[发明专利]一种基于多级结构石墨烯的电热涂料及其制备方法

说明书

本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种基于多级结构石墨烯的电热涂料及其制备方法。所述一种基于多级结构石墨烯的电热涂料的制备方法，包括以下步骤：在铜基底上负载三维石墨烯材料，然后在三维石墨烯材料的表面旋涂树脂薄膜，得到铜基底/三维石墨烯/树脂材料；腐蚀所述铜基底/三维石墨烯/树脂材料的铜基底，得到三维石墨烯/树脂材料；将树脂材料和有机溶剂混合，在搅拌状态下加入所述三维石墨烯/树脂材料，继续加入分散剂、流平剂、消泡剂，得到混合溶液；将所述混合溶液进行研磨，得到基于多级结构石墨烯的电热涂料；制备得到的基于多级结构石墨烯的电热涂料发热均匀、发热温度高，在电热膜上的附着力强。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种基于多级结构石墨烯的电热涂料及其制备方法。

背景技术

电热膜是一种通电后能发热的薄膜，通常是将电热涂料涂刷在薄膜上，辅以金属载流条、导电银浆等材料制成。电热膜的发热原理为：在电场的作用下，发热体中的分子产生布朗运动，分子之间发生剧烈的摩擦和撞击，产生的热能以远红外辐射的形式对外传递。作为一种无排放的节能环保的取暖方式，电热膜已经在采暖领域得到了广泛应用。

电热膜的核心发热体是电热涂料，电热涂料性能的差异直接决定了电热膜的质量，因此这对材料的导电导热性能具有较高的要求。传统电热涂料多以碳粉、石墨为填料，通常存在发热温度低或温度不均匀、耐热性和耐候性差等缺陷。石墨烯是一种单原子层的二维片层材料，其具有优异的导电导热性能，理论上电子迁移率约为15000cm²/V·s，热导率高达5300W/m·K，因而其在导电导热方面的应用一直是研究的热点，目前已有将石墨烯作为填料添加到电热涂料中的相关研究，然而石墨烯极易发生片层堆叠，使其在实际应用中的电热性能远低于理论值，若增大石墨烯的用量，则会降低涂层的附着力，缩短其使用寿命。因此目前需要开发一种发热均匀、附着力强的电热涂料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多级结构石墨烯的电热涂料及其制备方法，所述基于多级结构石墨烯的电热涂料发热均匀、发热温度高，在电热膜上的附着力强。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种基于多级结构石墨烯的电热涂料的制备方法，包括以下步骤：

在铜基底上负载三维石墨烯材料，然后在三维石墨烯材料的表面旋涂树脂薄膜，得到铜基底/三维石墨烯/树脂材料；

腐蚀所述铜基底/三维石墨烯/树脂材料的铜基底，得到三维石墨烯/树脂材料；

将树脂材料和有机溶剂混合，在搅拌状态下加入所述三维石墨烯/树脂材料，继续加入分散剂、流平剂、消泡剂，得到混合溶液；

将所述混合溶液进行研磨，得到基于多级结构石墨烯的电热涂料。

优选地，所述将树脂材料和有机溶剂混合，在搅拌状态下加入所述三维石墨烯/树脂材料，继续加入分散剂、流平剂、消泡剂，得到混合溶液的步骤中，

所述树脂材料、三维石墨烯/树脂材料、分散剂、流平剂、消泡剂、有机溶剂按照重量份数比为50～80份：5～10份：0.1～5份：0.1～3份：0.1～3份：10～40份。

优选地，所述在铜基底上负载三维石墨烯材料的步骤具体包括：

利用化学氧化法在铜基底上垂直生长氢氧化铜纳米棒，得到铜基底/氢氧化铜纳米棒阵列材料；

将所述铜基底/氢氧化铜纳米棒阵列材料置于惰性气体氛围中煅烧，得到铜基底/氧化铜纳米棒阵列材料；

利用水热还原法还原所述铜基底/氧化铜纳米棒阵列材料，得到铜基底/铜纳米棒阵列材料；

在所述铜基底/铜纳米棒阵列材料上利用化学气相沉积法沉积石墨烯，得到铜基底/三维石墨烯材料。