一种石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋的制作方法

本发明涉及电热膜技术领域，尤其涉及一种石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋。

背景技术：

低温电热膜是一种通电后能发热的聚酯薄膜，一般由可导电的特制油墨、金属载流条经加工制成，并在电热膜外封套聚氯乙烯保护膜应用于供暖系统中。电热膜处于工作状态时，将热量以辐射的形式送入空间，供暖于人体和物体，其综合效果优于传统的对流供暖方式。

传统的电热膜中，电热膜外用聚氯乙烯薄膜封装，受热条件下聚氯乙烯易发生自催化脱氯化氢反应，形成共扼多烯链，进而发生断链、交联而变色、降解。而在燃烧过程中会释放出氯化氢、二噁英等有毒气体，危害人体健康，污染环境。

聚氯乙烯具有阻燃效果，因此被广泛用于防火应用中。但聚氯乙烯自身也存在热稳定性差、燃烧时烟密度大、耐冲击性差、不环保等缺陷。

技术实现要素：

因此，针对以上内容，本发明提供一种石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋，解决现有技术封装电热膜的材料热稳定性差、燃烧时烟密度大、耐冲击性差的问题。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋，包括石墨烯电热膜，封套在石墨烯电热膜外的上下两层阻燃聚丙烯薄膜；所述石墨烯电热膜的一侧短边连接插接线缆，用于接通电源；所述阻燃聚丙烯薄膜包括以下重量份数的各组分：

进一步的改进是：所述阻燃剂的制备方法如下：

(1)制备含硅阻燃剂：称取适量的3-(1-萘氧基)-1,2-环氧丙烷，用二甲基亚砜溶解后倒入烧瓶，三苯基膦作催化剂，然后将三(叔-丁氧基)硅烷醇的二甲基亚砜溶液慢慢加入烧瓶，反应温度150℃，搅拌反应5-8h，反应结束后，抽滤、减压蒸馏、冷冻干燥，得到新型的含硅阻燃剂；

(2)所述阻燃剂由含硅阻燃剂、n,n-二乙基亚磷酰胺二叔丁酯按重量比1.2-1.5：0.8-1.2混合而成。

进一步的改进是：所述阻燃协效剂由偏硼酸钡、二氧化锰、三氧化二铬按重量比0.5-0.8：0.8-1.2：1.5-2.0混合而成。

进一步的改进是：所述抗氧化剂由双(2-乙基己基)亚磷酸酯、2,6-二甲氧基对苯二酚按重量比0.7-0.9：1.2-1.5混合而成。

进一步的改进是：所述紫外线吸收剂由2,4-二甲氧基-1,3,5-三嗪、3-乙酰苯甲酮按重量比1.1-1.3：0.9-1.1混合而成。

本发明还提供了阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

step1:将各组分原料按比例投入到高速混合机中混合25-35min，混合温度80-90℃；

step2:将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机熔融挤出，经流延辊流延成型，最后进行双向拉伸，得到阻燃聚丙烯薄膜；

所述双螺杆挤出机内部各区温度从加料口到至机头出口分别为t1＝170-180℃、t2＝185-195℃、t3＝185-195℃、t4＝195-205℃、t5＝200-210℃、t6＝210-220℃。

本发明还提供了石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋的制备方法，包括以下步骤：

step1：两层阻燃聚丙烯薄膜上下叠合，并将叠合后的两侧长边通过超声波塑料焊接机进行焊接封边；

step2：对上述焊接封边好的阻燃聚丙烯薄膜的短边进行裁剪，得到所需长度的双层阻燃聚丙烯薄膜，将石墨烯电热膜塞入双层阻燃聚丙烯薄膜内，连接在石墨烯电热膜上的插接线缆伸出阻燃聚丙烯薄膜外；

step3：双层阻燃聚丙烯薄膜上未连接插接线缆的一侧短边通过超声波塑料焊接机进行焊接封边；

step4：插接线缆外缠绕一块2-3cm的特制胶泥，然后与上下层阻燃聚丙烯薄膜初步粘合，超声波塑料焊接机的上下层使用专用模具，模具上有一个凹槽，所述凹槽对准缠绕胶泥的电缆线的位置，然后焊接封边，制得石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：(1)磷系阻燃剂高温燃烧时生成磷酸或聚磷酸，在燃烧物表面形成一层保护膜，能隔绝氧气；其次磷酸和聚磷酸能够促使聚丙烯脱水炭化，在其表面形成炭化层，隔绝热和氧气。硅系阻燃剂在聚丙烯材料高温燃烧时，形成si-c键，阻止燃烧生成的挥发物外逸，隔绝氧气，起到阻燃的作用。通过磷系阻燃剂和硅系阻燃剂的复配，发挥两者的协同作用，获得更佳的阻燃效果，燃烧物燃烧时生烟量少、毒性低。(2)阻燃聚丙烯薄膜热稳定性得到提升，远远优于聚氯乙烯，而且具有良好的耐寒性，于-65℃条件下放置6个月也不会发生脆化。(3)阻燃聚丙烯薄膜的电绝缘性能好，而且冲击强度、拉伸强度、弯曲强度这些力学性亦远远优于聚氯乙烯膜，解决了聚氯乙烯耐冲击性差的问题。(4)插接线缆为聚氯乙烯材料，而封装套采用聚丙烯材料，不同材料无法熔合在一起，本发明采用特制胶泥，通过超声波焊接技术将线缆和封装石墨烯电热膜的阻燃聚丙烯粘合在一起，保证了产品的密封性。(5)采用阻燃聚丙烯薄膜封装石墨烯电热膜不会产生有毒气体，危害人体健康，污染环境，符合现代环保的理念，并起到很好的防水防潮的效果。(6)对石墨烯电热膜进行结构改进优化，添加铝膜结构层时对封装石墨烯电热膜的外层薄膜要求高，本发明制备的石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋，可以在3750v的电压下保持正常工作。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中插接线缆与阻燃聚丙烯薄膜焊接时的示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。

实施例一

参照图1至图2，一种石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋，包括由上到下依次叠层的阻燃聚丙烯薄膜1、石墨烯电热膜2和阻燃聚丙烯薄膜3，所述石墨烯电热膜2的一侧短边连接插接线缆4，用于接通电源。密封时插接线缆外缠绕一块特制胶泥5，然后与上下层阻燃聚丙烯薄膜初步粘合，超声波塑料焊接机的上下层使用专用模具，模具上有一个凹槽6，所述凹槽6位置对准缠绕胶泥的电缆线，超声波焊接过程中，特制胶泥熔融使得上下层阻燃聚丙烯薄膜和插接线缆紧密粘合在一起，制得石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋。

所述阻燃聚丙烯薄膜的配料：60份共聚聚丙烯、10份高密度聚乙烯、12份阻燃剂、0.8份偏硼酸钡、1.2份二氧化锰、2.1份三氧化二铬、10份聚季铵盐-7、6份陶瓷纤维、0.08份双(2-乙基己基)亚磷酸酯、0.12份2,6-二甲氧基对苯二酚、0.06份2,4-二甲氧基-1,3,5-三嗪、0.04份3-乙酰苯甲酮。

所述阻燃剂的制备方法如下：

(1)制备含硅阻燃剂：称取适量的3-(1-萘氧基)-1,2-环氧丙烷，用二甲基亚砜溶解后倒入烧瓶，三苯基膦作催化剂，然后将三(叔-丁氧基)硅烷醇的二甲基亚砜溶液慢慢加入烧瓶，反应温度150℃，搅拌反应5-8h，反应结束后，抽滤、减压蒸馏、冷冻干燥，得到新型的含硅阻燃剂；

(2)所述阻燃剂由含硅阻燃剂、n,n-二乙基亚磷酰胺二叔丁酯按重量比1.2：0.8混合而成。

一种阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

step1:将各组分原料按比例投入到高速混合机中混合25min，混合温度80℃；

step2:将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机熔融挤出，经流延辊流延成型，最后进行双向拉伸，得到阻燃聚丙烯薄膜。

双螺杆挤出机内部各区温度从加料口到至机头出口分别为t1＝170℃、t2＝185℃、t3＝185℃、t4＝195℃、t5＝200℃、t6＝210℃。

一种石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋的制备方法，包括以下步骤：

step1：阻燃聚丙烯薄膜1和阻燃聚丙烯薄膜3上下叠合，并将叠合后的两侧长边通过超声波塑料焊接机进行焊接封边；

step2：对上述焊接封边好的阻燃聚丙烯薄膜的短边进行裁剪，得到所需长度的双层阻燃聚丙烯薄膜，将石墨烯电热膜2塞入双层阻燃聚丙烯薄膜内，连接在石墨烯电热膜上的插接线缆4伸出阻燃聚丙烯薄膜外；

step3：双层阻燃聚丙烯薄膜上未连接插接线缆4的一侧短边通过超声波塑料焊接机进行焊接封边；

step4：插接线缆外缠绕一块2cm的特制胶泥5，然后与上下层阻燃聚丙烯薄膜初步粘合，超声波塑料焊接机的上下层使用专用模具，模具上有一个凹槽6，所述凹槽6对准缠绕胶泥的电缆线的位置，然后焊接封边，制得石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋。

实施例二

一种石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋，所述阻燃聚丙烯薄膜的配料为：70份共聚聚丙烯、15份高密度聚乙烯、18份阻燃剂、1.6份偏硼酸钡、2.4份二氧化锰、4份三氧化二铬、20份聚季铵盐-7、9份陶瓷纤维、0.15份双(2-乙基己基)亚磷酸酯、0.25份2,6-二甲氧基对苯二酚、0.27份2,4-二甲氧基-1,3,5-三嗪、0.23份3-乙酰苯甲酮。

所述阻燃剂的制备方法如下：

(1)制备含硅阻燃剂：称取适量的3-(1-萘氧基)-1,2-环氧丙烷，用二甲基亚砜溶解后倒入烧瓶，三苯基膦作催化剂，然后将三(叔-丁氧基)硅烷醇的二甲基亚砜溶液慢慢加入烧瓶，反应温度150℃，搅拌反应5-8h，反应结束后，抽滤、减压蒸馏、冷冻干燥，得到新型的含硅阻燃剂；

(2)所述阻燃剂由含硅阻燃剂、n,n-二乙基亚磷酰胺二叔丁酯按重量比1.5：1.2混合而成。

一种阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

step1:将各组分原料按比例投入到高速混合机中混合35min，混合温度90℃；

step2:将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机熔融挤出，经流延辊流延成型，最后进行双向拉伸，得到阻燃聚丙烯薄膜。

双螺杆挤出机内部各区温度从加料口到至机头出口分别为t1＝180℃、t2＝195℃、t3＝195℃、t4＝205℃、t5＝210℃、t6＝220℃。

一种石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋的制备方法，包括以下步骤：

step1：阻燃聚丙烯薄膜1和阻燃聚丙烯薄膜3上下叠合，并将叠合后的两侧长边通过超声波塑料焊接机进行焊接封边；

step2：对上述焊接封边好的阻燃聚丙烯薄膜的短边进行裁剪，得到所需长度的双层阻燃聚丙烯薄膜，将石墨烯电热膜2塞入双层阻燃聚丙烯薄膜内，连接在石墨烯电热膜上的插接线缆4伸出阻燃聚丙烯薄膜外；

step3：双层阻燃聚丙烯薄膜上未连接插接线缆4的一侧短边通过超声波塑料焊接机进行焊接封边；

step4：插接线缆外缠绕一块2.5cm的特制胶泥5，然后与上下层阻燃聚丙烯薄膜初步粘合，超声波塑料焊接机的上下层使用专用模具，模具上有一个凹槽6，所述凹槽6对准缠绕胶泥的电缆线的位置，然后焊接封边，制得石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋。

实施例三

一种石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋，所述阻燃聚丙烯薄膜的配料为：65份共聚聚丙烯、12份高密度聚乙烯、15份阻燃剂、1份偏硼酸钡、2份二氧化锰、3份三氧化二铬、15份聚季铵盐-7、8份陶瓷纤维、0.12份双(2-乙基己基)亚磷酸酯、0.18份2,6-二甲氧基对苯二酚、0.16份2,4-二甲氧基-1,3,5-三嗪、0.14份3-乙酰苯甲酮。

所述阻燃剂的制备方法如下：

(1)制备含硅阻燃剂：称取适量的3-(1-萘氧基)-1,2-环氧丙烷，用二甲基亚砜溶解后倒入烧瓶，三苯基膦作催化剂，然后将三(叔-丁氧基)硅烷醇的二甲基亚砜溶液慢慢加入烧瓶，反应温度150℃，搅拌反应5-8h，反应结束后，抽滤、减压蒸馏、冷冻干燥，得到新型的含硅阻燃剂；

(2)所述阻燃剂由含硅阻燃剂、n,n-二乙基亚磷酰胺二叔丁酯按重量比1.3：1.0混合而成。

一种阻燃聚丙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

step1:将各组分原料按比例投入到高速混合机中混合30min，混合温度85℃；

step2:将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机熔融挤出，经流延辊流延成型，最后进行双向拉伸，得到阻燃聚丙烯薄膜。

双螺杆挤出机内部各区温度从加料口到至机头出口分别为t1＝175℃、t2＝190℃、t3＝190℃、t4＝200℃、t5＝205℃、t6＝215℃。

一种石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋的制备方法，包括以下步骤：

step1：阻燃聚丙烯薄膜1和阻燃聚丙烯薄膜3上下叠合，并将叠合后的两侧长边通过超声波塑料焊接机进行焊接封边；

step2：对上述焊接封边好的阻燃聚丙烯薄膜的短边进行裁剪，得到所需长度的双层阻燃聚丙烯薄膜，将石墨烯电热膜2塞入双层阻燃聚丙烯薄膜内，连接在石墨烯电热膜上的插接线缆4伸出阻燃聚丙烯薄膜外；

step3：双层阻燃聚丙烯薄膜上未连接插接线缆4的一侧短边通过超声波塑料焊接机进行焊接封边；

step4：插接线缆外缠绕一块3cm的特制胶泥5，然后与上下层阻燃聚丙烯薄膜初步粘合，超声波塑料焊接机的上下层使用专用模具，模具上有一个凹槽6，所述凹槽6对准缠绕胶泥的电缆线的位置，然后焊接封边，制得石墨烯电热膜用阻燃聚丙烯薄膜密封袋。

对实施例一至三制备的阻燃聚丙烯薄膜的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、阻燃等级进行测试，测试标准如下：

拉伸强度：按照gb/t1040-2006标准，单位为mpa；

弯曲强度：按照gb/t9341-2008标准，单位为mpa；

弯曲模量：按照gb/t9341-2008标准，单位为mpa；

冲击强度：按照gb/t1043.1-2008标准，单位为kj/m²；

阻燃等级：按照gb/t2408-2008标准进行垂直燃烧测试；

烟密度：按照gb/t8323-2008标准进行测试；

脆化温度：按照gb/t5470-2008标准进行测试。

以市面上常见的一款封套电热膜外的聚氯乙烯膜作为对照，测试结果如表1所示。

表1阻燃聚丙烯薄膜的性能测试结果

从表1可以看出，本发明制备的阻燃聚丙烯薄膜的阻燃效果好，达到v-0级，且烟密度小。阻燃聚丙烯薄膜的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度亦远远优于聚氯乙烯膜。

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。