本发明属于电热功能涂料制备，特别涉及一种硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料、涂层及制备方法和应用。
背景技术：
1、电热涂料是区别于防腐、防水等涂料具有控温性能的新型涂料。如何通过技术改性、填料改性等多个方面提高电热涂料的工作性能，已成为目前国内外研究的热点话题。电热涂料除具有良好的导电性能外，还具有热效率高、环保、低成本、低能耗等优点，能够广泛应用于建筑、交通、化工等众多领域。
2、硅藻土作为我国优势资源，如何让进一步提升硅藻土利用的高附加值，改善硅藻土产业发展以原料开采和初加工的生产模式为主，高技术含量的深加工产品所占比重偏小，产品档次偏低等问题。已成为当今行业发展亟待解决的问题和研究重点。
3、综上所述，本发明以石墨烯、炭黑、碳纤维、硅藻土、水玻璃、硅烷偶联剂等为主要原材料，利用碱激发技术、高温活化技术实现了高性价比的水玻璃、硅藻土无机电热涂料的制备，并实现了涂料的高温度，低能耗，高性价比。同时完成了其在电热涂料领域的应用，这必将促进环保科技领域的技术发展。该研究在国内外尚无报道。
技术实现思路
1、本发明完成了一种硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料的制备，实现了无机矿物改性电热涂料的制备，并使其在电热涂料领域得到应用，解决电热涂料成本高、发热效率低、耐久性差等问题，该工艺简单、高效、温度可控。
2、上述的技术问题通过以下的技术方案实现：
3、一种硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料，制备原料包括：100质量份蒸馏水，5-20质量份的碳基填料、0.5-1质量份的十二烷基硫酸钠、1-3质量份的硅烷偶联剂、100-200质量份水玻璃和5-10质量份活化后的硅藻土。
4、优选的，所述碳基填料包括以下至少一种：纳米炭黑、纳米石墨、石墨烯、碳纳米管和富勒烯。
5、优选的，所述硅藻土的活化方法，包括将硅藻土进行400℃-800℃高温活化并保持10-30分钟，取出后降至室温备用。
6、优选的，所述硅藻土的规格包括高纯度硅藻土或二三级硅藻土。
7、本发明的另一个目的在于提供上述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料的制备方法，包括以下步骤：将所述蒸馏水与碳基填料和十二烷基硫酸钠按配比混合，得第一混合料；
8、将所述第一混合料与所述硅烷偶联剂和水玻璃按配比混合，得第二混合料；
9、将所述第二混合料与硅藻土按配比混合，得所述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料。
10、优选的，在制备所述第一混合料时，在1500/min的转速下搅拌10分钟。
11、优选的，在制备所述第二混合料时，在2500转速下搅拌15分钟。
12、优选的，所述第二混合料与硅藻土混合时，在2500/min转速下搅拌10分钟。
13、本发明还提供了利用上述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料制备得到的硅藻土改性水玻璃碳基电热涂层。
14、本发明的另一个目的在于提供上述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂层的制备方法，包括以下步骤：将上述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料刷到样板上后，室温干燥6小时，然后在100-180℃热固化10-30分钟，得所述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂层。
15、本发明以石墨烯、炭黑、碳纤维、二三级硅藻土、水玻璃等为主要原材料。以水玻璃为基体，石墨烯、炭黑、碳纤维等为导电填料制成电热涂料并加入高温活化改性后的硅藻土。相比较于传统的有机电热涂料，高活性硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料是一种无机电热涂层，在高温热处理条件下，实现高活性硅藻土与水玻璃的一体化反应制备，实现了涂层的高工作温度，低能耗，稳定性好的特点。该涂层解决了目前市面上有机电热涂料voc排放、电热效率低、高能耗等问题，这必将促进电热涂料在功能涂层领域的应用和技术进步。
16、本发明制备的高活性化硅藻土改性水玻璃基炭黑电热涂料，可以广泛应用于建筑、交通、化工等领域，如在需要除冰除雪的各种路面上，可将本发明的电热涂料涂在其上，更省时省力的完成清除，节约大量人力物力成本。
17、综上，本发明有以下有益效果：
18、1、利用高温活化技术，实现了二三级硅藻土利用的高附加值，加入经活化处理的硅藻土，涂层温度提升25%-30%，功耗降低20%-25%。
19、2、在涂层制备过程中，实现了高活性硅藻土与水玻璃的一体化反应制备，实现了涂层的高工作温度，低能耗，高稳定性的特点。
20、3、该硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料，可广泛应用于建筑、交通、化工等领域。
1.一种硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料，其特征在于，制备原料包括：100质量份蒸馏水，5-20质量份的碳基填料、0.5-1质量份的十二烷基硫酸钠、1-3质量份的硅烷偶联剂、100-200质量份水玻璃和5-10质量份活化后的硅藻土。
2.根据权利要求1所述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料，其特征在于，所述碳基填料包括以下至少一种：纳米炭黑、纳米石墨、石墨烯、碳纳米管和富勒烯。
3.根据权利要求1所述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料，其特征在于，所述硅藻土的活化方法，包括将硅藻土进行400℃-800℃高温活化并保持10-30分钟，取出后降至室温备用。
4.根据权利要求1或3所述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料，其特征在于，所述硅藻土的规格包括高纯度硅藻土或二三级硅藻土。
5.权利要求1~4任一项所述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述蒸馏水与碳基填料和十二烷基硫酸钠按配比混合，得第一混合料；
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，在制备所述第一混合料时，在1500/min的转速下搅拌10分钟。
7.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，在制备所述第二混合料时，在2500转速下搅拌15分钟。
8.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述第二混合料与硅藻土混合时，在2500/min转速下搅拌10分钟。
9.利用权利要求1~4任一项所述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料制备得到的硅藻土改性水玻璃碳基电热涂层。
10.权利要求9所述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1~4任一项所述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂料刷到样板上后，室温干燥6小时，然后在100-180℃热固化10-30分钟，得所述硅藻土改性水玻璃碳基电热涂层。