石墨基電熱涂料制備工藝及性能研究.pdf

1、電熱涂料是在導(dǎo)電涂料基礎(chǔ)上開發(fā)出來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