導(dǎo)電性發(fā)熱涂料,又稱(chēng)電熱涂料,作為一種新型功能涂料,是在導(dǎo)電涂料基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出的具有優(yōu)異電熱特性的一種新型功能性涂料,具有廣泛的應(yīng)用前景。
導(dǎo)電性發(fā)熱涂料的分類(lèi):
按照是否添加導(dǎo)電材料分為:添加型與非添加型電熱涂料兩大類(lèi)。添加型電熱涂料的基料不具有導(dǎo)電能力,必須要摻加導(dǎo)電填料或?qū)щ娭鷦。而非添加型電熱涂料的基料自身能夠(qū)щ姡恍枰偬砑悠渌麑?dǎo)電材料。
按粘結(jié)劑的種類(lèi)可分為:無(wú)機(jī)系電熱涂料和有機(jī)系電熱涂料兩類(lèi)。無(wú)機(jī)系電熱涂料屬添加型電熱涂料,主要采用貴重金屬填料、金屬氧化物填料、炭黑粉、石墨粉、炭纖維和無(wú)機(jī)鹽類(lèi)材料等作為導(dǎo)電填料,以堿金屬硅酸鹽作為粘結(jié)劑配制而成。有機(jī)系電熱涂料需要添加一種或一種以上的有機(jī)粘結(jié)劑才具有導(dǎo)電性。
按固化條件分為常溫固化型、熱固化型、高溫?zé)Y(jié)型及紫外光或高能幅射囚化型電熱涂料。
按表面發(fā)熱溫度可分為低溫型涂料(表面發(fā)熱溫度范圍為50~100℃),中低溫型涂料(表面發(fā)熱溫度范圍為100~150℃),中溫型涂料(表面發(fā)熱溫度范圍為150~200℃),中高溫型涂料(表面發(fā)熱溫度范圍為200~250℃),高溫型涂料(表面發(fā)熱溫度為300℃以上)。
導(dǎo)電性發(fā)熱涂料的應(yīng)用:
在建筑上可應(yīng)用于暖房,如1991年日本的鈴木等開(kāi)發(fā)出了電熱涂料與太陽(yáng)能電池配套的熱水器裝置。該裝量是利用太陽(yáng)能電池作電源,電熱涂料作為發(fā)熱體,完全能滿(mǎn)足居民用水的要求,電壓只用24V以下,安全性很高;另外采用透明的電熱涂料用于防止窗玻璃結(jié)冰;用電熱涂料溶化飛機(jī)跑道及道路上的積雪以及電熱坐便器的報(bào)道也時(shí)有出現(xiàn);日常生活上的應(yīng)用如:電熱餐桌、電熱寫(xiě)字臺(tái)、電熱毯、電熱水器和電熱壁畫(huà)等;工業(yè)上的低溫烘烤電爐:如食品烘箱、木材的干燥等;在農(nóng)業(yè)上用作種子的干燥和育苗;在化工上可用作輸油管道的保溫等。
導(dǎo)電性發(fā)熱涂料的發(fā)展:
20世紀(jì)60年代,處于國(guó)際領(lǐng)先地位的美國(guó)的Aemeehemieals&Insulating,英國(guó)的RDFshieldingLT(RFS),日本的昭和電工等涂料公司相關(guān)研究者研制成的電熱涂料,主要是由硅酸鹽和有機(jī)高分子聚合物作粘結(jié)劑,加入炭黑、石墨、金屬系或金屬氧化物材料制成電熱涂料,也稱(chēng)電發(fā)熱漆。其原理是利用導(dǎo)電涂層的導(dǎo)電性能,將電能轉(zhuǎn)化為熱能,但其缺點(diǎn)是涂層發(fā)熱溫度不高、易脫落,粘結(jié)劑耐熱性不強(qiáng)、局部點(diǎn)易燒焦、導(dǎo)電填料易氧化和涂層結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)裂紋,導(dǎo)致涂層在使用過(guò)程中存在變質(zhì)問(wèn)題。
自20世紀(jì)70年代以來(lái),以SnO2為代表的半導(dǎo)體膜的研究應(yīng)用的到重視,雖該半導(dǎo)體膜具有良好的耐熱性,但由于制作要求專(zhuān)用設(shè)備,工藝復(fù)雜、成本高、成品率低,需在高溫條件下加工且對(duì)底材有一定的要求,因此不便推廣。80年代初,日本龜田化工工業(yè)公司采用純有機(jī)硅樹(shù)脂加入無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料和玻璃料配制成能耐500℃左右高溫涂料,但由于純有機(jī)硅樹(shù)脂價(jià)格昂貴,附著力較差,樹(shù)脂分子間的作用力較弱,所以導(dǎo)致不易完全固化,漆膜抗溶劑性能差。