一种水性恒阻载流发热液胶及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种液态电热材料，确切地说是一种水性恒阻载流发热液胶及其制备方法。
背景技术
现有的比较常见的液态电热材料主要是油性载流液胶。这种材料是以信那水为溶剂、以碳粉为载流物质、以粘结材料为辅剂混合而成的。由于信那水属于油性物质，故称之为油性载流液胶。应用过程中，可将其涂附于载体的表面上，待其干固后，即可制成电热体。所说载体包括棉质的线、网等天然纤维物料，或尼龙线、绳、网等化纤物料，或金属丝及其编织物等金属物料。等等。由于现有的油性载流液胶以信那水为溶剂，因此，它在生产和使用过程中难免存在下述问题：1、对外挥发有害气体，造成环境污染，给生产者和使用者身体健康带来不利影响；2、在应用过程中，这种油性载流液胶的浸透性较差，不易均匀地涂附在其载体上，因而不易形成稳定的阻值，难以保证产品的使用性能。
【发明内容】
本发明的目的是为人们提供一种对环境无污染，浸透性较好的水性恒阻载流发热液胶及其制备方法，以便解决现有技术存在的上述问题。
本发明的目的是这样实现的，取研磨至20-40纳米级别的碳粉适量，加水搅拌至均匀，使之形成碳粉乳液；按碳粉重量10％的比例加入聚乙烯醇树脂研磨粉剂，持续搅拌，同时加热至160℃并加入碳粉总量2-4％的聚丙烯酰胺钾盐与水解聚丙烯腈，继续搅拌至均匀，随后冷却至室温，同时加入5-7％的水性丙烯酸树脂粉剂与水性聚氨酯分散体，继续搅拌至所有溶质均匀混合止。
由于本发明使用了水性溶剂，因此它与现有技术相比具有如下优点：1、生产和使用过程中对环境无污染，对人身无损害；2、应用中，其浸透性和粘着性较强，使得采用本发明生产的最终产品即发热体具有阻值恒定，性能稳定，使用寿命长的突出特点；3.本发明工艺简化，生产成本较低，生产效率较高。
【具体实施方式】
一、生产原料的理化性能及其来源
1.聚乙烯醇树脂
聚乙烯醇树脂系列产品系白色固体，外形分为絮状、颗粒状、粉状三种。无毒无味，无污染，可在80-90℃的水中溶解。其水溶液具有很好的粘结性和成膜性；耐油类、润滑剂和烃类等大多数有机溶剂；具有长链多元醇酯化、醚化、缩醛化等化学性能。通常市场可购。
2.聚丙烯酰胺钾盐
聚丙烯酰胺钾盐是一种部分水解聚丙烯酰胺-聚丙烯酰胺钾盐的共聚物。它具有很强的页岩抑制作用，故除用作增稠剂和包被剂外，还可用于页岩抑制剂。聚丙烯酰胺钾盐可溶于淡水、咸水和盐水，常以0.5-1.0％的水溶液形式使用，其抗温性能可达到160-180℃。市场可购。
3.水解聚丙烯腈
水解聚丙烯腈别名降滤失剂，是一种能自由流动的粉末或颗粒，易溶于水，在空气中易吸水成块，但不影响其性能。它是优良的降失水剂，能大幅度降低失水而粘度效应很小。反絮凝作用小，能与PHP配合使用，可作低固相不分散泥浆的降失水剂。热稳定性好，可作高温降失水剂，淡水中耐温可达250℃。市场可购。
4.水性丙烯酸树脂主链和侧链中含有足够多的极性基团或离子而能溶于水的丙烯酸树脂。主要包括聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和某些N-取代的聚丙烯酰胺、局丙烯酸盐等。具有一般水溶性高分子的性质，主要有：增粘性。少量的水分子可使水的粘度增加很多；吸附性。容易吸附水中的固体微粒，容易被其他固体表面吸附，一次，有良好的絮凝作用；导电和离子交换性。带离子的水溶性丙烯酸树脂具有这种性质；和金属离子的作用。极性基团可和金属离子形成螯合物。用一般合成高分子的方法、反相乳液聚合法或接枝聚合法可抑制的水溶性丙烯树脂。也可以某些侵谁的丙烯酸系单体或含有足够量亲水性丙烯酸系单体和丙烯酸酯及其他单体的混合物，以水为溶剂进行聚合，直接制成丙烯酸树脂的水溶液。市场可购。
5.水性聚氨酯分散体
水性聚氨酯分散体是一类分散在水中溶胀的聚氨酯粒子，粒度大多为0.01-0.5微米，比丙烯酸类乳液的较小。目前，水性聚氨酯分散体有阴离子型、阳离子型和非离子型三种类型。涂料工业中大多使用阴离子型聚氨酯分散题。其特点是单组分，切勿游离的疫氰酸酯，无毒。室温成膜，不需要添加成膜助剂，故可使体系中的挥发性有机物(VOC)含量将为0，具有使用安全，无环境污染等优点。水性聚氨酯还具有流平性好，遮盖力强，附着牢固，涂层耐寒，耐热的特点。水性聚氨酯分散体虽然相对分子量很高，但是粘度较低，以加工，施工方便，其机械性能堪与溶剂型聚氨酯比美，具有突出的硬度、耐磨性和耐化学品性。市场可购。
二、本发明技术方案中有关用词解释
“取研磨至20-40纳米级别的碳粉适量”，其中“适量”一词的含义是根据设备生产能力和单次生产量情况，事先确定的碳粉的投入量。
三、本发明生产实例
(一)取研磨至20-40纳米级别的碳粉100kg，加水搅拌至均匀，使之形成碳粉乳液；取聚乙烯醇树脂研磨粉剂10kg加入碳粉乳液中，持续搅拌，同时加热至160℃并加入2kg的聚丙烯酰胺钾盐与水解聚丙烯腈，继续搅拌至均匀，随后冷却至室温，同时加入7kg的水性丙烯酸树脂粉剂与水性聚氨酯分散体，继续搅拌至所有溶质均匀混合止。
(二)取研磨至20-40纳米级别的碳粉100kg，加水搅拌至均匀，使之形成碳粉乳液；取聚乙烯醇树脂研磨粉剂10kg加入碳粉乳液中，持续搅拌，同时加热至160℃并加入4kg的聚丙烯酰胺钾盐与水解聚丙烯腈，继续搅拌至均匀，随后冷却至室温，同时加入5kg的水性丙烯酸树脂粉剂与水性聚氨酯分散体，继续搅拌至所有溶质均匀混合止。
(三)取研磨至20-40纳米级别的碳粉100kg，加水搅拌至均匀，使之形成碳粉乳液；取聚乙烯醇树脂研磨粉剂10kg加入碳粉乳液中，持续搅拌，同时加热至160℃并加入3kg的聚丙烯酰胺钾盐与水解聚丙烯腈，继续搅拌至均匀，随后冷却至室温，同时加入6kg的水性丙烯酸树脂粉剂与水性聚氨酯分散体，继续搅拌至所有溶质均匀混合止。
(四)取研磨至20-40纳米级别地碳粉100kg，加水搅拌至均匀，使之形成碳粉乳液；取聚乙烯醇树脂研磨粉剂10kg加入碳粉乳液中，持续搅拌，同时加热至160℃并加入2kg的聚丙烯酰胺钾盐与水解聚丙烯腈，继续搅拌至均匀，随后冷却至室温，同时加入5kg的水性丙烯酸树脂粉剂与水性聚氨酯分散体，继续搅拌至所有溶质均匀混合止。
(五)取研磨至20-40纳米级别的碳粉100kg，加水搅拌至均匀，使之形成碳粉乳液；取聚乙烯醇树脂研磨粉剂10kg加入碳粉乳液中，持续搅拌，同时加热至160℃并加入4kg的聚丙烯酰胺钾盐与水解聚丙烯腈，继续搅拌至均匀，随后冷却至室温，同时加入7kg的水性丙烯酸树脂粉剂与水性聚氨酯分散体，继续搅拌至所有溶质均匀混合止。
四、本发明应用实例
(一)首先，将本发明加热到80℃；然后，将其罐装到预先制备的挂浆容器中；再后，使本发明载体即棉质的线、网等天然纤维物料，或尼龙线、绳、网等化纤物料，或金属丝及其编织物等金属物料等自挂浆容器的挂浆装置中通过，使之以浸泡或涂装方式将本发明携载；最后，经冷却、干燥，制得发热体成品。
应当说明，在实际应用中，挂浆层的厚度取决于发热体的具体性能要求。
(二)在常温条件下，将本发明直接涂装于无纺布或壁纸等物料的表面上，涂层厚度为0.1-0.2mm，干燥后，可将其用作电磁波屏蔽材料。