低压供热涂层材料制备及热性能研究

来源：化学通报杂志2024年第5期北京时间：

作者：周如东,刘仲阳,李文凯,陆文明,沈雪峰,丁邦勇,潘云飞,程寒,唐波

摘要：低压供热技术具有安全系数高和节能降耗等优势,因而成为石化稠油长输管线、风力发电叶片冬季防覆冰和室内供暖等领域的研究热点之一。本文制备了一系列低压供热涂层材料,研究不同碳功能填料对涂层发热速率、发热功率及最高发热温度的影响规律,并揭示石墨烯和碳纤维对提升涂层材料热性能的协同作用。其中石墨烯纳米片的还原程度对材料热性能具有重要影响,降低其表面官能团密度对提升涂层供热特性具有促进作用,但是官能团密度过低会导致石墨烯纳米片的聚团现象,引起涂层发热不均匀。加入适量碳纤维可以提高石墨烯的均匀分散性,提升发热速率。优化石墨烯纳米片和碳纤维的比例后,采用24V电压驱动时,涂层材料的发热速率达到7.1℃s-1,功率密度为800Wm-2,最高发热温度为124℃。

关键词：低压供热涂层，石墨烯纳米片，碳纤维，发热速率，功率密度,

基金资助：国家自然科学基金项目(51506012)、中海油能源发展股份有限公司科技项目(HFKJ-KJZD-CYZ-2021-02)资助