[发明专利]水性电热涂料用组合物和水性电热涂料及其制备方法和由其制备得到的电热膜

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及水性电热涂料用组合物和水性电热涂料及其制备方法和由其制备得到的电热膜。

背景技术

电热膜、电热壁画、电热垫等是由一种通电后能发热的薄膜制作，通过将导电涂料印刷在薄膜上，辅以金属载流条、导电银浆等材料制成。经过几十年的发展，电热膜的应用范围越来越广，广泛覆盖了采暖、工业、农业等多个领域，在空气污染严重的今天，电热膜作为无排放取暖方式，有广泛的发展空间。电热膜通过涂料可以辐射出远红外线，对人体有理疗保健功效，体感舒适。配合智能控制系统，电热膜可以真正做到节能环保。

电热膜的核心发热体是电热涂料，其质量的好坏直接决定了电热膜的产品力。目前国内市场上的电热膜多为韩国技术，采用碳晶、碳浆等涂料，存有功率衰减严重，生产使用有VOC(挥发性有机化合物(volatile organic compounds))排放等严重缺点。

因此，研发一种水性电热涂料用组合物和水性电热涂料，以及将其应用在电热膜上具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种水性电热涂料用组合物和水性电热涂料及其制备方法和由其制备得到的电热膜。在由水性电热涂料制备电热膜的过程中，通过将碳纳米管、石墨烯和纳米炭黑复合应用，在发热层中搭建三维导电网络，从根本上解决电热膜功率衰减、生产使用排放等问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种水性电热涂料用组合物，其中，其中，所述水性分散树脂、所述碳纳米管、所述石墨烯和所述纳米炭黑的含量的重量比可以为1：0.09-0.4：0.08-0.3：0.1-0.7。

优选地，所述水性分散树脂、所述碳纳米管、所述石墨烯和所述纳米炭黑的含量的重量比为1：0.1-0.3：0.1-0.2：0.3-0.5。

优选地，所述水性分散树脂为水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂和水性氟碳树脂中的一种或多种；

优选地，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或多种；

优选地，所述石墨烯为采用物理剥离法制备的单层石墨烯和/或多层石墨烯，所述多层石墨烯的层数为1-10层。

优选地，所述组合物还含有水性树脂乳液，其中，所述水性分散树脂和所述水性树脂乳液的含量的重量比为1：0.4-1。

优选地，所述组合物还含有助剂，所述助剂选自消泡剂、分散剂、脱泡剂、流平剂、增稠剂和pH调节剂中的一种或多种；

优选地，所述水性分散树脂、所述消泡剂、所述分散剂、所述脱泡剂、所述流平剂、所述增稠剂和所述pH调节剂的含量的重量比为1：0.01-0.1：0.2-1：0.01-0.1：0.05-0.2：0.3-1：0.02-0.2。

本发明还提供了一种水性电热涂料，该涂料是将上述任意一项所述的涂料用组合物中的各组分混合而得到的。

本发明还提供了一种上述水性电热涂料的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：

(1)将碳纳米管、石墨烯、纳米炭黑和水性分散树脂进行混合和研磨；

(2)将步骤(1)得到的混合浆料与水性树脂乳液混合；

其中，可选地在步骤(1)和/或步骤(2)中引入助剂。

优选地，在步骤(1)中，所述研磨的过程包括第一研磨过程和第二研磨过程，所述第一研磨过程的条件包括：研磨的速度为700-800rpm，研磨的时间为50-70min，所述第二研磨过程的条件包括：研磨的速度为2000-4000rpm。

优选地，经过步骤(1)处理后得到的混合浆料的粒径为500nm-3μm。

优选地，将步骤(2)的混合过程得到的混合物的pH值调节至8-10。

本发明另一方面还提供了一种电热膜，其中，所述电热膜是由上述的水性电热涂料或者由上述的水性电热涂料的制备方法制备的水性电热涂料制备得到。

采用本发明的水性电热涂料或者水性电热涂料在制备电热膜的过程中，通过将碳纳米管、石墨烯和纳米炭黑复合应用，在发热层中搭建三维导电网络，从根本上解决电热膜功率衰减问题，又由于在制备过程中，由于没有引入不利于环境保护的物质，以及在制备过程中没有挥发性物质逸出，利于减少生产使用排放等问题。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是由实施例1制备的水性电热涂料制备得到的电热膜中的三维纳米导电网络的SEM照片；