一种水性电热储能涂料、制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种水性电热储能涂料、制备方法及应用，其中，所述水性电热储能材料按重量计包括：水性树脂乳液：10～15份；助剂：3～5份；导电填料：35～45份；储能填料：35～45份，所述制备方法中，根据所公开的配方及相应设定的参数，可得到性能更为优异、更稳定的水性电热储能涂料。该水性电热储能涂料兼具加热与储能的特性，可用于电网削峰填谷。

权利要求

1.水性电热储能涂料，其特征在于，由按以下重量份计的原料组成：水性树脂乳液：10~

15份；助剂：3 5份；导电填料：35 45份；储能填料：35 45份，其中，所述导电填料按重量计，~ ~ ~

包括：多壁碳纳米管：1 5份；超导电炭黑：40 50份；短切碳纤维：55 60份，其中，所述多壁碳~ ~ ~

纳米管为碳纳米管黑色粉末，长径比为500 2000，管长为5 10μm，所述超导电炭黑为超导乙~ ~

炔炭黑，超导电炉法炭黑，超导色素炭黑中的一种或几种，所述超导电炭黑电阻率为0.2~

1.0Ω·m，平均粒径为10 25nm，所述短切碳纤维为无胶聚丙烯腈炭化碳纤维，单丝纤维直~

径为5 10μm，电阻率为1.0 2.5Ω·m，短切长度为1.0 5.0mm，所述储能填料为微胶囊化相~ ~ ~

变材料，吸附型相变材料中的一种或两种，所述相变材料为正十五烷，正十六烷，正十七烷，正十八烷，正二十烷，正二十一烷，正二十二烷，正二十三烷，石蜡，甘油，乙醇氯化锂，聚乙二醇600，乳酸，棕榈酸甲酯，氰胺，棕榈酸，硬脂酸甘油酯，六水合氯化钙，十水合硫酸钠，十水合碳酸钠，六水合三氯化铁，九水合硝酸铁，七水合硫酸镁，四水合氯化镁，新戊二醇/季戊四醇/三羟甲基乙烷混合物，氯化钙/氯化钠/氯化钾/水混合物中的一种或几种，所述微胶囊化相变材料为相变材料乳化后通过原位聚合法或界面聚合法对相变材料进行包覆的一种相变材料，壳芯质量比为5 30%，所述吸附型相变材料为相变材料熔融，溶解后通过硅~

藻土，沸石，膨胀珍珠岩等多孔材料吸附的一种相变材料，相变材料质量占比为30 80%，所~

述水性电热储能涂料的制备方法，包括如下步骤：（1）、按重量比，将水性树脂乳液与助剂进行混合，采用搅拌桨进行分散，其中，搅拌桨分散速度为500 1000r/min，搅拌时间为5 10min；

~ ~

（2）、将导电填料加入（1）中分散完毕的乳液中，搅拌为膏状后，向其内添加重量为分散完毕的乳液的1.5 5倍、粒径为1 10mm的氧化锆球进行球磨分散，其中，分散时间为5 8h；

~ ~ ~

（3）、将储能填料加入（2）中分散完毕的浆料中，采用搅拌桨进行分散，其中，搅拌桨分散速度低于200 400r/min，搅拌时间为1 2h。

~ ~

2.按照权利要求1所述的水性电热储能涂料，其特征在于：所述水性树脂乳液为水性丙烯酸乳液，水性聚氨酯乳液，水性环氧树脂乳液中的一种或几种，所述水性树脂乳液中固含量为40 60%。

~

3.按照权利要求1所述的水性电热储能涂料，其特征在于：所述助剂为消泡剂，润湿剂，成膜助剂中的一种或几种。

4.按照权利要求3所述的水性电热储能涂料，其特征在于：所述助剂按重量计，包括：消泡剂：5 8份；润湿剂：50 65份；成膜助剂：30 45份。

~ ~ ~

5.权利要求1至4中任一项所述的水性电热储能涂料的应用，包括如下步骤：（1）选取绝缘、干燥平面或有一定曲度的表面，按照输入电压24 36V，面功率为100~ ~

2

300W/m 计算并得到水性电热储能涂料施工面积，按照使用面积通过粘接的方式，进行涂层电极的施工；

（2）采用滚涂、丝印的方式在（1）中铺设的电极之间进行水性电热储能涂料的施工；

（3）涂层干燥后，在两电极间测试涂层电阻，并通电加热检查电热性能，直至涂层电热性能满足设计要求。

6.按照权利要求5所述的水性电热储能涂料的应用，其特征在于：步骤（1）前还包括在绝缘、干燥平面或有一定曲度的表面中预先埋设包装有相变材料的容器的步骤。

说明书

一种水性电热储能涂料、制备方法及应用

技术领域

[0001] 本发明属于特种涂料领域，特别提供了一种水性电热储能涂料、制备方法及应用。

背景技术

[0002] 水性电热储能涂料是一种水基特种涂料，所形成的涂层在外加电场作用下具有较小的阻抗，能够将电能有效的转换为红外辐射直接施加与被加热物体，由于加热系统不包
含运动组件，涂层工作时无光污染、噪音，水性电热储能涂料是一种新型高效红外辐射加热
材料。

[0003] 电热涂层厚度一般较薄，虽然加热迅速，但由于主要依靠红外辐射作为主要加热方式，以及自身及基材热容有限，断电后迅速失热，基本不具备储能能力。为了维持被加热
环境温度，传统电热涂层需要持续供电。

[0004] 中国专利CN102086330A、CN1068582A等专利中公开的电热涂料，大都采用油性高分子树脂作为成膜材料，采用可挥发性有机化合物作为涂料溶剂，在施工与使用时都会不
可避免的产生小分子VOC，不适用于室内供暖使用，限制了涂料的使用范围。

[0005] 中国专利CN106349876A等专利中公开的电热涂料，导电颗粒选用金属颗粒，尤其是选用铜颗粒。金属颗粒作为电的良好导体，能够明显改善涂层电热性能，但耐腐蚀、氧化
性能较差，涂层性能与寿命受使用环境影响较大。

[0006] 中国专利CN101892008A、CN107236382A、CN108084823A等专利中公开的水性电热涂料，采用水性树脂体系，减少了涂料施工与使用过程中的污染；主要采用碳基颗粒作为导
电颗粒，延长了涂层的寿命。但所采用的碳基颗粒粒径普遍较低，制备工艺进一步减少了颗
粒粒径。在涂料固化形成的涂层中，较小的颗粒粒径虽具有较好的成膜性，但导电性能受到
影响。此外，以上专利中采用较多的石墨化碳颗粒，虽然能够降低成本，但在使用温度下发
射率较低，8～14微米热波段发射率仅为0.7～0.8。作为以红外辐射作为主要工作方式的电
热涂料，采用石墨化碳颗粒将会明显影响涂层电‑辐射转换效率。同时，专利公开的涂层断
电后温度迅速下降，基本不具备储能能力，不利于建筑节能减排的要求，增加使用成本，实
用性能较低。

发明内容

[0007] 鉴于此，本发明的目的在于提供一种水性电热储能涂料、制备方法及应用，以解决现有水性电热储能涂料由于自身及基材热容有限，断电后迅速失热，基本不具备储能能力
的问题。

[0008] 本发明一方面提供了一种水性电热储能涂料，按重量计，包括：水性树脂乳液：10～15份；助剂：3～5份；导电填料：35～45份；储能填料：35～45份。

[0009] 优选，所述水性树脂乳液为水性丙烯酸乳液，水性聚氨酯乳液，水性环氧树脂乳液中的一种或几种，所述水性树脂乳液中固含量为40～60％。

[0010] 进一步优选，所述助剂为消泡剂，润湿剂，成膜助剂中的一种或几种。

[0011] 进一步优选，所述助剂按重量计，包括：消泡剂：5～8份；润湿剂：50～65份；成膜助剂：30～45份。

[0012] 进一步优选，所述导电填料为多壁碳纳米管，超导电炭黑，短切碳纤维中的一种或几种，其中，所述多壁碳纳米管为碳纳米管黑色粉末，长径比为500～2000，管长为5～10μm，
所述超导电炭黑为超导乙炔炭黑，超导电炉法炭黑，超导色素炭黑中的一种或几种，所述超
导电炭黑电阻率为0.2～1.0Ω·m，平均粒径为10～25nm，所述短切碳纤维为无胶聚丙烯腈
炭化碳纤维，单丝纤维直径为5～10μm，电阻率为1.0～2.5Ω·m，短切长度为1.0～5.0mm。

[0013] 进一步优选，所述导电填料按重量计，包括：多壁碳纳米管：1～5份；超导电炭黑：40～50份；短切碳纤维：55～60份。

[0014] 进一步优选，所述储能填料为微胶囊化相变材料，吸附型相变材料中的一种或两种。

[0015] 本发明还提供了一种水性电热储能涂料的制备方法，包括如下步骤：

[0016] (1)、按重量比，将水性树脂乳液与助剂进行混合，采用搅拌桨进行分散，其中，搅拌桨分散速度为500～1000r/min，搅拌时间为5～10min；

[0017] (2)、将导电填料加入(1)中分散完毕的乳液中，搅拌为膏状后，向其内添加重量为分散完毕的乳液的1.5～5倍、粒径为1～10mm的氧化锆球进行球磨分散，其中，分散时间为5
～8h；

[0018] (3)、将储能填料加入(2)中分散完毕的浆料中，采用搅拌桨进行分散，其中，搅拌桨分散速度低于200～400r/min，搅拌时间为1～2h。

[0019] 本发明还提供了一种水性电热储能涂料的应用，包括如下步骤：

[0020] (1)选取绝缘、干燥平面或有一定曲度的表面，按照输入电压24～36V，面功率为100～300W/m2计算并得到水性电热储能涂料施工面积，按照使用面积通过粘接的方式，进
行涂层电极的施工；

[0021] (2)采用滚涂、丝印的方式在(1)中铺设的电极之间进行水性电热储能涂料的施工；

[0022] (3)涂层干燥后，在两电极间测试涂层电阻，并通电加热检查电热性能，直至涂层电热性能满足设计要求。

[0023] 优选，步骤(1)前还包括在绝缘、干燥平面或有一定曲度的表面中预先埋设包装有相变材料的容器的步骤。

[0024] 本发明提供的水性电热储能涂料，是一种略显粘稠的膏状浆料。一方面，能够在保证涂料较高填料固含量的基础上，保证涂料稳定，一方面，经过球磨分散的短切碳纤维及碳
纳米管粉料也能在涂料体系中起到一定增粘作用。膏状浆料更适合滚涂、丝印等施工工艺，
本涂料中溶剂水完全来自于水性乳液。采用水稀释后的本涂层配方，虽然制备工艺过程简
单，但涂料储存性与施工性能均下降明显。因而，在水性树脂的基础上，需要较为大量的涂
料的助剂，避免施工后涂层表面的开裂，减少施工涂料损失，提高涂料自身可施工性能。

[0025] 本发明所采用的导电颗粒均为发射率高，稳定性较好的碳基导电颗粒。颗粒与长径比经过级配，形成从碳纳米管到短切碳纤维由小到大的合理配制，在涂层内部形成短程、
长程良好的导电通路，有效降低涂层面电阻，在较小的安全电压下也能够具有较大的面功
率。

[0026] 其中，碳纳米管粉料，是一种杂质含量低，含水量低的碳纳米管产品。与碳纳米管分散液相比，碳纳米管粉料成本更低，同时不含有分散液中高沸点有机溶剂，不含有分散液
中大量表面活性剂。在生产中发现，碳纳米管粉体能够有效通过球磨工艺分散，形成低挥发
量，良好成膜与结合力的水性电热储能涂料。

[0027] 短切碳纤维在最终涂料中的长度也是影响涂层性能的重要因素之一。短切纤维长度较长时，涂层导电发热性能较好，但制备与应用工艺受到限制。短切纤维长度不足时，涂
层导电加热性能较差。短切碳纤维在球磨混合过程中，会受到氧化锆球撞击而长度减小，纤
维表面也会产生缺陷。因此需要同时控制短切纤维原料长度与制备工艺调整最终涂料中纤
维长度分布。纤维表面缺陷则有利于涂层电阻的下降。对于含胶短切碳纤维原料，需要在通
有氮气的管式炉中预先加热至600℃并保温2h除去纤维表面胶料。

[0028] 表面发射率对本发明涂层性能有较大影响。水性电热储能涂层主要以红外辐射的形式对周围环境进行加热，涂层温度相同的前提下，涂层红外辐射能量大小与涂层发射率
成正比。本发明中公开的导电颗粒经过优选，能够明显改善涂层表面发射率。

[0029] 本发明采用的储能填料，主要依靠在涂层工作温度范围内能够进行固液，固固相变两类相变材料，将其通过微胶囊化或吸附的手段进行处理，通过混合的手段为涂料带来
明显的储能功能。涂层加热过程中的一部分热量被相变材料吸收，除相变材料自身的热容
外，在相变材料升温至相变温度附近时，相变材料能够以100～300kJ/kg的相变焓进一步吸
收大量热量，并发生相变。涂层断电后，涂层内部的相变材料逐渐释放储存的热能，从而达
到削峰填谷、节能减排的作用。

[0030] 本发明提供的水性电热储能涂料在室内进行应用时，主要工作温度在30～70℃左右，因此选择的相变材料的相变温度也应当在此温度范围内，才能使涂层具有最大效果。在
此温度段范围内，大多数相变材料多以固液相变为主。为了避免储能填料在相变后自涂层
内部渗出，本发明采用微胶囊或吸附手段进行固定。经过固定后，一方面能够在一定程度内
进行混合等加工，一方面避免相变材料渗出。

[0031] 本发明提供的水性电热储能涂料能够有效储存电热涂料余热，断电后能够持续放热数小时，可用于电网削峰填谷、节能减排。

附图说明

[0032] 下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

[0033] 图1为实施例1得到的水性电热储能涂层的升温降温曲线图。

具体实施方式

[0034] 为了解决现有电热涂料在施工与使用过程中可能产生VOC污染、涂层寿命短、涂层电‑辐射转换效率低及无法储能的问题，本发明提供了一种兼具加热与储能性能的水性电
热储能涂料，按重量计，包括：水性树脂乳液：10～15份；助剂：3～5份；导电填料：35～45份；
储能填料：35～45份。

[0035] 优选，所述水性树脂乳液为水性丙烯酸乳液，水性聚氨酯乳液，水性环氧树脂乳液中的一种或几种；所述水性树脂乳液中固含量为40～60％，如固含量降低，则乳液用量需适
当增加，优选，所述水性树脂乳液为固含量为35～55％的丙烯酸酯类高分子共聚物乳液，可
采用市售水性乳液类产品。

[0036] 优选，所述助剂为消泡剂，润湿剂，成膜助剂中的一种或几种，所述消泡剂可采用工业常用的消泡剂，优选为非离子水性乳液消泡剂，所述润湿剂可采用工业常用的到表面
活性作用的润湿助剂，优选为非离子型表面活性剂，所述成膜助剂可采用工业常用的醇，
醚，醇醚，醇醚醋酸酯与醇酯等成膜助剂，优选为醇酯类成膜助剂。

[0037] 进一步优选，所述助剂按重量计，包括：消泡剂：5～8份；润湿剂：50～65份；成膜助剂：30～45份。

[0038] 优选，所述导电填料为多壁碳纳米管，超导电炭黑，短切碳纤维中的一种或几种；其中，所述多壁碳纳米管为碳纳米管黑色粉末，长径比为500～2000，管长为5～10μm，进一
步优选，所述多壁碳纳米管管长为8～10μm，管径为8～10nm；所述超导电炭黑为超导乙炔炭
黑，超导电炉法炭黑，超导色素炭黑中的一种或几种，所述超导电炭黑电阻率为0.2～1.0
Ω·m，平均粒径为10～25nm，进一步优选，所述超导电炭黑电阻率为0.5～0.8Ω·m，平均
粒径为15～18nm的超导电炉法炭黑；所述短切碳纤维为无胶聚丙烯腈炭化碳纤维，单丝纤
维直径为5～10μm，电阻率为1.0～2.5Ω·m，短切长度为1.0～5.0mm，进一步优选，所述短
切碳纤维为单丝纤维直径为6～7μm，电阻率为1.2～1.6Ω·m，短切长度为1.5～2.5mm的无
胶聚丙烯腈炭化短切碳纤维。

[0039] 进一步优选，所述导电填料按重量计，包括：多壁碳纳米管：1～5份；超导电炭黑：40～50份；短切碳纤维：55～60份。

[0040] 优选，所述储能填料为微胶囊化相变材料，吸附型相变材料中的一种或两种，进一步优选，所述相变材料为正十五烷，正十六烷，正十七烷，正十八烷，正二十烷，正二十一烷，
正二十二烷，正二十三烷，石蜡，甘油，乙醇氯化锂，聚乙二醇600，乳酸，棕榈酸甲酯，氰胺，
棕榈酸，硬脂酸甘油酯，六水合氯化钙，十水合硫酸钠，十水合碳酸钠，六水合三氯化铁，九
水合硝酸铁，七水合硫酸镁，四水合氯化镁，新戊二醇/季戊四醇/三羟甲基乙烷混合物，氯
化钙/氯化钠/氯化钾/水混合物中的一种或几种。优选，所述储能填料为正二十烷，正二十
一烷，正二十二烷，正二十三烷，石蜡，棕榈酸，硬脂酸甘油酯中的一种或几种，其中，所述微
胶囊化相变材料为相变材料乳化后通过原位聚合法或界面聚合法对相变材料进行包覆的
一种相变材料，壳芯质量比为5～30％，其中，所述吸附型相变材料为相变材料熔融，溶解后
通过硅藻土，沸石，膨胀珍珠岩等多孔材料吸附的一种相变材料，相变材料质量占比为30～
80％，其中，所述吸附型相变材料也可进行微胶囊化处理，进一步优选，所述储能填料为吸
附型相变材料，相变材料质量占比为50～65％。

[0041] 本发明还公开了一种水性电热储能涂料的制备方法，包括如下步骤：

[0042] (1)、按重量比，将水性树脂乳液与助剂进行混合，采用搅拌桨进行分散，其中，搅拌桨分散速度为500～1000r/min，搅拌时间为5～10min；

[0043] (2)、将导电填料加入(1)中分散完毕的乳液中，搅拌为膏状后，向其内添加重量为分散完毕的乳液的1.5～5倍、粒径为1～10mm的氧化锆球进行球磨分散，其中，分散时间为5
～8h；

[0044] (3)、将储能填料加入(2)中分散完毕的浆料中，采用搅拌桨进行分散，其中，搅拌桨分散速度低于200～400r/min，搅拌时间为1～2h。

[0045] 本发明提供的制备方法中，根据所公开的配方及相应设定的参数，可得到性能更为优异、更稳定的水性电热储能涂料，将各个参数设置等加和形成一个完整的制备体系，并
配合本发明所公开的配方，可以得到性能最为优异和稳定的水性电热储能涂料。

[0046] 本发明还提供了上述水性电热储能涂料的应用，包括如下步骤：

[0047] (1)选取绝缘、干燥平面或有一定曲度的表面，按照输入电压24～36V，面功率为100～300W/m2计算并得到水性电热储能涂料施工面积，按照使用面积通过粘接的方式，进
行涂层电极的施工；

[0048] (2)采用滚涂、丝印的方式在(1)中铺设的电极之间进行水性电热储能涂料的施工；

[0049] (3)涂层干燥后，在两电极间测试涂层电阻，并通电加热检查电热性能，直至涂层电热性能满足设计要求。

[0050] 其中，涂层电热性能满足设计要求后，涂层表面还可进行其他装饰性或功能性涂层或工件施工，所述装饰性涂层或工件可为饰面涂层，饰面材料，饰面砖，所述功能性涂层
或工件可为疏水涂层，散热涂层，高发射率涂层，保温涂层，相变涂层，以及测温工件，热流
密度测试工件，散热工件，保温工件。

[0051] 其中，步骤(1)前，可在绝缘、干燥平面或有一定曲度的表面预先施工一层隔离层，待隔离层干燥后再执行步骤(1)，其中，所述隔离层可以是具有隔热、热反射的功能涂层。

[0052] 优选，步骤(1)前还包括在绝缘、干燥平面或有一定曲度的表面中预先埋设包装有相变材料的容器的步骤。其中，所述相变材料可以为正十五烷，正十六烷，正十七烷，正十八
烷，正二十烷，正二十一烷，正二十二烷，正二十三烷，石蜡，甘油，乙醇氯化锂，聚乙二醇
600，乳酸，棕榈酸甲酯，氰胺，棕榈酸，硬脂酸甘油酯，六水合氯化钙，十水合硫酸钠，十水合
碳酸钠，六水合三氯化铁，九水合硝酸铁，七水合硫酸镁，四水合氯化镁，新戊二醇/季戊四
醇/三羟甲基乙烷混合物，氯化钙/氯化钠/氯化钾/水混合物中的一种或几种，包装有相变
材料的容器可为金属或塑料密封壳体，壳体厚度优选为0.1～1mm。

[0053] 上述应用方式仅为水性电热储能涂料的一种应用方式，并非是对本发明所作的其他形式的任何限制，使用本发明所公开的水性电热储能涂料，行业内人员还可进行多种环
境、工况下的应用。

[0054] 下面将结合具体的实施例对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。

[0055] 实施例1

[0056] 向容器中加入12.5公斤丙烯酸乳液(江苏日出化工TRC‑4369，固含量50±1％)，加入0.2公斤消泡剂(德国佳诺CN‑103)，2.0公斤润湿剂(德国科宁PE100)，1.2公斤成膜助剂
十二碳醇酯(江苏润泰化学)，使用桨式搅拌机，搅拌速度为600r/min，搅拌分散10min；再次
加入1公斤碳纳米管粉(LG化学，LUCAN CP1002M)，15公斤超导电炭黑(德国德固萨Printex 
L6)，22公斤短切碳纤维(海宁安捷CC3‑12，短切长度5mm)，使用桨式搅拌机，搅拌速度为
500r/min，搅拌分散20min；将得到的膏状物转移至球磨罐中，加入85公斤氧化锆球(2mm，
3mm，5mm直径氧化锆球质量比为1:2:2)，球磨6h后过滤；所得浆料中加入40.0公斤硅藻土吸
附石蜡(石蜡相变温度55℃，相变材料质量占比55％)，再次使用桨式搅拌机，搅拌速度为
200r/min，搅拌分散2h，得水性电热储能涂料。

[0057] 在厚度为18mm石膏板表面，粘接两条纯铜电极，电极中间使用滚涂的方式将所制得涂料进行施工，滚涂2～4遍，间隔时间2h，最终湿膜厚度为4.5mm。24h后，测试涂层两电极
间电阻稳定。使用直流24V供电后涂层加热功率为238W，得水性电热储能涂层。室温为26℃
下，该水性电热储能涂层的升温降温曲线如图1所示。

[0058] 由图1可知，升温降温过程中均观察到明显相变储能区域，涂层断电后，储能开始释放，涂层冷却至30℃时间根据温度曲线外推至少延长2h。

[0059] 实施例2

[0060] 向容器中加入13.0公斤丙烯酸乳液(美国塞拉尼斯1318VAE，固含量48±3％)，加入0.25公斤消泡剂(德国毕克BYK‑025)，2.5公斤润湿剂(凯悦KX‑F325)，1.0公斤成膜助剂
(伊士曼Texanol)，使用桨式搅拌机，搅拌速度为500r/min，搅拌分散8min。再次加入1公斤
碳纳米管粉(LG化学，LUCAN BT1003M)，13公斤超导电炭黑(荷兰阿克苏600JD)，22.5公斤短
切碳纤维(上海久扶，短切长度4mm)，使用桨式搅拌机，搅拌速度为500r/min，搅拌分散
15min。将得到的膏状物转移至球磨罐中，加入90公斤氧化锆球(2mm，3mm，5mm，8mm直径氧化
锆球质量比为1:2:2:0.5)，球磨8h后过滤。所得浆料中加入38.5公斤硅藻土吸附正二十三
烷(相变材料质量占比60％)，再次使用桨式搅拌机，搅拌速度为200r/min，搅拌分散1.5h，
得水性电热储能涂料。

[0061] 在水泥墙体表面，先刷涂一层热反射封闭涂料(亚士BE反射隔热水性涂料)，固化后，粘接两条纯铝电极，电极中间使用滚涂的方式将所制得涂料进行施工，滚涂3～5遍，间
隔时间2h，最终湿膜厚度为5.0mm。24h后，测试涂层两电极间电阻稳定。使用直流24V供电后
涂层加热功率为245W，得水性电热储能涂层。

[0062] 实施例3

[0063] 向容器中加入12.0公斤丙烯酸乳液江苏日出化工TL‑615D，固含量50％)，加入0.2公斤消泡剂(伊丽特YX‑502C)，2.8公斤润湿剂(陶氏化学CF‑10)，1.2公斤成膜助剂(伊士曼
Texanol)，使用桨式搅拌机，搅拌速度为500r/min，搅拌分散5min。再次加入1公斤碳纳米管
粉(深圳德方CNT‑F)，12.5公斤超导电炭黑(美国卡博特BP2000)，21.5公斤短切碳纤维(光
威复材，短切长度5mm)，使用桨式搅拌机，搅拌速度为500r/min，搅拌分散10min。将得到的
膏状物转移至球磨罐中，加入90公斤氧化锆球(3mm，5mm，8mm直径氧化锆球质量比为0.5:2:
2)，球磨6h后过滤。所得浆料中加入40.0公斤硅藻土吸附新戊二醇/季戊四醇/三羟甲基乙
烷混合物(新戊二醇/季戊四醇/三羟甲基乙烷混合物质量比为1:0.5:0.8，相变材料质量占
比50％)，再次使用桨式搅拌机，搅拌速度为200r/min，搅拌分散2h，得水性电热储能涂料。

[0064] 在水泥墙体表面，首先开取深槽若干，槽中填充密封石蜡的铜管，石蜡填充量为3
2.5kg/m ，再刷涂一层水性封闭涂料(伯丁克YBW1800A)，固化后，粘接两条纯铜电极，电极
中间使用滚涂的方式将所制得涂料进行施工，滚涂1～3遍，间隔时间2h，最终湿膜厚度为
3.0mm。24h后，测试涂层两电极间电阻稳定。使用交流24V供电后涂层加热功率为205W，得水
性电热储能涂层。

[0065] 对实施例1至3中得到的涂料进行性能测试，测试结果如表1所示。

[0066] 表1实施例中涂料性能指标

[0067]

[0068] 对实施例1至3中得到的水性电热储能涂层进行测试，测试条件：室温20℃，无强对流环境下，加热到相同温度(70℃)断电后，自然降温至30℃，所需时间如表2所示。

[0069] 表2：涂层储能性能试验结果

[0070]项目 实施实例1 实施实例2 实施实例3
降温时间 2.0h 2.5h 4.5h

[0071] 其中，实施例3中，在施工涂料前，在施工平面内部埋设了预包装的相变储能材料，因此降温时间在前两例的基础上得到了更明显的延长。

[0072] 实施例4

[0073] 与实施例1的不同之处在于：水性电热储能涂料，按重量计，包括：水性树脂乳液：10份；助剂：3份；导电填料：35份；储能填料：45份，水性树脂乳液为水性丙烯酸乳液和水性
聚氨酯乳液，所述水性树脂乳液中固含量为60％，所述助剂消泡剂：8份；润湿剂：50份；成膜
助剂：30份，所述导电填料按重量计，包括：多壁碳纳米管：5份；超导电炭黑：40份；短切碳纤
维：60份，所述多壁碳纳米管为碳纳米管黑色粉末，长径比为500～2000，管长为5～10μm，所
述超导电炭黑超导电炉法炭黑，所述超导电炭黑电阻率为0.5～0.8Ω·m，平均粒径为15～
18nm，所述短切碳纤维为无胶聚丙烯腈炭化碳纤维，单丝纤维直径为6～7μm，电阻率为1.2
～1.6Ω·m，短切长度为1.5～2.5mm，所述储能填料为微胶囊化相变材料。

[0074] 实施例5

[0075] 与实施例1的不同之处在于：水性电热储能涂料，按重量计，包括：水性树脂乳液：15份；助剂：5份；导电填料：45份；储能填料：35份，水性树脂乳液为水性丙烯酸乳液、水性聚
氨酯乳液和水性环氧树脂乳液中的一种或几种，所述水性树脂乳液中固含量为40％，所述
助剂按重量计，包括消泡剂：5份；润湿剂：65份；成膜助剂：45份，所述导电填料按重量计，包
括：多壁碳纳米管：1份；超导电炭黑：50份；短切碳纤维：55份，其中，所述多壁碳纳米管为碳
纳米管黑色粉末，长径比为500～2000，管长为5～10μm，所述超导电炭黑为超导乙炔炭黑，
超导电炉法炭黑，超导色素炭黑中的一种或几种，所述超导电炭黑电阻率为0.2～1.0Ω·
m，平均粒径为10～25nm，所述短切碳纤维为无胶聚丙烯腈炭化碳纤维，单丝纤维直径为5～
10μm，电阻率为1.0～2.5Ω·m，短切长度为1.0～5.0mm，所述储能填料为吸附型相变材料。

[0076] 经测试，实施例4和5中得到的水性电热储能涂料性能满足要求，得到水性电热储能涂层在室温20℃，无强对流环境下，加热到相同温度(70℃)断电后，自然降温至30℃所需
时间均大于2小时。