【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于导电发热材料领域，具体涉及一种水性导电发热浆料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前市场上主要的导电发热浆料以油性导电发热浆料和复合金属导电油墨浆料为主，其中，复合金属导电油墨浆料的导电性能随金属粉末用量的提高而提升，但是金属粉末的密度相对较大，易沉淀，使用不方便。此外，现有导电发热浆料中多采用有机溶剂，在使用过程中存在voc排放，且清洗设备时也要用有机溶剂，对环境造成一定的污染。
2、cn112188660a公开了一种水性石墨烯基电热膜及其制备方法，其仅用石墨烯作为鳞片石墨分散8小时制得，用时久，成本高，且导电物质仅为石墨烯，石墨烯为片层结构容易折叠堆积形成空穴或间隙，造成导电性能差、寿命短；cn112738929a公开了一种水性电热膜及其制备方法，此方法需要在基材表面预涂覆热熔胶，在涂覆电热涂层干燥后，进一步升温至其软化点温度以上，利用其软化吸附嵌入作用可直接将部分导电碳层中的纳米导电碳材料嵌入热熔胶中，形成与基材的紧密结合，工艺复杂，当在热熔胶上直接涂覆导电填料，导电填料流动性变差，印刷产生的气泡在烘干的过程中破裂，导电填料无法流动填充，产生针孔，影响品质。
3、因此，目前市场上的导电发热浆料主要存在以下问题：金属类导电发热浆料易沉淀、油性导电油墨的电热膜易对环境造成污染、水性导电发热浆料的电热膜存在制备工艺复杂，有气泡易产生针孔，寿命短等缺陷，均无法满足使用要求。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一
2、本专利技术的目的之二在于提供一种水性导电发热浆料的制备方法。
3、本专利技术的目的之三在于提供上述水性导电发热浆料在发热电子产品中的应用。
4、为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
5、本专利技术的第一个方面提供了一种水性导电发热浆料，包括以下质量份的原料：处理后的石墨烯1-2份、碳纳米管1-3份、导电炭黑2-5份、水性树脂15.5-24.5份、分散剂0.4-0.8份、消泡剂0.1-0.3份、固化剂0.2-0.6份、水20-40份；所述处理后的石墨烯是通过将石墨烯在惰性气氛1000～1200℃下热处理制得。
6、在本专利技术中，石墨烯在热处理过程中，石墨烯中的杂质及挥发成分被排出，且石墨烯中碳二维结构重排，使石墨烯的纯净度更高且微观结构发生改变，进而使处理后的石墨烯的导电性能显著提升，可以进一步提高含有该处理后的石墨烯的导电发热浆料的导电性。此外本专利技术中处理后的石墨烯能够有效的吸收并再辐射红外光线，从而实现发热的功能，其原因是：处理后的石墨烯能带结构中的电子能级适合红外光子能量，导致电子在能带中跃迁，从而产生红外辐射。
7、本专利技术中采用的处理后的石墨烯为片状、碳纳米管为线状、导电炭黑为点状，三种不同形状的导电粉体混合后相互交叉、填充和支撑，一方面可以防止本专利技术水性导电发热浆料中颗粒间团聚沉淀，延长水性导电浆料的保质期；另一方面可以使形成的导电发热涂层更加紧密，封闭型固化剂的加入随着温度的升高释放异氰酸酯基团，与水性树脂链上的氨基、羟基、羧基反应，形成交联结构，提升涂层的硬度和耐磨性能，同时导电粉体(即处理后的石墨烯、碳纳米管和导电炭黑)伴随水性树脂的交联也更加紧密，形成更致密的导电网络，减少衰减速率，提升使用寿命性能，导电性能更佳。
8、优选地，所述处理后的石墨烯为片状。
9、优选地，所述碳纳米管为线状。
10、优选地，所述导电炭黑为粉末状。
11、优选地，所述导电炭黑选自科琴黑、乙炔、焦炭中的至少一种。
12、优选地，所述碳纳米管选自单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的至少一种。
13、优选地，所述惰性气氛选自氮气、氩气、氙气中的至少一种。惰性气氛下对石墨烯进行热处理可以防止石墨烯高温氧化。
14、优选地，所述分散剂为氨基改性共聚高分子分散剂、非离子型高分子分散剂中的至少一种。
15、优选地，所述氨基改性共聚高分子分散剂为江苏金图化工有限公司的wf816。
16、优选地，所述非离子型高分子分散剂为佛山千佑化工有限公司的akn-2070。
17、优选地，所述消泡剂为非硅化合物与气相二氧化硅类的混合物、硅聚醚型消泡剂中的至少一种。
18、优选地，所述非硅化合物与气相二氧化硅类的混合物为江苏金图化工有限公司的wx201。
19、优选地，所述硅聚醚型消泡剂为广州辛格斯新材料商行的x101867。
20、优选地，所述固化剂选自万俊化工的c68、苏州青田新材料有限公司的aa-9076d中的至少一种。本专利技术中的固化剂在90-120℃以上才会与水性树脂发生交联固化，因此，本专利技术中的水性导电发热浆料在常温下不易固化，可以提高丝网印刷的稳定性以及降低水性树脂受热的膨胀性，提升所形成的电热膜涂层的使用寿命。
21、优选地，所述石墨烯的粒径为5～10μm。
22、优选地，所述热处理时间为10～20min。
23、优选地，所述水性树脂为水性树脂溶液，所述水性树脂溶液的ph为7～9。
24、优选地，所述水性树脂溶液中含有羟基、羧基和氨基。
25、优选地，所述水性树脂溶液包括水性丙烯酸树脂溶液1-3份、水性丙烯酸改性树脂溶液7-9份、水性聚酯树脂溶液6-8份、改性水性聚酯溶液1-3份、水性聚氨酯溶液0.5-1.5份。
26、优选地，所述水性丙烯酸改性树脂溶液的固含量为40～55％，25℃测得的粘度≥2000cps；羟值为40～50，酸值为60～70；进一步优选地，所述水性丙烯酸改性树脂溶液为佛山市红树水性印涂材料有限公司的牌号h-122的产品，其主要对羟基和羧基进行改性，固含量为48-50％，25℃测得的粘度≥2000cps，羟值48，酸值65。
27、优选地，所述水性丙烯酸改性树脂溶液是指对羟基和羧基进行改性得到。
28、优选地，所述水性聚酯树脂溶液的固含量为43～47％，25℃测得的粘度为30～500cps；进一步优选地，所述水性聚酯树脂溶液为长兴化学有限公司的牌号rterkyd 1560的产品，其固含量为43-47％，25℃测得的粘度为30-500cps。
29、优选地，所述改性水性聚酯溶液的固含量为40～50％，25℃测得的粘度为6000～9000cps，羟基含量为5～6％；进一步优选地，所述改性水性聚酯溶液为广东润昌南星新材料有限公司的牌号rheritm2081的产品，其固含量为45±1％，25℃测得的粘度6000-9000cps，羟基含量为5.5％。
30、优选地，所述水性聚氨酯溶液的固含量为40～45％，25℃测得的粘度为600～1200cps；进一步优选地，所述水性聚氨酯溶液为广州市长浩贸易有限公司的牌号sgr-2016w的产品，其固含量为42％，25℃测得的粘度为600-1200cps。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水性导电发热浆料，其特征在于：包括以下质量份的原料：处理后的石墨烯1-2份、碳纳米管1-3份、导电炭黑2-5份、水性树脂15.5-24.5份、分散剂0.4-0.8份、消泡剂0.1-0.3份、固化剂0.2-0.6份、水20-40份；所述处理后的石墨烯是通过将石墨烯在惰性气氛1000～1200℃下热处理制得。
2.根据权利要求1所述的水性导电发热浆料，其特征在于：所述导电炭黑选自科琴黑、乙炔、焦炭中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的水性导电发热浆料，其特征在于：所述石墨烯的粒径为5～10μm。
4.根据权利要求1所述的水性导电发热浆料，其特征在于：所述热处理时间为10～20min。
5.根据权利要求1所述的水性导电发热浆料，其特征在于：所述水性树脂为水性树脂溶液，所述水性树脂溶液的pH为7～9；
6.根据权利要求5所述的水性导电发热浆料，其特征在于：所述水性树脂溶液包括水性丙烯酸树脂溶液1-3份、水性丙烯酸改性树脂溶液7-9份、水性聚酯树脂溶液6-8份、改性水性聚酯溶液1-3份、水性聚氨酯溶液0.5-1.5份。<...
【技术特征摘要】
1.一种水性导电发热浆料，其特征在于：包括以下质量份的原料：处理后的石墨烯1-2份、碳纳米管1-3份、导电炭黑2-5份、水性树脂15.5-24.5份、分散剂0.4-0.8份、消泡剂0.1-0.3份、固化剂0.2-0.6份、水20-40份；所述处理后的石墨烯是通过将石墨烯在惰性气氛1000～1200℃下热处理制得。
2.根据权利要求1所述的水性导电发热浆料，其特征在于：所述导电炭黑选自科琴黑、乙炔、焦炭中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的水性导电发热浆料，其特征在于：所述石墨烯的粒径为5～10μm。
4.根据权利要求1所述的水性导电发热浆料，其特征在于：所述热处理时间为10～20min。
5.根据权利要求1所述的水性导电发热浆料，其特征在于：所述水性树脂为水性树脂溶液，所述水性树脂溶液的ph为7～9；...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆港，梁亚涛，朱红芳，陈钢，李桂林，姚健，张力文，
申请(专利权)人：广东聚石科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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