一种发热浆料及其制备方法

文档序号：1116675 发布日期：2020-09-29 浏览：8次 >En<

阅读说明：本技术 一种发热浆料及其制备方法 (Heating slurry and preparation method thereof ) 是由周昭寅周志宏杨永添周昭宇王伟何青青于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种发热浆料及其制备方法,本发明的发热浆料包括以下质量百分比的制备原料：石墨15-20％；石墨烯1-5％；立方体磷酸锆0.5-1.25％；纳米托玛琳粉0.5-1.25％；蜡粉0-0.5％；有机载体55-65％；固化剂0.5-1％；助剂0.1-1％；有机溶剂A 10-15％。本发明的发热浆料,制备方法简单,操作方便,配方合理,以高性能的石墨为原料,适当添加石墨烯,内阻大,粒度分布均匀,易于涂覆浆料印刷形成面向,具有优良的面内散热,整体发热效果很好。(The invention discloses heating slurry and a preparation method thereof, and the heating slurry comprises the following preparation raw materials in percentage by mass: 15-20% of graphite; 1-5% of graphene; cubic zirconium phosphate 0.5-1.25%; 0.5 to 1.25 percent of nano tourmaline powder; 0 to 0.5 percent of wax powder; 55-65% of organic carrier; 0.5 to 1 percent of curing agent; 0.1 to 1 percent of auxiliary agent; 10-15% of organic solvent A. The heating slurry disclosed by the invention is simple in preparation method, convenient to operate and reasonable in formula, takes high-performance graphite as a raw material, is added with graphene properly, is high in internal resistance and uniform in particle size distribution, is easy to coat the slurry and print, has excellent in-plane heat dissipation and has a good overall heating effect.)

一种发热浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电阻浆料的技术领域，尤其涉及一种发热浆料及其制备方法。

背景技术

厚膜发热元件是指在基体上，将发热材料制成厚膜，进行通电发热的发热元件。现在广泛使用的厚膜电阻加热元件，外形美观、功率高、加热效果明显、耐压更高、工艺成熟、使用寿命明显提高，已经得到广泛的应用，取代原来造型单一的管状发热器，加热范围更广，弥补了原来PTC(Positive Temperature Coefficient)加热元件加热范围窄的问题。厚膜电阻作为新一代的电阻，以其显著的优势，正被广泛地应用。

传统厚膜电阻浆料由三种成分组成，即功能相、粘结相和作为溶剂的有机载体。功能相是体现浆料特性的关键，是主要研究对象；粘结相，起到粘接的作用，经过高温处理后，有机载体挥发，粘结相熔化成液态，冷却后，不仅将功能相的粉体粘接在一起，也将厚膜与基片粘接在一起；有机载体是在丝网印刷工艺中必须使用的部分。

传统的厚膜发热元器件主要是用贵金属作为功能相，成本较高，因此成本居高不下。目前厚膜发热元件的售价都非常高，难以广泛推广，在此技术已经成熟的情况下，如果要继续发展下去，必须寻找更廉价的替代材料，以求得进一步的发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种发热浆料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种发热浆料，所述发热浆料包括以下质量百分比的制备原料：

石墨15-20％；

石墨烯1-5％；

立方体磷酸锆0.5-1.25％；

纳米托玛琳粉0.5-1.25％；

蜡粉0-0.5％；

有机载体55-65％；

固化剂0.5-1％；

助剂0.1-1％；

有机溶剂A 10-15％。

作为本发明所述的发热浆料的优选实施方式，所述有机载体包括有机载体A和有机载体B；

所述有机载体A的制备方法为：将带苯环结构直链聚酯树脂，聚氯乙烯和有机溶剂B混合，使聚酯树脂完全溶解，得到有机载体A；

所述有机载体B的制备方法为：将环氧树脂与带羟基脂肪族活性稀释剂混合得到有机载体B。

作为本发明所述的发热浆料的优选实施方式，所述聚酯树脂的分子量为8000-1000，玻璃化温度为70-85℃；所述环氧树脂为脂环族环氧树脂；所述稀释剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇单丁醚、醇酯十二或丙二醇苯醚。

作为本发明所述的发热浆料的优选实施方式，所述有机载体A中各组分的质量百分比为：聚酯树脂25％，聚氯乙烯5％，有机溶剂B 70％；所述有机载体B中各组分的质量百分比为：环氧树脂70％，稀释剂30％。

作为本发明所述的发热浆料的优选实施方式，所述有机载体A和有机载体B的质量比为有机载体A：有机载体B＝4：1。

作为本发明所述的发热浆料的优选实施方式，所述固化剂为异氰酸酯和阳离子引发剂。

作为本发明所述的发热浆料的优选实施方式，所述有机溶剂A为二元酸酯混合物DBE、二乙二醇***醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、松油醇、丁基卡必醇、乙二醇单丁醚、醇酯十二和丙二醇苯醚中的至少一种。

作为本发明所述的发热浆料的优选实施方式，所述助剂包括分散剂、偶联剂、流平剂和消泡剂。

作为本发明所述的发热浆料的优选实施方式，所述分散剂为BYK-431、BYK-163和分散剂983中的至少一种；所述偶联剂为KH-560、Z-6040和TEGO410中的至少一种；所述流平剂为BYK-354、Silok355和DC-51中的至少一种；所述消泡剂为BYK-066N、DC62和DC163中的至少一种。

本发明还提供所述的发热浆料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)无机填料的制备：取石墨烯、石墨、立方体磷酸锆、纳米托玛琳粉、蜡粉和助剂，混合分散均匀；

(2)将步骤(1)中制备得到的无机填料，加入有机载体后混合均匀，研磨至浆料细度小于10μm，形成均匀的混合相，加入有机溶剂A调到粘度合适后即得浆料。

本发明的有益效果：本发明提供的一种发热浆料及其制备方法，制备方法简单，操作方便，配方合理，以高性能的石墨为原料，适当添加石墨烯，内阻大，粒度分布均匀，易于涂覆浆料印刷形成面向，具有优良的面内散热，整体发热效果很好，立方体磷酸锆具有自吸附功能含能量高，且有杀菌效果、纳米托玛琳粉自发远红外线以及热致红外线对身体有益。

具体实施方式

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

表1发热浆料的原料质量百分比

一种发热浆料，其制备方法如下：

(1)无机填料的制备

按照表1的质量百分比，取石墨烯(粒径5μm)、石墨、立方体磷酸锆、纳米托玛琳粉、蜡粉、分散剂BYK-431(德国毕克)、偶联剂KH-560(南京能德新材料技术有限公司)、流平剂BYK-354(德国毕克)和消泡剂BYK-066N(德国毕克)，在分散机内分散均匀。

(2)有机载体A的制备

按照表1的质量百分比，将分子量在8000-1000之间、玻璃化温度(TG)在70-85℃之间的带苯环结构直链高羟值聚酯树脂，混合聚氯乙烯，同时加入高沸点有机溶剂B，装入烧瓶中，加热至60-70℃，先只搅拌溶剂区不接触树脂使树脂溶胀，继续搅拌直到树脂完全溶解，得到30％固含树脂载体。

其中有机载体A中各组分的质量百分比为：聚酯树脂25％，聚氯乙烯5％，高沸点有机溶剂B 70％。

(3)有机载体B的制备

环氧树脂选择脂环族环氧树脂大赛璐的2021P，与带羟基脂肪族活性稀释剂三羟甲基丙烷三缩水甘油醚混合。

有机载体B中各组分的质量百分比为：大赛璐的2021P 70％，带羟基脂肪族活性稀释剂三羟甲基丙烷三缩水甘油醚30％。

(4)固化剂，选择异氰酸酯，阳离子引发剂。可以常温储存，潜伏期长。

(5)将上述步骤中制备得到的无机填料、有机载体(有机载体A和有机载体B)按表1的质量百分比用混料机混合均匀，在三辊机中研磨，研磨至浆料细度小于10μm，使之形成均匀的混合相，加入有机溶剂A二元酸酯混合物DBE调粘度合适后即得浆料，将浆料涂覆或者印刷在基材上面，烘干制备成薄膜，然后测量其电阻。

实施例2

一种发热浆料，其制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于各原料的质量百分比不同，本实施例中各原料的质量百分比如表2所示。

表2发热浆料的原料质量百分比