專利名稱：一種添加納米材料的碳系導電漿料的制備方法及應用的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種添加納米材料的碳系導電漿料的制備方法及應用，屬于電熱功能 材料技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
本發(fā)明作出以前，碳系導電漿料一般由導電炭黑、石墨、高分子粘合劑、助劑、溶劑 等組成，經(jīng)高速攪拌、研磨等工藝制成。這種碳系導電漿料制成的電熱元件，電熱轉(zhuǎn)換效率通常在90% 95% ；加熱時輻 射的遠紅外線不能與人體輻射的遠紅外線相匹配，而且遠紅外線輻射強度低，作用于人體 影響微弱，對人體僅起加溫作用。本發(fā)明作出以前的碳系導電漿料，在電加熱領域，主要用于房屋采暖和管道保溫等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種添加納米材料的碳系導電漿料的制備方法及應用，就 是在碳系導電漿料中添加入適量具有遠紅外線增強功能的納米材料單獨采用或組合采用 納米、-ai2o3及納米Si02遠紅外材料，作為碳系導電漿料的遠紅外增強劑。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種添加納米材料的碳系導電漿料的制備方法選用電熱穩(wěn)定性好、符合電性能設計要求的碳系導電漿料；單獨采用或組合采用納米、-A1203及納米Si02遠紅外材料，作為碳系導電漿料的 遠紅外增強劑；將遠紅外納米材料納米、-A1203或/和納米Si02按比例加入碳系導電漿料中， 用手工攪拌進行初步混合，再置于容積10L、轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分的高速攪拌機進行高速攪拌、 充分混合20分鐘，然后采用三輥機研磨4 5遍，最后進行產(chǎn)品性能檢測。單獨采用納米Y-A1203或納米Si02，加入量為在添加了納米材料的碳系導電漿料 中所占的質(zhì)量分數(shù)為2% 10% ；或組合采用納米、-A1203及納米Si02，則要兩種納米材料等質(zhì)量加入，兩種納米 材料加入量在添加了納米材料的碳系導電漿料中所占的質(zhì)量分數(shù)各為 5% ；所用納米y -A1203的粒徑為lOOnm 200nm,納米Si02的粒徑為50nm lOOnm ；產(chǎn)品性能檢測要求達到的主要技術(shù)指標為(1)細度用刮板細度計檢測為彡5 iim ；(2)粘度用NDJ-79型旋轉(zhuǎn)式粘度計檢測為2500 2800厘泊；(3)固含量60% 士5%。調(diào)制好的添加了納米材料的碳系導電漿料，存放一個月后才能用于生產(chǎn)。用所述方法制備的添加納米材料的碳系導電漿料的應用用于制作各種納米遠紅外電熱基材納米遠紅外電熱膜、電熱布、電熱板；

所述納米遠紅外電熱基材用于制作各種電加熱產(chǎn)品、電采暖產(chǎn)品、理療健康產(chǎn)品、 農(nóng)牧業(yè)的地暖產(chǎn)品及大棚增溫產(chǎn)品。本發(fā)明的主要用途本發(fā)明的應用范圍廣泛，可用本發(fā)明的添加了納米材料的碳 系導電漿料替代目前市場上普遍應用于電加熱的普通碳系導電漿料，以提高節(jié)能效果，并 賦予碳系導電漿料顯著的理療保健功能。1、軍事上采用本發(fā)明添加了納米材料的碳系導電漿料已研制成功了 “部隊單兵 電熱裝置”，一套“部隊單兵電熱裝置”包括電熱保健馬甲、電熱保健護膝、電熱保健皮鞋、電 熱保健睡袋、電熱保健毯。“部隊單兵電熱裝置”已在部隊推廣應用，可望解決高寒地區(qū)部隊 官兵的御寒難題。此外，還可在部隊的軍用電熱帳篷、軍用方艙等方面得到廣泛的應用。2、民用冬季采暖方面用普通碳系導電漿料制成的低溫輻射電熱膜，正在我國房 屋采暖領域得到逐步推廣。如采用本發(fā)明添加了納米材料的碳系導電漿料替代普通碳系導 電漿料，由于本發(fā)明的添加了納米材料的碳系導電漿料電熱轉(zhuǎn)換效率高達99%，對節(jié)能具 有重要意義，符合低碳經(jīng)濟要求。3、在健康產(chǎn)業(yè)領域我國生產(chǎn)桑拿浴房的企業(yè)就很多，而且有大量出口，其加熱用 的電熱材料，都是用普通碳系導電漿料生產(chǎn)的，如改用本發(fā)明的添加了納米材料的碳系導 電漿料，不僅有顯著的節(jié)能效果，而且還可賦予更加顯著的理療保健功能。采用本發(fā)明添 加了納米材料的碳系導電漿料還能開發(fā)許多健康產(chǎn)品，對我國健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將是一種推 動。中國協(xié)和醫(yī)科大學教授、我國紅外醫(yī)學著名專家楊子彬院士稱采用本發(fā)明生產(chǎn)的電熱 理療產(chǎn)品，是可移動的“周林頻譜儀”，本發(fā)明可望在健康產(chǎn)業(yè)領域發(fā)展成一項很大的產(chǎn)業(yè) 集群ο4、工業(yè)、交通、農(nóng)牧業(yè)等方面采用本發(fā)明添加了納米材料的碳系導電漿料制成電 熱基材后，可以研究開發(fā)成眾多應用于工業(yè)、交通、農(nóng)牧業(yè)等方面的電熱產(chǎn)品，對促進我國 電加熱領域的技術(shù)進步、節(jié)能降耗，具有普遍推廣的重大意義。本發(fā)明所采用的碳系導電漿料和遠紅外納米材料均在市場定點采購，主要定點供 應商為碳系導電漿料由北京北斗科技發(fā)展有限公司按要求提供；遠紅外納米材料由上海 陽山材料科技有限公司按要求提供。實施本發(fā)明所采用的設備，均為通用設備。本發(fā)明的有益效果采用本發(fā)明添加了納米材料的碳系導電漿料及制作的產(chǎn)品， 其輻射波長為2. 5 μ m 14 μ m，峰值波長8 μ m左右，遠紅外線輻射強度增加20 %左右，能 有效提高作用于人體的透皮深度，從而作為能量療法可極大地增強療效。采用本發(fā)明添加了納米材料的碳系導電漿料及制作的產(chǎn)品，電熱轉(zhuǎn)換效率可從 90 95%提高到99%，對節(jié)能降耗、實現(xiàn)低碳經(jīng)濟具有重要意義。納米Y -Al2O3或/和納米SiO2,單獨使用或二者組合使用，使這種經(jīng)添加了納米材 料的碳系導電漿料的電熱轉(zhuǎn)換效率提高4% 9%，達到99%。也就是說采用這種添加了 納米材料的碳系導電漿料所制成的電熱膜，可節(jié)電4% 9%，對節(jié)能具有重要意義。采用 本發(fā)明的添加了納米材料的碳系導電漿料制成的電熱元件，加熱時輻射的遠紅外線波長在 2. 5 μ m 14 μ m，峰值波長在8 μ m左右，遠紅外線輻射強度提高了 20%左右，根據(jù)基爾霍夫 輻射定律，這樣的遠紅外線與人體輻射的遠紅外線(波長6 μ m 14 μ m，峰值波長9. 3 μ m)相匹配，形成最佳吸收并可轉(zhuǎn)化為人體的內(nèi)能，將其能量作用到皮下組織的一定深度，再通 過血液循環(huán)，將能量傳送到深層組織及器官，因此具有很好的理療保健功效，為能量醫(yī)學療 法提供了一種較為理想的功能材料，可廣泛用于人體的理療保健領域，對防治疾病，降低醫(yī) 療費用，提高人民的健康水平具有非常積極的意義。


圖1本發(fā)明的工藝流程圖。圖2導電膜通電加熱時輻射的遠紅外線圖譜。試樣1 添加了納米Y_A1203的碳 系導電漿料制作的紅外幅射電熱膜試樣；試樣2 未添加納米Y_A1203的碳系導電漿料制作 的對照膜試樣。
具體實施例方式以下本發(fā)明將結(jié)合工藝流程對使用的遠紅外納米材料作進一步的描述。實施例1 遠紅外納米材料使用的是Y _A1203，粒徑為lOOnm 200nm，加入量為在添加了納 米材料的碳系導電漿料中所占的質(zhì)量分數(shù)的2% 10%。納米y_A1203(或納米Si02)按 比例加入碳系導電漿料中，用手工攪拌進行初步混合，再置于容積10L、轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分的 高速攪拌機進行高速攪拌、充分混合20分鐘，然后采用三輥機研磨4 5遍，最后進行產(chǎn)品 性能檢測。將所得的添加了納米材料Y_A1203(或納米Si02)的碳系導電漿料用絲網(wǎng)印刷的 方法，印制在高分子薄膜上，接著放在烘箱中于150°C條件下烘干固化10分鐘，所得導電膜 制作電極后通電加熱至表面溫度40 43°C，測試導電膜通電加熱時輻射的遠紅外線圖譜， 見附圖2。將制作電極后的導電膜送中國計量科學研究院測試電熱轉(zhuǎn)換效率。電熱轉(zhuǎn)換效率 達到99%。實施例2 將實施例1得到的添加了納米材料Y_A1203的碳系導電漿料，用絲網(wǎng)印刷工藝印 制在組織結(jié)構(gòu)和經(jīng)緯密度符合要求的紡織布料上，經(jīng)烘干固化制成電熱布，再通過設計及 制作電極、封裝、縫紉等系列工藝，加工成電熱馬甲，用溫度可控的鋰電池供電，送北京圣路 加醫(yī)療信息咨詢公司采用美國制造的并被美國法院唯一認定其準確性的“ACUPRO II生物 能檢測儀”，進行對人體健康影響的測試，采樣檢測14個人，檢測結(jié)果表明用遠紅外納米 碳系導電漿料制成的電熱產(chǎn)品，對人體有很好的理療保健功能。實施例3 遠紅外納米材料使用的是納米、-A1203 (粒徑為lOOnm 200nm)和納米Si02 (粒 徑為50nm lOOnm)，二種材料等量加入，二種材料加入量為在添加了納米材料的碳系導電 漿料中所占的質(zhì)量分數(shù)各為 5%，按實施例1相同工藝條件制備得到添加了納米材料 的碳系導電漿料。將所得的添加了納米材料的碳系導電漿料用絲網(wǎng)印刷的方法，印制在樹 脂板上，接著放在烘箱中于150°C條件下烘干固化10分鐘，所得導電板制成桑拿浴房電熱 理療系統(tǒng)，其遠紅外線輻射圖譜和電熱轉(zhuǎn)換效率與實施例1有同樣的效果。
權(quán)利要求
一種添加納米材料的碳系導電漿料的制備方法，其特征在于單獨采用或組合采用納米γ-Al2O3及納米SiO2遠紅外材料，作為碳系導電漿料的遠紅外增強劑；將遠紅外納米材料納米γ-Al2O3或/和納米SiO2按比例加入碳系導電漿料中，用手工攪拌進行初步混合，再置于容積10L、轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分的高速攪拌機進行高速攪拌、充分混合20分鐘，然后采用三輥機研磨4～5遍，最后進行產(chǎn)品性能檢測；單獨采用納米γ-Al2O3或納米SiO2，加入量為在添加了納米材料的碳系導電漿料中所占的質(zhì)量分數(shù)為2％～10％；或組合采用納米γ-Al2O3及納米SiO2，則要兩種納米材料等質(zhì)量加入，兩種納米材料加入量在添加了納米材料的碳系導電漿料中所占的質(zhì)量分數(shù)各為1％～5％；所用納米γ-Al2O3的粒徑為100nm～200nm，納米SiO2的粒徑為50nm～100nm；產(chǎn)品性能檢測要求達到的主要技術(shù)指標為(1)細度用刮板細度計檢測為≤5μm；(2)粘度用NDJ-79型旋轉(zhuǎn)式粘度計檢測為2500～2800厘泊；(3)固含量60％±5％。
2.用權(quán)利要求1所述方法制備的添加納米材料的碳系導電漿料的應用，其特征在于 用于制作各種納米遠紅外電熱基材納米遠紅外電熱膜、電熱布、電熱板；所述納米遠紅外電熱基材用于制作各種電加熱產(chǎn)品、電采暖產(chǎn)品、理療健康產(chǎn)品、農(nóng)牧 業(yè)的地暖產(chǎn)品及大棚增溫產(chǎn)品。
全文摘要
一種添加納米材料的碳系導電漿料的制備方法及應用，屬于電熱功能材料技術(shù)領域。本發(fā)明單獨采用或組合采用納米γ-Al2O3及納米SiO2作為碳系導電漿料的遠紅外增強劑；將納米γ-Al2O3或/和納米SiO2按比例加入碳系導電漿料中，初步混合，再高速攪拌充分混合，然后采用三輥機研磨4～5遍，最后進行產(chǎn)品性能檢測。本發(fā)明添加納米材料的碳系導電漿料及制作的產(chǎn)品，其輻射波長為2.5μm～14μm，峰值波長8μm左右，遠紅外線輻射強度增加20％左右，能有效提高作用于人體的透皮深度，從而作為能量療法可極大地增強療效；本發(fā)明制作的產(chǎn)品，電熱轉(zhuǎn)換效率可提高到99％，對節(jié)能降耗、實現(xiàn)低碳經(jīng)濟具有重要意義，廣泛用于軍事、工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)療、交通、民用等許多領域。
文檔編號H01B13/00GK101847466SQ20101013786
公開日2010年9月29日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者成鴻章, 朱惠欣, 陳鳳余 申請人:朱惠欣;陳鳳余;成鴻章