合，提高附着力，加强粘接性能，具有较好的成膜性。分散剂为六偏磷酸钠，增塑剂为顺丁烯二酸，撒干剂为硬脂酸铝(用于乳化、增稠和润滑等)。粘接剂、分散剂、增塑剂、撒干剂分别为混合粉体重量的1％；填料为碳黑，粒度为1～5nm，加入量为混合粉体重量的20％。多层石墨烯粉体为10层以上，厚度10nm以下，水平方向宽度10～15nm，碳纳米管粉体的粒度为5～10nm。

本实施例制作的发热材料发热快、均匀度好、抗衰减成本低，弥补了其他碳素纤维等材料的不足。

实施例2

本实施例中，墙暖、墙暖画用电热材料的制备过程如下：