[发明专利]一种碳基浆料、碳薄膜及其制备方法在审
申请号: | 202211036067.1 | 申请日: | 2022-08-27 |
公开(公告)号: | CN115472330A | 公开(公告)日: | 2022-12-13 |
发明(设计)人: | 姜杨;陶骏;吴章辉;邓华静;王睿 | 申请(专利权)人: | 东风商用车有限公司 |
主分类号: | H01B1/24 | 分类号: | H01B1/24;H01B13/00;H05B3/14 |
代理公司: | 湖北竟弘律师事务所 42230 | 代理人: | 杜娟 |
地址: | 442000 *** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 浆料 薄膜 及其 制备 方法 | ||
本申请涉及一种碳基浆料、碳薄膜及其制备方法,碳基浆料包括以下重量组分:纳米碳材料10~40份、粘结剂200~400份、氟化二氧化钛5~20份。本申请提供的碳基浆料通过添加氟化二氧化钛,使其具备良好抗菌性能,同时氟化处理的二氧化钛有效提高碳薄膜的疏水性;碳薄膜制备方法采用先冷冻后加热方式,使得碳薄膜表面形成若干个微米‑纳米级凸起,其尺寸远小于水滴毫米级别的直径,使得水滴无法浸润薄膜表面,由此形成了超疏水层,该超疏水层的水接触角为165~175°,滚动角5~15°,提供了一种可电加热、兼具自清洁与抗菌效果的纳米碳薄膜材料。
技术领域
本申请涉及新型电加热技术领域,特别涉及一种碳基浆料、碳薄膜及其制备方法。
背景技术
纳米碳膜是以纳米碳浆料为发热基材,采用功率控制及涂布工艺,利用高固含碳浆料分散技术,高附着力碳材料复配技术,以及零漏电电热膜设计与制备技术制作而成,确保了产品在电阻、功率具有良好的稳定性。纳米碳膜在电场的作用下,发热体中的碳分子团产生布朗运动,碳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和对流的形式对外传递,发热方式均匀,因此被作为电热膜广泛应用于供暖、采暖设备,例如理疗器械、汽车座椅、方向盘等领域中。
相关技术中,纳米碳电热膜主要由碳基材料与有机粘结剂经混合、涂布后干燥得到,该纳米碳电热膜实际使用过程中存在疏水性能差的问题,极易缩短产品使用寿命,并限制了其应用范围。此外长期使用过程中,空气中的细菌、污渍等容易在电热膜表面沉积,影响其发热性能和清洁度。
发明内容
本申请实施例提供一种碳基浆料、碳薄膜及其制备方法,以解决相关技术中纳米碳电热膜抗菌性和疏水性能不高的问题。
第一方面,本申请提供了一种碳基浆料,包括以下重量组分:
纳米碳材料10~40份、粘结剂200~400份、氟化二氧化钛5~20份。
一些实施例中,所述氟化二氧化钛为棒状晶体,棒状晶体的直径为100~300nm,长度为1~3μm。
一些实施例中,所述纳米碳材料的粒径小于100nm。
一些实施例中,所述纳米碳材料包括碳纳米管、碳纳米纤维、纳米碳球、石墨烯、膨胀石墨中的至少一种。
一些实施例中,所述粘结剂包括N-甲基吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚四氟乙烯、聚丙烯酸中的至少一种。
一些实施例中,所述粘结剂由N-甲基吡咯烷酮和聚偏氟乙烯组成,所述N-甲基吡咯烷酮与所述聚偏氟乙烯的质量比为(12~6):1。
第二方面,本申请提供了一种碳薄膜的制备方法,包括如下步骤:
将如上所述的碳基浆料涂布至基材上,静置;
将涂布有碳基浆料的基材先在-30℃~-18℃冷冻处理3~8h;
然后在100~150℃热处理5~8h,得到碳薄膜。
一些实施例中,静置处理时间为1~3h。
第三方面,本申请提供了一种碳薄膜,由如上所述的制备方法制备得到;
所述碳薄膜包括碳膜基体以及包覆于碳膜基体表面的超疏水层,所述超疏水层由相间排列并嵌入碳膜基体的氟化二氧化钛构成,所述氟化二氧化钛在碳膜基体表面形成凸起。
一些实施例中,所述凸起的高度为100~300μm,直径为50~200μm,相邻凸起之间的间距为300~500μm。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括:本申请提供的碳基浆料通过添加氟化二氧化钛,使其具备良好抗菌性能,同时氟化处理的二氧化钛有效提高碳薄膜的疏水性;
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