[发明专利]一种石墨烯涂料及其制备方法和在电热元件上的应用

说明书

一种石墨烯涂料及其制备方法和在电热元件上的应用，该涂料的组成包括石墨烯和纳米级无机陶瓷耐温组份，该涂料的制备方法为常温工况下的搅拌，该涂料应用于在金属铝板发热体或金属翅片型电发热器件的表面上涂装。本发明可大幅度提高金属铝板发热体或金属翅片型电发热器件的整体热效率，有效提高铝板或翅片的散热效果，提高了产品的使用性能和用户的使用感受，且所增成本低，节能降耗显著。

技术领域

本发明涉及一种高导热系数涂料，尤其涉及一种石墨烯涂料及其制备方法和在电热元件上的应用。

背景技术

石墨烯(Graphene)是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，是从石墨中分离出的单层结构。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。据报道，石墨烯具有非常好的热传导性能，纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK)。当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK。那么如何将石墨烯的优异热传导能力应用于产品呢？

随着生活水平的日渐提高，暖风扇类取暖用小家电已经普及。该电暖类产品各类繁多，但都是耗电大户，如何提高热效率就成为该类产品的首要问题。为此，我们以其中一种电热元件铝板发热体或金属翅片型电发热器件为研究对象，结合石墨烯的高导热能力，进行了一定的研发。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提出了一种可节能降耗的石墨烯涂料及其制备方法和在电热元件上的应用。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种石墨烯涂料，该涂料的组成包括A组分石墨烯和B纳米级无机陶瓷耐温组份，所述B组份纳米级无机陶瓷耐温组份包括水性无机树脂、色粉和蒸馏水，按重量份数计，石墨烯0.1～10份，余量为纳米级无机陶瓷耐温组份；

其中，所述B纳米级无机陶瓷耐温组份包括甲基三甲氧基硅烷20～30份、氢氧化铝铝溶胶30～45份、无机颜料黑色氧化铁15份、及去离子水或蒸溜水余量；A组份和B组份合计100％。

优选的，所述涂料包括A组份石墨烯和甲基三甲氧基硅烷、氢氧化铝铝溶胶、无机颜料黑色氧化铁、及去离子水或蒸溜水的纳米级无机陶瓷耐温的B组份，按重量份数计的各组份为，

石墨烯1份、甲基三甲氧基硅烷25份、氢氧化铝铝溶胶35份、无机颜料黑色氧化铁15份、及去离子水或蒸溜水余量。

本发明还提供了所述石墨烯涂料的制备方法，即在涂装前，在现场常温工况下，按设定量取B组份甲基三甲氧基硅烷、氢氧化铝铝溶胶、无机颜料黑色氧化铁、及去离子水或蒸溜水，置入不锈钢搅拌釜中，经0.5～3小时充分搅拌后，再置入设定量A组份石墨烯，再经1.5～3小时充分搅拌既得石墨烯涂料。

本发明还提供了所述石墨烯涂料的制备方法所得石墨烯涂料在金属铝板发热体或金属翅片型电发热器件上的应用。所述应用是指，在金属铝板发热体或金属翅片型电发热器件的翅片表面上均匀的喷涂上一层所述石墨烯涂料，所述翅片为材质是铝片、不锈钢片、铁片或铜片的金属片。其中，

在所述金属片表面喷涂所述石墨烯涂料的具体工序工艺为：

⑴涂料的预备

S1，将需要的所述涂料全部搅起直至其底部的固体物质搅拌均匀后按需取出；

S2，涂料的熟化：将涂料滚动搅拌30～60分钟，或超声波熟化时间约10～30分钟；

S3，完成熟化的涂料经80-300目过滤网过滤后，备用；

⑵待加工铝板发热体或金属翅片型电发热器件的前处理