[发明专利]一种石墨烯电热浆料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯电热浆料及其制备方法，其原料按照重量计份包括，导电填料20‑50份，有机溶剂28‑58份，树脂粘结剂15份，偶联剂1‑2份，消泡剂1‑2份，抗静电剂1‑2份，流平剂1‑3份，润湿分散剂1‑2份，助分散剂3份，附着力促进剂1‑2份，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述抗静电剂为单棕榈酸甘油酯。该石墨烯电热浆料及其制备方法利用高比表面积，大片径，高导电性和导热性的石墨烯，利用粒径较小的导电炭黑或导电石墨粉，两者混合作为导电填料，导电炭黑或导电石墨粉可附着在片状石墨烯表面，一方面可防止石墨烯聚集，另一方面在层与层石墨烯之间形成导电通路，并且用导电炭黑或导电石墨粉可控制浆料具有合适的电阻值，使其达到所需的发热效果。

技术领域

本发明涉及导电发热涂层技术领域，尤指一种石墨烯电热浆料及其制备方法。

背景技术

导电发热浆料，即可用于丝网印刷的高固含量高粘度导电油墨，是指将具有导电性能的导电材料，如金、银、铜、碳系材料以及导电聚合物等分散在溶剂和树脂粘结剂组成的有机载体中，再加以助剂如分散剂、消泡剂、增稠剂等制成的功能复合材料。金属系导电油墨的导电填料为金、银、铜等。金、银导电能力强，性能稳定，但是价格昂贵，只适用于个别场合；铜作为导电填料成本较低，导电能力也比较优良，但是铜的化学稳定性远低于金银，表面易被氧化从而影响其导电能力，限制它的应用。有机高分子系导电油墨的固化温度低，具有良好的可加工性和机械性能，但是导电能力较低，且化学性质不稳定。碳系导电油墨与金属系导电油墨相比虽然导电性较差，但是性能稳定，价格低廉；与有机高分子系导电油墨相比又具有更有优势的导电性和稳定。特别是新型碳材料碳纳米管和石墨烯的开发和应用，碳系导电油墨已经成为目前研究的热点领域，其应用广泛性也在逐步扩大。

目前北方的主要供暖方式还是以水暖为主，水暖需要在室内外铺设大量的管道从而耗费人力物力并且占用空间，烧水锅炉又会造成一定的环境污染，并且水暖的温度不易单独精确控制。电热材料是近年来新兴起的一种取暖方式，具有安装方便，成本低，维护便利，方便控制温度等优点。电热浆料是一种广泛使用的电热材料，主要涂覆于地板墙壁等上面形成电热膜。电热膜是面状发热，导热面大，热传电阻小，热效率高，并且电热膜本身温度不会过高，不会出现发红甚至烧灼现象，热量因为辐射损失较小，因此比较节能。电热膜寿命长，不容易损坏，后期维护成本较低。电热膜的温度可通过控制电阻的大小得到有效控制。电热膜加工可能性很大，适合于多种外形多种场合的加工使用，并且加工成本低。因此由电热浆料涂覆形成的电热膜身为一种节能高效的加热原件，有着越来越广阔的用途。

石墨烯是由单层碳原子以SP2杂化的方式排列成蜂窝状晶体结构的准二维晶体，比表面积大，达到2.6×103m2/g，具有很多优异的性能，杨氏模量可达到1100GPa，断裂强度为125GPa，热导率是金属铜的十多倍，可达到5300W·m-1·K-1，电子迁移率室温下可达2.5×105cm2/(V·s)，是目前为止已知材料中最快的。利用石墨烯这种具有优异电性能的新型碳材料制成的电热浆料，具有导电能力强，性能稳定，成本较低等优点，具有很大的开发前景和意义。

发明内容

鉴于以上问题，本发明首要目的在于提供一种石墨烯电热浆料及其制备方法，该石墨烯电热浆料有多种可选择的固含量，且制备过程简单，成本低，使用低挥发性低气味的溶剂，减少环境污染。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种石墨烯电热浆料，其原料按照重量计份包括，导电填料20-50份，有机溶剂28-58份，树脂粘结剂15份，偶联剂1-2份，消泡剂1-2份，抗静电剂1-2份，流平剂1-3份，润湿分散剂1-2份，助分散剂3份，附着力促进剂1-2份，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述抗静电剂为单棕榈酸甘油酯，所述流平剂为有机硅流平剂，所述润湿分散剂为氨基酸酯共聚物溶液，所述助分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述附着力促进剂为聚酯改性聚合物。

优选的，所述导电填料为导电填料1和导电填料2的混合填料，所述导电填料1为石墨烯，所述导电填料2为导电炭黑、石墨粉或两者的混合物。