[发明专利]一种高温电热涂料及其制备方法

说明书

本发明公开一种高温电热涂料及其制备方法，本发明的高温电热涂料包括按质量百分比计的如下组分：第一电热填料5‑50%、第二电热填料0‑10%、耐高温粘结剂10‑40%、耐高温填料0.1‑10%、分散剂1‑10%、功能助剂0.1‑10%，余量为水。本发明的高温电热涂料具有电阻率小、储存稳定性好、升温速率快、热转换效率优异等优点，可在短时间内使发热温度达到200~600℃，高温下保持各组分材料稳定不氧化，并可保证长期使用温度在300℃左右，且发热情况分布均匀，长期使用不会发生功率衰退；另外，制备该高温电热涂料的方法工艺简单、安全环保，成本低廉，适合大规模的工业化生产。

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别涉及一种高温电热涂料及其制备方法。

背景技术

电热涂料作为功能涂料的一种，是在导电涂料的基础上开发的一种具有优异电热特性的新型功能涂料。它能像油漆一样覆着在需要加热的物体的表面或任意面上进行加热，由于可以直接覆着在基材表面，因此具有极高的热效率。与电暖器相比，电热涂料具有使用寿命长、省电方便、安全可靠等优点，在生产和生活的各个方面都有着广泛的应用前景，如用于建筑取暖、工业烘箱干燥、石油化工管道保温等。随着科技工业的不断发展，对于功能性涂料的性能要求不断提高。

目前市面上使用广泛的电热涂料是一种将炭黑、石墨等碳系材料为导电剂，均匀分散于有机载体中，同时以涂覆、丝印、凹印等方式施涂于PET、环氧玻纤板、陶瓷面板等绝缘性基材上，再以导电载流条作为两端电极，在电极两端施加电压，从而稳定发热的功能涂料。电热填料赋予电热涂料电热性能，电热填料主要有金属系、碳系等几类。金属系具有很好的导电性，但是都比较容易氧化，这会严重影响涂料的导电性能，进而影响涂料的发热效果，而且金属粉成本很高，严重限制其实际应用，此外由于金属粉的密度比较大，涂料会有沉降的问题；碳系填料具有质轻、无毒无害、不易氧化、价格低廉等优点，在国内外电热涂料均应用较多，但碳系电热性能与金属仍具有差距，电阻率较银、铜、镍、铝等金属大，致使碳系电热涂料升温较慢、温度不高而难以广泛应用。若通过增大导电填料的含量来降低电阻值，则会导致涂层的附着力下降，影响涂层的使用寿命。目前市场上公开了几种电热涂料专利，它们主要是采用碳粉和石墨作为填料，存在的问题是这些电热涂料的电阻都在几十欧姆以上，若进一步增大导电填料含量来降低电阻，则涂层的附着力变差，实际使用时发热效率相对较低，需要较高的电压(高于 36伏安全电压)，不利于实际应用。

现有技术中的电热涂料大多都存在表面发热温度不高，升温速率慢，发热温度不均匀，发热效率低，最高温度不到200℃，耐热性和耐老化性能较差，使用时间长易发生功率衰退，工作寿命比较短等缺陷，严重制约了电热涂料的快速发展和在许多领域的应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种高温电热涂料。该高温电热涂料具有电阻率小、储存稳定性好、升温速率快、热转换效率优异等优点，可在短时间内使发热温度达到200～600℃，高温下保持各组分材料稳定不氧化，并可保证长期使用温度在300℃左右，且发热情况分布均匀，长期使用不会发生功率衰退；另外，制备该高温电热涂料的方法工艺简单、安全环保，成本低廉，适合大规模的工业化生产。

具体地，本发明的技术方案如下：

一种高温电热涂料，其特征在于，包括按质量百分比计的如下组分：第一电热填料5-50％、第二电热填料0-10％、耐高温粘结剂10-40％、耐高温填料0.1-10％、分散剂1-10％、功能助剂0.1-10％，余量为水。

作为本发明高温电热涂料的一种改进，所述第一电热填料为碳系导电材料，包括碳纳米管、石墨烯、碳纤维、人造石墨、天然石墨和导电炭黑中的任意一种或多种组合。

作为本发明高温电热涂料的一种改进，所述第二电热填料为抗氧化处理后的金属粉，包括银粉、铝粉、铜粉、镍粉或铁粉中的任意一种或多种组合。