石墨基電熱涂料制備工藝及性能研究.pdf_第1頁(yè)
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1、電熱涂料是在導(dǎo)電涂料基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種直接將電能轉(zhuǎn)化為熱能的特種功能性涂料。隨著科技的不斷進(jìn)步,電熱涂料的應(yīng)用領(lǐng)域也更加廣泛。由于傳統(tǒng)的電熱涂料表面發(fā)熱溫度較低、耐熱性、耐老化性能較差、維護(hù)成本高等較多的缺陷嚴(yán)重制約了電熱涂料的快速發(fā)展和許多領(lǐng)域的應(yīng)用。石墨本身具有高導(dǎo)電性、高熱導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)、良好的機(jī)械性能、耐腐蝕性強(qiáng)、價(jià)廉并且適用性好等眾多優(yōu)點(diǎn),成為目前最具發(fā)展前景的一類導(dǎo)熱材料,所以本文采用不同種類的石墨作為單一或者復(fù)合的導(dǎo)

2、電填料,柔性材料作為底材,采用區(qū)別于傳統(tǒng)研磨分散工藝的高速剪切乳化技術(shù),在已有的電熱涂料的研究基礎(chǔ)上制得了在安全電壓下具有優(yōu)異電熱性能的復(fù)合電熱涂料。
  本文首先使用球形石墨加工副產(chǎn)品作為原材料,加大了球形石墨生產(chǎn)過(guò)程中微粉副產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)附加值,能夠有效的減少生產(chǎn)成本;而后選用高純鱗片石墨為導(dǎo)電填料進(jìn)行對(duì)比,最后使用高純鱗片石墨與銅粉為混合導(dǎo)電填料,制得了電熱性能優(yōu)異的復(fù)合電熱涂料。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變導(dǎo)電填料的種類與含量、粘結(jié)劑的種類

3、與含量、涂層厚度、測(cè)試電壓、制備工藝參數(shù)、固化時(shí)間等一系列變量,研究這些因素對(duì)電熱涂層的電熱性能、附著力、耐老化性、耐化學(xué)品性等性能的影響,并通過(guò)掃描電子顯微鏡對(duì)涂層的微觀形貌進(jìn)行了分析和比較。
  實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明,較優(yōu)的實(shí)驗(yàn)配方是導(dǎo)電填料與粘結(jié)劑為1:1;其中,石墨粉為導(dǎo)電填料時(shí),極大地節(jié)省了生產(chǎn)成本,10 min內(nèi)能夠由室溫升高到96?C,體積電阻率為9Ω·cm,發(fā)熱功率可達(dá)7 W,但是與高純鱗片石墨相比,電熱性能存在一定差

4、距。高純鱗片石墨為導(dǎo)電填料時(shí),3 min內(nèi)能迅速升溫到96?C,發(fā)熱功率也可達(dá)9 W,加入最佳比例5%的銅粉后,電熱涂層升溫速率達(dá)到最快,僅用1.5 min就能升高到95℃,功率達(dá)14 W,體積電阻率為2.5Ω·cm左右,電熱性能為所有配方中最好。通過(guò)其他性能測(cè)試后發(fā)現(xiàn),最優(yōu)配方的涂層附著力較強(qiáng),耐老化性優(yōu)異,耐化學(xué)品性較強(qiáng),微觀結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定,綜合性能優(yōu)異。
  通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出最佳制備工藝參數(shù)是剪切轉(zhuǎn)速為10000 rad/min,分

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