一种V型耐水洗发热膜及其制备方法与流程

本发明涉及发热膜技术领域，尤其涉及一种v型耐水洗发热膜及其制备方法。

背景技术：

目前可用于加热的方式和材料有很多，包括电加热、红外加热以及电磁加热等。由于加热效率高、使用方便，电加热应用非常广泛。用于电加热的材料主要是导电体，其中导电体包括金属导体以及聚合物导电体。由于制备简易、密度低以及柔韧性好，聚合物基导电复合材料广泛用于制作导电发热材料。社会的发展对导电发热材料要求愈来愈高，例如要求发热体具有较好的柔性，能任意变形，能够耐受高温，能够耐受溶剂等等，以适于不同场合的使用，因此柔性的可变性且耐高温耐溶剂型导电发热体逐渐引起重视。

石墨烯导电性能好，电子迁移率快，发热速度快，更加节能环保，并且石墨烯发热原理是“生命光线”8—15μm远红外发热，对人体有很好的保健作用。现有的石墨烯发热膜耐老化性能差，易孙怀，不能长久的使用；另外，现有的应用于保暖衣服的石墨烯发热膜一般都是在其表面喷涂银浆层作为导电层，其发热性能好且具有杀菌的功能。但是，在衣服清洗时，由于揉搓很容易导致银浆层龟裂，银浆层电阻增大，进而影响发热装置的应用。现有技术中也有利用电极铜带来代替银浆层以提高发热膜的抗揉搓能力，但是，其大都是通过热压将电极铜带固定在石墨烯层上，电机铜带不牢固、容易脱落。如何设计一种耐老化性能好、耐水洗的v型耐水洗发热膜及其制备方法是本发明所要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种耐老化性能好、耐水洗的v型耐水洗发热膜及其制备方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种v型耐水洗发热膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)发热层的制备，所述发热层采用石墨烯层，所述石墨烯层由以下重量份原料制成：石墨烯26-36、炭黑5-7、多元醇酯2-4、竹炭粉1-3、聚二甲基硅氧烷1-3、松节油13-18、十二烷基硫酸钠1-3；所述石墨烯层的制备方法为：将石墨烯、炭黑、竹炭粉混合并置于研磨机中，研磨18-26min，研磨完成后进行过滤，滤除的大颗粒物继续研磨，直至符合生产要求；将研磨后的原料置于超声波分散机中，并加入多元醇酯、聚二甲基硅氧烷、松节油、十二烷基硫酸钠进行超声分散，超声分散后移入搅拌机中进行搅拌；将搅拌后的混合原料放入乳化机中进行乳化处理，得到混合胶状原料，将混合胶状原料涂覆到基板上，并通过高温烘干、冷却、剥离工序，得到石墨烯层；

(2)取两根铜带作为正负电极，首先将两根铜带沿长度方向从中间折叠形成v型，然后在v型口的内部加入丝线，在两根铜带上通过裁剪制作出插槽，然后通过热压将两根铜带固定在石墨烯层上，然后取若干铜条，并在铜条的其中一端安装绝缘插接头，然后将铜条安装在两根铜带之间，具体安装顺序为：第一根铜条的一端和正极铜带焊接，第一根铜条的另一端通过插接头和插槽的配合和负极铜带插接，第二根铜条的一端和负极铜带焊接，第二根铜条的另一端通过插接头和插槽的配合和正极铜带插接…依次交替排列即可，安装完成后通过热压将铜条和石墨烯层固定；

(3)取硅胶层作为第一保护层，取聚氨酯层作为第二保护层，然后通过胶黏剂将第一保护层和第二保护层分别和石墨烯层的上下表面粘结在一起，其中第二保护层粘结在石墨烯层具有铜带和铜条的一侧，第一保护层安装在石墨烯层的另一侧；

(4)取含有15-18％尼龙的聚酯薄膜，利用聚脂薄膜制成形状为矩形、圆形、正方形等形状规则的护套，护套的一侧设置开口，然后将粘合有第一保护层和第二保护层的石墨烯层装入护套内，封上封口即得v型耐水洗发热膜。

优选的，所述的一种v型耐水洗发热膜的制备方法，所述步骤(1)中超声分散的时间为60-80min。

优选的，所述的一种v型耐水洗发热膜的制备方法，所述步骤(1)中搅拌过程为，先在常温下搅拌45-55min，再在75-85℃下搅拌25-35min。

一种v型耐水洗发热膜，包括护套层、设于护套层内的第一保护层、设于第一保护层上的发热层、设于发热层上的电极层和设于电极层上的第二保护层；所述护套层为含有15-18％尼龙的聚酯薄膜，所述聚脂薄膜的厚度为0.5-0.8μm；所述的第一保护层为硅胶导热层；所述的发热层为石墨烯层，所述石墨烯层的面密度为15g/m2-45g/m2，厚度为20μm-80μm，体积电阻率为0.01ω·cm-0.02ω·cm，表面电阻率为1ω/sq-2.5ω/sq；所述电极层包括第一电极铜带、第二电极铜带、第一铜条和第二铜条，所述第一电极铜带、第二电极铜带、第一铜条和第二铜条都通过热压固定在发热层上，所述第一铜条和第二铜条都为若干个，且第一铜条和第二铜条之间依次交替设置，所述第一铜条的一端固定在第一电极铜带上，所述第一铜条的另一端插接在第二电极铜带上，所述第二铜条的一端固定在第二电极铜带上，所述第二铜条的另一端插接在第一电极铜带上；所述的第二保护层为聚氨酯层。

优选的，所述的一种v型耐水洗发热膜，所述的第一电极铜带和第二电极铜带都为v型结构，所述发热层的两侧分别插入第一电极铜带和第二电极铜带的v型口内，且发热层的两侧通过热压和第一电极铜带、第二电极铜带固定连接。

优选的，所述的一种v型耐水洗发热膜，所述第一铜条的一端固定在第一电极铜带上，所述第一铜条的另一端安装有第一插接头，所述的第二电极铜带上设置有与第一插接头位置对应的第一插槽，所述第一插接头安装于第一插槽内；所述第二铜条的一端固定在第二电极铜带上，所述第二铜条的另一端安装有第二插接头，所述第一电极铜带上设置有与第二插接头位置对应的第二插槽，所述的第二插接头安装于第二插槽内；所述的第一插接头和第二插接头都为v型的绝缘插接头。

优选的，所述的一种v型耐水洗发热膜，所述第一保护层的两侧和第二保护层的两侧都间隔设置有若干网孔，且第一保护层上的网孔位置和第二保护层上的网孔位置相对应，且所述的网孔位于第一铜条和第二铜条之间。

优选的，所述的一种v型耐水洗发热膜，所述第一电极铜带和第二电极铜带的v型口的内部都安装有加强筋，所述加强筋为和第一电极铜带、第二电极铜带平行设置的丝线。

本发明的优点在于：在石墨烯发热层制备时，在其中加入炭黑，可提高发热层的抗紫外线能力，延长发热膜的使用寿命和抗老化性，采用松节油作为溶剂，具有杀局的作用，有助于保证衣物洁净卫生；发热膜制备过程不含复杂的步骤，易于实现，先将正极铜带和负极铜带通过热压固定在石墨烯层上，然后依次安装铜条，通过正极铜带和负极铜带定位，铜条安装简单、安装速度快，在铜条安装在正极铜带和负极铜带之间后，通过热压将铜条固定在石墨烯层上，铜条、正极铜带、负极铜带及石墨烯层之间连接牢固性好，不易松散，提高发热膜的使用寿命。

进一步，采用电极铜带和铜条配合作为电极层，提高发热膜的抗搓洗能力；采用发热层、电极层、第一保护层及第二保护层安装于护套内的保护结构，可对发热层和电极层进行更好的保护；电极层采用第一电极铜带、第二电极铜带、第一铜条和第二铜条配合结构，铜条的一端固定在其一侧的电极铜带上，另一端插接在其另一侧的电极铜带上，然后通过热压和发热层固定，牢固性好，避免电极层和发热层之间出现分离的情况，提高发热膜的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明电极层的结构示意图。

图3为发热层两侧和第一电极铜带、第二电极铜带连接示意图。

图4为网孔位置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种v型耐水洗发热膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)发热层的制备，所述发热层采用石墨烯层，所述石墨烯层由以下重量份原料制成：石墨烯31、炭黑6、多元醇酯3、竹炭粉2、聚二甲基硅氧烷2、松节油15、十二烷基硫酸钠2；所述石墨烯层的制备方法为：将石墨烯、炭黑、竹炭粉混合并置于研磨机中，研磨22min，研磨完成后进行过滤，滤除的大颗粒物继续研磨，直至符合生产要求；将研磨后的原料置于超声波分散机中超声分散70min，并加入多元醇酯、聚二甲基硅氧烷、松节油、十二烷基硫酸钠进行超声分散，超声分散后移入搅拌机中进行搅拌，搅拌过程为，先在常温下搅拌50min，再在80℃下搅拌30min；将搅拌后的混合原料放入乳化机中进行乳化处理，得到混合胶状原料，将混合胶状原料涂覆到基板上，并通过高温烘干、冷却、剥离工序，得到石墨烯层；

(2)取两根铜带作为正负电极，首先将两根铜带沿长度方向从中间折叠形成v型，然后在v型口的内部加入丝线，再在两根铜带上通过裁剪制作出插槽，然后通过热压将两根铜带固定在石墨烯层上，然后取若干铜条，并在铜条的其中一端安装绝缘插接头，然后将铜条安装在两根铜带之间，具体安装顺序为：第一根铜条的一端和正极铜带焊接，第一根铜条的另一端通过插接头和插槽的配合和负极铜带插接，第二根铜条的一端和负极铜带焊接，第二根铜条的另一端通过插接头和插槽的配合和正极铜带插接…依次交替排列即可，安装完成后通过热压将铜条和石墨烯层固定；

(3)取硅胶层作为第一保护层，取聚氨酯层作为第二保护层，然后通过胶黏剂将第一保护层和第二保护层分别和石墨烯层的上下表面粘结在一起，其中第二保护层粘结在石墨烯层具有铜带和铜条的一侧，第一保护层安装在石墨烯层的另一侧；

(4)取含有16％尼龙的聚酯薄膜，利用聚脂薄膜制成形状为矩形、圆形、正方形等形状规则的护套，护套的一侧设置开口，然后将粘合有第一保护层和第二保护层的石墨烯层装入护套内，封上封口即得v型耐水洗发热膜。

在石墨烯发热层制备时，在其中加入炭黑，可提高发热层的抗紫外线能力，延长发热膜的使用寿命和抗老化性，采用松节油作为溶剂，具有杀局的作用，有助于保证衣物洁净卫生；发热膜制备过程不含复杂的步骤，易于实现，先将正极铜带和负极铜带通过热压固定在石墨烯层上，然后依次安装铜条，通过正极铜带和负极铜带定位，铜条安装简单、安装速度快，在铜条安装在正极铜带和负极铜带之间后，通过热压将铜条固定在石墨烯层上，铜条、正极铜带、负极铜带及石墨烯层之间连接牢固性好，不易松散，提高发热膜的使用寿命。

一种v型耐水洗发热膜，包括护套层1、设于护套层1内的第一保护层2、设于第一保护层2上的发热层3、设于发热层3上的电极层4和设于电极层4上的第二保护层5；所述护套层1为含有15-18％尼龙的聚酯薄膜，所述聚脂薄膜的厚度为0.5-0.8μm；所述的第一保护层2为硅胶导热层；所述的发热层3为石墨烯层，所述石墨烯层的面密度为15g/m2-45g/m2，厚度为20μm-80μm，体积电阻率为0.01ω·cm-0.02ω·cm，表面电阻率为1ω/sq-2.5ω/sq；所述电极层4包括第一电极铜带6、第二电极铜带7、第一铜条8和第二铜条9，所述第一电极铜带6、第二电极铜带7、第一铜条8和第二铜条9都通过热压固定在发热层3上，所述第一铜条8和第二铜条9都为若干个，且第一铜条8和第二铜条9之间依次交替设置，所述第一铜条8的一端固定在第一电极铜带6上，所述第一铜条8的另一端插接在第二电极铜带7上，所述第二铜条9的一端固定在第二电极铜带7上，所述第二铜条9的另一端插接在第一电极铜带6上；所述的第二保护层5为聚氨酯层。

采用电极铜带和铜条配合作为电极层，提高发热膜的抗搓洗能力；采用发热层、电极层、第一保护层及第二保护层安装于护套内的保护结构，可对发热层和电极层进行更好的保护；电极层采用第一电极铜带、第二电极铜带、第一铜条和第二铜条配合结构，铜条的一端固定在其一侧的电极铜带上，另一端插接在其另一侧的电极铜带上，然后通过热压和发热层固定，牢固性好，避免电极层和发热层之间出现分离的情况，提高发热膜的使用寿命。

优选的，所述的第一电极铜带6和第二电极铜带7都为v型结构，所述发热层3的两侧分别插入第一电极铜带6和第二电极铜带7的v型口内，且发热层3的两侧通过热压和第一电极铜带6、第二电极铜带7固定连接。

将第一电极铜带和第二电极铜带都设计为v型，发热层的两侧插入v型口内后和第一电极铜带、第二电极铜带通过热合固定，耐揉搓性好，连接强度高。

优选的，所述第一铜条8的一端固定在第一电极铜带6上，所述第一铜条8的另一端安装有第一插接头10，所述的第二电极铜带7上设置有与第一插接头10位置对应的第一插槽11，所述第一插接头10安装于第一插槽11内；所述第二铜条9的一端固定在第二电极铜带7上，所述第二铜条10的另一端安装有第二插接头12，所述第一电极铜带6上设置有与第二插接头12位置对应的第二插槽13，所述的第二插接头12安装于第二插槽13内；所述的第一插接头10和第二插接头12都为v型的绝缘插接头。

铜条通过绝缘的插接头插接在电极铜带上，避免发热层之间出现短路，通过插接头和插槽的配合，插接牢固性好。

优选的，所述第一保护层2的两侧和第二保护层5的两侧都间隔设置有若干网孔14，且第一保护层2上的网孔14位置和第二保护层5上的网孔14位置相对应，且所述的网孔14位于第一铜条8和第二铜条9之间。

第一保护层和第二保护层上设置位置相互对应的网孔，在热合时，第一保护层和第二保护层在网孔位置相互渗入，连接强度高，有利于对发热层和电极层的保护。

优选的，所述第一电极铜带6和第二电极铜带7的v型口的内部都安装有加强筋15，所述加强筋15为和第一电极铜带6、第二电极铜带7平行设置的丝线。

第一电极铜带和第二电极铜带的v型口内都安装丝线状的加强筋，可防止第一电极铜带和第二电极铜带断裂，强化第一电极铜带和第二电极铜带的抗揉搓能力。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。