一种在低压下快速升温加热的石墨烯电热膜、制备方法及其应用与流程

1.本发明涉及一种电热膜的技术领域，具体涉及一种在低压下快速升温加热的石墨烯电热膜、制备方法及其应用。


背景技术：

2.现有盛放食品的饭盒大多没有加热功能，这样给食品快速、便捷加热及保温带来不便，尤其是在人们外出旅行，或外卖送餐等情况时，时常会感觉不便。目前也有一些食品电加热电器，如微波炉、电磁炉、电饭煲、电热水器等，这些电器产品体积大不便于随身携带。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种在低压下快速升温加热的石墨烯电热膜，包括纸层，发热体层，正电极，负电极。膜的厚度为50-200μm，膜尺寸为145-300mm，所属石墨烯电热膜可以在5-36v外接电源情况下1-3min快速升温至40-100℃并维持温度稳定，可以在杯子、外卖餐盒、披萨等应用领域中解决因为温度变冷而导致的食物变冷口感变差的问题。
4.本发明的另一目的在于提供该石墨烯电热膜的制备方法，制备简单，节省成本，生产方便，易于使用。
5.本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
6.第一方面，本发明实施例在于提供一种在低压下快速升温加热的石墨烯电热膜，所述石墨烯电热膜包括纸层，发热体层，正电极，负电极。所述纸层和发热体层紧密粘接，正负电极平行紧密连接在发热体层边缘位置上，正电极和负电极分别通过卡扣与导线连接固定，外接直流电源通过导线和正负电极连接。上述发热体层包括以下组分，以重量份计：石墨烯1-5份、水性氟碳树脂40-55份、调节油15-20份、稀释剂15-30份、分散剂1-3份、防沉降剂1-3份、消泡剂3-5份、流平剂2-3份、附着力促进剂2-3份。其中石墨烯的组分含量越高，功率越大，最高温度越高。
7.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述调节油为树脂溶液、树脂水溶液、树脂有机溶剂溶液中的一种，调节油主要做为液态介质载体，对其他成分起到混合均匀的作用。
8.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述稀释剂采用丙二醇甲醚醋酸酯pma。
9.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚氧乙烯月桂醚、聚乙烯吡咯烷酮、n
‑ꢀ
甲基吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、纳米纤维素之中的任意一种。
10.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述防沉降剂为氨基酸酯共聚物mt6650防沉剂。
11.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述消泡剂为有机硅类消泡剂。
12.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述流平剂为有机硅类流平剂聚二甲基硅
氧烷。
13.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述附着力促进剂为树脂类附着力促进剂迪高lth附着力促进树脂，起辅助成膜的作用。
14.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述纸层为防水牛皮纸、阻燃纸、耐火纤维纸中的一种。
15.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述发热体层为石墨烯电热膜浆料涂层，膜的厚度为50-200μm。
16.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述正负电极分别为宽8mm的长方形，并平行排列。
17.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述外接电源是5v直流可拆卸电源供电。
18.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述石墨烯电热膜形状为圆形，正方形，长方形的一种。
19.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述石墨烯电热膜尺寸为145-300mm中的任意尺寸。
20.第二方面，本发明实施例提供一种在低压下快速升温加热的石墨烯电热膜的制备方法，其包括以下步骤：（a）取纸层作为基板备用；(b)将所述纸层基板的一面喷涂石墨烯涂料，烘干得到一面为石墨烯层的基板；(c) 引入正负电极，在发热体层相对的两侧分别各放置1条铜箔或铜条作为正负电极，铜箔或铜条距离绝缘基材边缘3-6mm，相互平行，彼此对称分布，然后进行热压处理。分别在电极的端处用卡扣将纸层，发热体层，电极固定连接在一起，导线通过所述卡扣与正电极和负电极连接固定，外接电源通过导线为石墨烯电热膜供电。
21.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：针对第一方面，提供了一种在低压下快速升温加热的石墨烯电热膜，包括纸层，发热体层，正电极，负电极。所述纸层和发热体层紧密粘接，正负电极平行紧密连接在发热体层边缘位置上，正电极和负电极分别通过卡扣与导线连接固定，外接直流电源通过导线和正负电极连接。并且发热体层包括以下组分：石墨烯1-5份、水性氟碳树脂40-55份、调节油15-20份、稀释剂15-30份、分散剂1-3份、防沉降剂1-3份、消泡剂3-5份、流平剂2-3份、附着力促进剂2-3份。其中石墨烯的组分含量越高，功率越大，最高温度越高。这样的石墨烯电热膜，膜的厚度为50-200μm，膜尺寸为145-300mm，外接可拆卸电源例如充电宝等外接便携式电源，在5-36v情况下1-3min可快速升温至40-100℃并维持温度稳定，可以在杯子、外卖餐盒、披萨等应用领域中解决因为温度变冷而导致的食物变冷口感变差的问题。并且正电极和负电极分别通过卡扣与导线连接固定，牢固稳定，方便连接与拆卸，避免使用粘合剂，防止导线与发热体层工作一段时间后产生脱离现象。
22.针对第二方面，提供了以下制备步骤：（a）取纸层作为基板备用；(b)将所述纸层基板的一面喷涂石墨烯涂料，烘干得到一面为石墨烯层的基板；(c) 引入正负电极，在发热体层相对的两侧分别各放置1条铜箔或铜条作为正负电极，铜箔或铜条距离绝缘基材边缘3-6mm，相互平行，彼此对称分布，然后进行热压处理。分别在电极的端处用卡扣将纸层，发热体层，电极固定连接在一起，导线通过所述卡扣与正电极和负电极连接固定，外接电源通过导线为石墨烯电热膜供电。这样的制备方法，制备工艺简单，节省成本，生产方便，易于使
用。
附图说明
23.图1为本发明实施例1一种在低压下快速升温加热的石墨烯电热膜结构示意图；图2为本发明实施例1的红外成像图；图3为本发明实施例1电热膜的温度测试曲线图。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
25.实施例1参见图1，本实施例1提供一种在低压下快速升温加热的石墨烯电热膜，包括纸层，发热体层，正电极，负电极。所述纸层和发热体层紧密粘接，正负电极平行紧密连接在发热体层边缘位置上，正电极和负电极分别通过卡扣与导线连接固定，外接直流电源通过导线和正负电极连接。并且发热体层包括以下组分：石墨烯5份、水性氟碳树脂55份、调节油 20份、稀释剂 30份、分散剂1 份、防沉降剂1 份、消泡剂3 份、流平剂2 份、附着力促进剂2 份。
26.本实施例1调节油为树脂有机溶剂。
27.本实施例1稀释剂采用pma(丙二醇甲醚醋酸酯)。
28.本实施例1分散剂为n-甲基吡咯烷酮。
29.本实施例1防沉降剂为氨基酸酯共聚物mt6650防沉剂。
30.本实施例1消泡剂为有机硅类消泡剂。
31.本实施例1流平剂为聚二甲基硅氧烷。
32.本实施例1附着力促进剂为迪高lth附着力促进树脂。
33.本实施例1纸层为防水牛皮纸。
34.本实施例1发热体层为石墨烯电热膜浆料涂层，膜的厚度为100μm。
35.本实施例1正负电极分别为宽8mm的长方形，并平行排列。
36.本实施例1外接电源是12v直流外接电源供电。
37.本实施例1石墨烯电热膜形状为正方形。
38.本实施例1石墨烯电热膜尺寸为145 mm。
39.参见图2，本实施例1的石墨烯电热膜在12v情况下2min内可快速升温至72.4℃。
40.参见图3和表1，为本实施例1石墨烯电热膜的温度测试曲线图及温度测试数据，最高温度达到了82℃并维持稳定。
41.表1 温度测试数据
本实施例1制备方法：（a）取纸层作为基板备用；(b)将所述纸层基板的一面喷涂石墨烯涂料，烘干得到一面为石墨烯层的基板；(c) 引入正负电极，在发热体层相对的两侧分别各放置1条铜箔或铜条作为正负电极，铜箔或铜条距离绝缘基材边缘6mm，相互平行，彼此对称分布，然后进行热压处理。分别在电极的端处用卡扣将纸层，发热体层，电极固定连接在一起，导线通过所述卡扣与正电极和负电极连接固定，外接电源通过导线为石墨烯电热膜供电。
42.实施例2本实施例2提供一种在低压下快速升温加热的石墨烯电热膜，包括纸层，发热体层，正电极，负电极。所述纸层和发热体层紧密粘接，正负电极平行紧密连接在发热体层边缘位置上，正电极和负电极分别通过卡扣与导线连接固定，外接直流电源通过导线和正负电极连接。并且发热体层包括以下组分：石墨烯3份、水性氟碳树脂45份、调节油 15份、稀释剂 15份、分散剂1 份、防沉降剂1 份、消泡剂3 份、流平剂2 份、附着力促进剂2 份。
43.本实施例2调节油为树脂有机溶剂。
44.本实施例2稀释剂采用pma(丙二醇甲醚醋酸酯)。
45.本实施例2分散剂为n-甲基吡咯烷酮。
46.本实施例2防沉降剂为氨基酸酯共聚物mt6650防沉剂。
47.本实施例2消泡剂为有机硅类消泡剂。
48.本实施例2流平剂为聚二甲基硅氧烷。
49.本实施例2附着力促进剂为迪高lth附着力促进树脂。
50.本实施例2纸层为防水牛皮纸。
51.本实施例2发热体层为石墨烯电热膜浆料涂层，膜的厚度为80μm。
52.本实施例2正负电极分别为宽8mm的长方形，并平行排列。
53.本实施例2外接电源是5v直流充电宝供电。
54.本实施例2石墨烯电热膜形状为正方形。
55.本实施例2石墨烯电热膜尺寸为225 mm。
56.本实施例2制备方法：（a）取纸层作为基板备用；(b)将所述纸层基板的一面喷涂石墨烯涂料，烘干得到一面为石墨烯层的基板；(c) 引入正负电极，在发热体层相对的两侧分别各放置1条铜箔或铜条作为正负电极，铜箔或铜条距离绝缘基材边缘4mm，相互平行，彼此对称分布，然后进行热压处理。分别在电极的端处用卡扣将纸层，发热体层，电极固定连接在一起，导线通过所述卡扣与正电极和负电极连接固定，外接电源通过导线为石墨烯电热膜供电。
57.实施例3本实施例3提供一种在低压下快速升温加热的石墨烯电热膜，包括纸层，发热体层，正电极，负电极。所述纸层和发热体层紧密粘接，正负电极平行紧密连接在发热体层边缘位置上，正电极和负电极分别通过卡扣与导线连接固定，外接直流电源通过导线和正负电极连接。并且发热体层包括以下组分：石墨烯2份、水性氟碳树脂40份、调节油 18份、稀释剂 20份、分散剂1 份、防沉降剂1 份、消泡剂3 份、流平剂2 份、附着力促进剂2 份。
58.本实施例3调节油为树脂有机溶剂。
59.本实施例3稀释剂采用pma(丙二醇甲醚醋酸酯)。
60.本实施例3分散剂为n-甲基吡咯烷酮。
61.本实施例3防沉降剂为氨基酸酯共聚物mt6650防沉剂。
62.本实施例3消泡剂为有机硅类消泡剂。
63.本实施例3流平剂为聚二甲基硅氧烷。
64.本实施例3附着力促进剂为迪高lth附着力促进树脂。
65.本实施例3纸层为防水牛皮纸。
66.本实施例3发热体层为石墨烯电热膜浆料涂层，膜的厚度为80μm。
67.本实施例3正负电极分别为宽8mm的长方形，并平行排列。
68.本实施例3外接电源是36v直流外接电源供电。
69.本实施例3石墨烯电热膜形状为正方形。
70.本实施例3石墨烯电热膜尺寸为300 mm。
71.本实施例3制备方法：（a）取纸层作为基板备用；(b)将所述纸层基板的一面喷涂石墨烯涂料，烘干得到一面为石墨烯层的基板；(c) 引入正负电极，在发热体层相对的两侧分别各放置1条铜箔或铜条作为正负电极，铜箔或铜条距离绝缘基材边缘5mm，相互平行，彼此对称分布，然后进行热压处理。分别在电极的端处用卡扣将纸层，发热体层，电极固定连接
在一起，导线通过所述卡扣与正电极和负电极连接固定，外接电源通过导线为石墨烯电热膜供电。
72.本发明所提供的在低压下快速升温加热的石墨烯电热膜，膜的厚度为50-200μm，石墨烯电热膜尺寸为145-300mm，外接可拆卸电源例如充电宝等外接便携式电源，在5-36v情况下1-3min可快速升温至40-100℃并维持温度稳定，并且使用成本低，携带便携，可以在杯子、外卖餐盒、披萨等应用领域中解决因为温度变冷而导致的食物变冷口感变差的问题。制备简单，节省成本，生产方便，易于使用。
73.以上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。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。