本发明涉及电热膜的制造、电热产品制造领域，具体为一种石墨烯纳米远红外负离子电热膜的制造工艺。
背景技术：
自从90年代美国和法国电热膜进入中国以后，推动了我国的电热供暖市场不断的发展，我国的电热膜也逐渐成熟，无论是金属膜还是炭粉膜还是石墨膜，都有了很大的提高，使用面积也在逐渐的扩大。市场越来越成熟，可是电热膜所带来的弊端也越来越显现出来，美国和法国的电热膜在进入中国的初期，是严禁铺装于地下使用的，因为随着使用年限的增加，功率在不断的衰减取暖效果逐渐下降难以更换，所以不能使用于地下。虽然现在工艺和制造上有了很大的提高，但是人无法改变功率衰减致命弱点。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种石墨烯纳米远红外负离子电热膜的制造工艺，采用石墨烯纳米远红外负离子复合纤维导电发热膜为发热体的电热膜，从而解决现在电热膜发热不均、功率衰减等问题。
本发明的技术方案是：
一种石墨烯纳米远红外负离子电热膜的制造工艺，在石墨烯水性碳纳米电加热材料层的正面和背面包覆双向拉伸薄膜，石墨烯水性碳纳米电加热材料层的正面双向拉伸薄膜上通过丝网印刷纳米远红外负离子油墨层，石墨烯水性碳纳米电加热材料层的背面双向拉伸薄膜上通过丝网印刷反射膜铝粉油墨层；其中，石墨烯水性碳纳米电加热材料包括：多层石墨烯粉体、碳纳米管粉体、连接剂、分散剂、增塑剂、撒干剂和填料；其中，多层石墨烯粉体与碳纳米管粉体采用重量比例为1：(1～5)的混合粉体；连接剂为水性环氧树脂和水性丙烯酸树脂按重量比例1：1混合，分散剂为六偏磷酸钠，增塑剂为顺丁烯二酸，撒干剂为硬脂酸铝，粘接剂、分散剂、增塑剂、撒干剂分别为混合粉体重量的1％～1.2％；填料为碳黑，填料加入量为混合粉体重量的20％～40％。
所述的石墨烯纳米远红外负离子电热膜的制造工艺，填料粒度为1～5nm。
所述的石墨烯纳米远红外负离子电热膜的制造工艺，多层石墨烯粉体为10层以上，厚度10nm以下，水平方向宽度10～15nm。
所述的石墨烯纳米远红外负离子电热膜的制造工艺，碳纳米管粉体的粒度为5～10nm。
所述的石墨烯纳米远红外负离子电热膜的制造工艺，石墨烯水性碳纳米电加热材料的制备包括如下步骤：
首先，选用多层石墨烯粉体与碳纳米管粉体按重量比例1：(1～5)进行混合，在反应釜中经过表面活性剂进行预洗处理，表面活性剂为浓度90～95wt％的乙醇溶液与纯净水按重量比例1：1混合，将混合粉体置于表面活性剂液体中，浸泡20～40分钟后进行澄清处理；
然后，取经过表面活性剂进行预洗处理的混合粉体，放入分散搅拌釜中，加入粘接剂，以1000～2000转/分高速搅拌20～40分钟；同时，加入分散剂、增塑剂、撒干剂和填料，搅拌均匀后，经过研磨机进行研磨20～40分钟后，过滤包装为成品。
所述的石墨烯纳米远红外负离子电热膜的制造工艺，使用时，将成品与水按重量比例1：(1～5)稀释。
本发明的优点及有益效果是：
1、本发明充分利用石墨烯具有极佳的导电性和导热性这一特点，选用多层石墨烯粉体与碳纳米管粉体进行复合，充分结合包裹并加入其他辅料和稀释剂，通过辊压研磨经过滤制成导电发热液体，经过稀释后可用于印刷喷涂在各种不同的基材上制成导电发热制品。
2、为了更好的节能和发挥电热膜要扩展功能的需求，本发明采用当今先进的石墨烯原材料，作为发热体因为石墨烯材料是公认的导电率、导热率最好的材料，高于碳纤维和碳纳米管等电热材料，其电热转换率更高、远红外辐射更强。所以，本发明采用石墨烯与其他材料复合作为发热材料。
4、本发明制作的石墨烯水性碳纳米电加热材料具有表面电阻率可调的特点，可用于抗静电电路，能有效地将电荷释放掉，同时具有远红外发射和负离子释放的功能，起到净化消毒作用，又起到对人体健康的作用。
5、本发明采用石墨烯水性碳纳米电加热材料，可提高导电性、加强导热性，这些指标远远高于碳纤维导电发热性能。
6、与已有的技术相比，本发明技术工艺方案采用了石墨烯粉体与碳纳米管粉体更好的结合，复合制成后的石墨烯水性碳纳米电加热材料电流分配更加完善，发热更加均匀，稳定性更好。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明石墨烯纳米远红外负离子电热膜的制造工艺如下：
一、采用中国发明专利申请(申请号201710144958.1)制备石墨烯水性碳纳米电加热材料，将石墨烯水性碳纳米电加热材料作为发热主体，用于石墨烯纳米远红外负离子电热膜。
二、选用凹版印刷机进行印刷
采用凹版印刷机，将制作完成的石墨烯水性碳纳米电加热材料印刷到双向拉伸薄膜上，然后在石墨烯水性碳纳米电加热材料上设置双向拉伸薄膜，使石墨烯水性碳纳米电加热材料的正面和背面分别包覆双向拉伸薄膜。
由于凹版印刷机的特点是凹版里面挂满石墨烯水性碳纳米电加热材料(油墨)，然后转印到双向拉伸薄膜上，这样导电层才能够凸显出来。凹版印刷的鲜明特点，是一种图案、文字从凹版表面凹进去，再向整个版面供油墨以后，用刮墨刀把凹进部以外的油墨刮除，只有凹部图案的油墨可以转印到被印刷物的印刷方法。由于凹版印刷，是通过印刷压力把积于板面凹部的油墨转移和堆积在被印物上的，因此其浓度除了由凹版网点大小、密度变化来表现以外，同时也有凹版深度来表现，根据制定的版面图案或者是图形来制板打样。
三、双向拉伸薄膜选用聚酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜，经过电晕处理进行涂胶干燥后待用。双向拉伸薄膜力学强度大，延展性小、挺度佳，具有优良的耐热性和尺寸稳定性，对于油墨的附着力好，易于印刷操作。
电晕处理的方法是把双向拉伸薄膜包覆在处理薄膜的滚筒上，使用棒状电极进行放电处理的一种方法。也可以选用经过厂家表面电晕处理后的薄膜，但是必须在七个工作日之内将其制作完毕，否则电晕处理的效果将大打折扣。
四、选用丝网印刷机进行纳米远红外负离子油墨的制作及印刷
采用丝网印刷机，对上述第二部分获得石墨烯水性碳纳米电加热材料的正面和背面分别包覆双向拉伸薄膜后的产品，进行表面丝网印刷，将纳米远红外负离子油墨层印刷其正面，并可以根据需要对远红外辐射强度进行调整，采取自动印刷，并通过干燥隧道进行干燥烘干。
五、选用丝网印刷机进行反射膜铝粉油墨的制作及丝网印刷
采用丝网印刷机，对上述第四部分获得产品进行表面丝网印刷，将反射膜铝粉油墨层印刷其背面，印刷后送入干燥隧道进行干燥处理，出隧道后进行质量检查，合格产品成卷包装入库。该反射膜铝粉油墨层对远红外的反射起到关键的作用，而且在使用中不用在铺设铝箔层，减少了施工的时间。
从而，获得本发明石墨烯纳米远红外负离子电热膜，在石墨烯水性碳纳米电加热材料层的正面和背面包覆双向拉伸薄膜，石墨烯水性碳纳米电加热材料层的正面双向拉伸薄膜上通过丝网印刷纳米远红外负离子油墨层，石墨烯水性碳纳米电加热材料层的背面双向拉伸薄膜上通过丝网印刷反射膜铝粉油墨层。
下面，通过实施例对本发明所用石墨烯水性碳纳米电加热材料进一步详细阐述。
实施例1
本实施例中，地暖专用膜电热材料的制备过程如下：
首先，选用多层石墨烯粉体与碳纳米管粉体按重量比例1：2进行混合，在反应釜中经过表面活性剂进行预洗处理，表面活性剂是浓度90wt％的乙醇溶液与纯净水按重量比例1：1混合，将混合粉体置于表面活性剂液体中，浸泡30分钟后进行澄清处理。
然后，取经过表面活性剂进行预洗处理的混合粉体，放入分散搅拌釜中，加入粘接剂，以1500转/分高速搅拌30分钟。同时，加入分散剂、增塑剂、撒干剂和填料，搅拌均匀后，经过研磨机进行研磨30分钟，过滤包装为成品。使用时，将成品与水按重量比例1：3稀释即可。
其中，粘接剂可用水性环氧树脂和水性丙烯酸树脂按重量比例1：1混合，提高附着力，加强粘接性能，具有较好的成膜性。分散剂为六偏磷酸钠，增塑剂为顺丁烯二酸，撒干剂为硬脂酸铝(用于乳化、增稠和润滑等)。粘接剂、分散剂、增塑剂、撒干剂分别为混合粉体重量的1％；填料为碳黑，粒度为1～5nm，加入量为混合粉体重量的20％。多层石墨烯粉体为10层以上，厚度10nm以下，水平方向宽度10～15nm，碳纳米管粉体的粒度为5～10nm。
本实施例制作的发热材料发热快、均匀度好、抗衰减成本低，弥补了其他碳素纤维等材料的不足。
实施例2
本实施例中，墙暖、墙暖画用电热材料的制备过程如下：
首先，选用多层石墨烯粉体与碳纳米管粉体按重量比例1：3进行混合，在反应釜中经过表面活性剂进行预洗处理，表面活性剂是浓度92wt％的乙醇溶液与纯净水按重量比例1：1混合，将混合粉体置于表面活性剂液体中，浸泡20分钟后进行澄清处理。
然后，取经过表面活性剂进行预洗处理的混合粉体，放入分散搅拌釜中，加入粘接剂，以1000转/分高速搅拌40分钟。同时，加入分散剂、增塑剂、撒干剂和填料，搅拌均匀后，经过研磨机进行研磨40分钟，过滤包装为成品。使用时，将成品与水按重量比例1：2稀释即可。
其中，粘接剂可用水性环氧树脂和水性丙烯酸树脂按重量比例1：1混合，提高附着力，加强粘接性能，具有较好的成膜性。分散剂为六偏磷酸钠，增塑剂为顺丁烯二酸，撒干剂为硬脂酸铝。粘接剂、分散剂、增塑剂、撒干剂分别为混合粉体重量的1.1％；填料为碳黑，粒度为1～5nm，加入量为混合粉体重量的30％。多层石墨烯粉体为10层以上，厚度10nm以下，水平方向宽度10～15nm，碳纳米管粉体的粒度为5～10nm。
本实施例制作的发热材料发热快、均匀度好、抗衰减成本低，弥补了其他碳素纤维等材料的不足。
实施例3
本实施例中，烘干加热用电热材料的制备过程如下：
首先，选用多层石墨烯粉体与碳纳米管粉体按重量比例1：4进行混合，在反应釜中经过表面活性剂进行预洗处理，表面活性剂是浓度94wt％的乙醇溶液与纯净水按重量比例1：1混合，将混合粉体置于表面活性剂液体中，浸泡40分钟后进行澄清处理。
然后，取经过表面活性剂进行预洗处理的混合粉体，放入分散搅拌釜中，加入粘接剂，以2000转/分高速搅拌20分钟。同时，加入分散剂、增塑剂、撒干剂和填料，搅拌均匀后，经过研磨机进行研磨20分钟，过滤包装为成品。使用时，将成品与水按重量比例1：4稀释即可。
其中，粘接剂可用水性环氧树脂和水性丙烯酸树脂按重量比例1：1混合，提高附着力，加强粘接性能，具有较好的成膜性。分散剂为六偏磷酸钠，增塑剂为顺丁烯二酸，撒干剂为硬脂酸铝。粘接剂、分散剂、增塑剂、撒干剂分别为混合粉体重量的1.2％；填料为碳黑，粒度为1～5nm，加入量为混合粉体重量的40％。多层石墨烯粉体为10层以上，厚度10nm以下，水平方向宽度10～15nm，碳纳米管粉体的粒度为5～10nm。
本实施例制作的发热材料发热快、均匀度好、抗衰减成本低，弥补了其他碳素纤维等材料的不足。
实施例结果表明，采用本发明制成的电热材料，无论是在加热或者降温电热制品使用时，可确保稳定，并有较好的流动性和较快的干燥。例如：印刷制作电热膜或是印刷无纺布复合成的电热膜，都能成为较稳定的电热制品。