一种低压电热材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电热材料领域，具体而言，涉及一种低压电热材料。
【背景技术】
[0002]随着煤炭、石油、天然气等不可再生资源的不断枯竭以及环境污染的日益严重，研究和开发出可再生、绿色的清洁能源及其配套的工业品、日用品显得尤为迫切和重要。在太阳能、核电、水电及风电取代不可再生资源来发热发电的大背景下，众多工业品和日用品也越来越注重节能减排。另外，随着人们对产品便携和可穿戴性能的需求提升，低能耗、轻便集成化的产品展现出了巨大的市场潜力。
[0003]石墨烯作为新兴的碳材料，具有高导电导热性能的同时，具有轻便、柔韧性好、可大面积使用、不易氧化等优点，具有比其它碳材料更加突出的远红外辐射性能，制成的加热元件具有体感温度高、热舒适性好的特点，因此石墨烯具备优异电热材料的特点。但是市面上以石墨烯制成的电热材料因为不具备蓄热功能，其节能性也未能有效体现。
[0004]有鉴于此，特提出本实用新型。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种低压电热材料，所述的低压电热材料不仅具有轻便、柔韧性好、可大面积使用、不易氧化、导电导热性能高等优点，而且具有良好的蓄热功能，而且适用范围广，可用于制造服装、人体护理、航空设备、医疗设备、家用采暖设备、汽车等多种领域。
[0006]为了实现本实用新型的上述目的，特采用以下技术方案:
[0007]—种低压电热材料，包括依次叠加的相变材料层和石墨烯加热层。
[0008]与现有技术相比，本实用新型主要是创新将石墨烯加热层与相变材料结合起来，扬长避短，充分利用两者的优点，组成的低压电热材料既具备石墨烯优异的电热性能，又具备良好的蓄热性能。其次，本实用新型采用层层叠加的构造关系，避免了材料之间的性能干扰。
[0009]所述的石墨烯加热层是指含有石墨烯的加热层，本实用新型的低压电热材料可以使用现有技术中所有已知的含有石墨烯的加热材料作为石墨烯加热层。
[0010]上述低压电热材料主要用于低压条件下的加热，尤其是1-5V下的高温度(室温?130°C)工作，其中的加热层既可以仅由纯的石墨烯与电极材料组成，也可以由混合有各种改性剂的石墨烯与电极材料组成;添加的改性剂如果合理，也可以用于高压加热。复合层之间的粘结可以通过印刷、刮涂、喷涂、浸渍、压合等工艺来实现。
[0011]另外，上述低压电热材料既可应用于医疗、日常家用物品的加热夹层，也可用于建筑地暖壁暖、温室大棚等，也可应用于低温环境下工作的舰艇、车辆、飞行器等的管线、仪表、零部件的除冰。
[0012]上述低压电热材料还可以进一步改进:
[0013]针对加热层，本实用新型采用的是电加热原理，因此在布设加热层时可以采用以下两种方式:
[0014]方式一，所述加热层由石墨烯导电导热层和印刷在所述石墨烯导电导热层表面的电路层组成。
[0015]所述石墨烯导电导热层是指含有石墨烯的导电导热层。本实用新型的低压电热材料可以使用现有技术中所有已知的含有石墨烯的导电导热材料作为石墨烯导电导热层。
[0016]这种结构的材料适宜大批量生产，即在大面积的石墨烯导电导热层上印刷多个子电路，再裁切成小元件，而且更易实现质量控制。另外，为了提高电路层在石墨烯层上的导电性能，还可以在制作石墨烯层时加入改性剂提高石墨烯的分散度或粘性。另外，这种结构可以做成纸张的结构单独使用，而无需固定基体，这样应用范围更广。
[0017]以上结构的加热层与相变材料层配合时，可以是印刷电路层直接与相变材料接触，也可以是石墨烯层与相变材料接触，可以视实际情况调整。
[0018]方式二，所述加热层远离所述相变材料层的一面还设有基体层，所述加热层由焊接在所述基体层上的电极与石墨烯导电导热层组成。
[0019]电极一般是焊接在基体的边缘位置，其不会覆盖石墨烯层，这样石墨烯层中就可以增加一些可能会干扰电场的改性剂，例如远红外整理剂(例如氧化钛、氧化锆、氧化钇、氧化锌、氧化铝等)，以提高远红外低温辐射性能。
[0020]在此情况下，所述石墨烯加热层和相变材料层之间还设有绝缘导热层，以隔离可能暴露在外的电极材料，提高安全性。当然，不采用此结构时，也可以增设绝缘导热层。
[0021 ]优选地，包括封装所述石墨烯加热层和相变材料层的绝缘保护层。
[0022]增设绝缘保护层是为了提高电热材料的安全性，以便直接用于人体。绝缘保护层可使用塑料或树脂类材料，根据应用领域不同，该绝缘保护层中可添加的耐氧耐热剂。
[0023 ]优选地，所述相变材料层为固-固相变材料层。
[0024]固-固相变材料层适用范围更广，避免了固-液相变材料受液体流动的限制。可采用的固-固相变材料有无机相变材料如硫酸钠类、醋酸钠类、氯化钙类、磷酸盐类，有机相变材料如石蜡类、脂肪酸或其脂类、高级脂肪烃类、醇类、芳香烃类、酰胺类和多羟基碳酸类等，以及高分子相变材料如聚烯烃类、聚多元醇类、聚烯醇类、聚烯酸类、聚酰胺类等。其中以多元醇类固-固相变材料层为最优，其成本较低。
[0025]优选地，所述低压电热材料为板状、柱状或面料状。
[0026]低压电热材料的形状主要由其用途决定，例如，当用于制作功能性面料时，一般为面料状；当用于家庭或工业采暖时，一般为柱状，而用于机械设备的除冰时一般为板状。当然，也可以根据实际技术需求或美观要求，设计成任意形状。
[0027 ]优选地，所述基体层由以下任意一种材料制成:纤维面料、塑料、金属。
[0028]基体也是根据材料用途而定。
[0029]本实用新型所用的石墨烯可以采用任意公开的技术制得，例如，专利申请CN104724696A、CN105217621A等。
[0030]与现有技术相比，本实用新型的有益效果为:
[0031](I)导热性能优异；
[0032](2)具有良好的蓄热性能；
[0033](3)基体以外的材料质地柔软舒适；
[0034](4)节能环保；
[0035](5)应用范围广；
[0036](6)轻便易携带。
【附图说明】
[0037]为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1为本实用新型实施例1提供的电热材料的结构；
[0039]图2为本实用新型提供的一种电热材料的结构；
[0040]图3为本实用新型提供的一种电热材料的结构；
[0041 ]图4为本实用新型实施例2提供的电热材料的结构；
[0042]附图标记:
[0043]1-基体层；2-电极；3-含石墨烯的导电导热层
[0044]4-绝缘导热层 5-相变材料层 6-绝缘保护层
[0045]7-电路层。
【具体实施方式】
[0046]下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0047]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0048]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。