一种石墨烯改性远红外电热膜的制备方法与流程

文档序号:11264058阅读:352来源:国知局

本发明属于远红外电热膜领域,特别涉及一种石墨烯改性远红外电热膜的制备方法。



背景技术:

电热膜是一种供暖系统,该供暖系统是区别于以散热器、空调、暖气片为代表的点式供暖系统、以发热电缆为代表的线式供暖系统,在面式供暖领域采用现代宇航技术研发的低碳供暖高科技产品。

现有的电热膜大致分为四种类型,即:印刷油墨型、超薄金属片型、碳纤维型和功能性高分子电热新材料型,不同的电热膜技术含量不同,也具有不同的特点和应用领域,如:印刷油墨型电热膜主要用于顶棚供暖,超薄金属片型主要用于电热画、防雾镜,碳纤维型主要用于大功率电热板等,而高分子电热膜主要用做电地暖。

市场上已广泛应用的电热膜基本上是印刷油墨型的电热膜,由两片聚酯膜中间加以可导电的油墨及载流条,通过印刷技术热合而成,通电后发热不均匀,电热膜易出现打火现象,电阻不稳定易衰减易聚热,此类产品远红外线的波长频率不稳,峰值小也不可调整,法向全发射率为75%-85%。传统的电热膜发热温度不均匀,发热效率低,并且该电热膜在使用中功率会衰减,工作寿命比较短。

石墨烯(graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。氧化石墨烯(grapheneoxide)是石墨烯的氧化物,其颜色为棕黄色,市面上常见的产品有粉末状、片状 以及溶液状的。因经氧化后,其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼,可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。其具有较强的导电性和导热性。石墨烯已经广泛的应用于很多领域,不过关于石墨烯基的远红外发热涂层的研究还是颇少。如浙江碳谷上希材料科技有限公司研制了一种石墨烯电热膜(cn104219797a),包括石墨烯膜发热层以及涂覆在石墨烯膜发热层上下两侧的绝缘保护层,但是其结构较为简单,所制备的电热膜的性能效果一般。



技术实现要素:

本发明的目的是针对上述问题,研制出一种发热均匀,发热效率高,并且在使用过程中衰减较少,工作寿命较长的石墨烯改性远红外电热膜的制备方法。

一种石墨烯改性远红外电热膜的制备方法,包括如下步骤:

1)将石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体混合,得到石墨烯基复合物;

2)将石墨烯复合物分散在树脂溶液中,得到石墨烯改性远红外导电浆料;

3)将导电浆料经精密涂布,层压复合,制备得到石墨烯改性远红外电热膜。

作为优选,所述石墨烯为单层或多层石墨烯;

作为优选,所述纳米高分子材料为纳米碳纤维、纳米聚乙烯、纳米聚氯乙烯中的一种或几种;

作为优选,所述无机纳米粉体为纳米氧化铝、氧化钛、氧化镁、 二氧化钛中的一种或几种;

作为优选,所述树脂为聚酯树脂或者pu树脂中的一种或几种;

作为优选,所述树脂溶液为树脂水溶液或者树脂有机溶剂溶液;

作为优选,所述石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体的重量份比为(2-7):(10-20):(20:30);

所制备的石墨烯改性远红外电热膜,升温迅速且不聚温,电性能稳定,长久正常使用功率无衰减,绝无电电磁波辐射。产品经国家相关检测机构检测各项指标符合要求,法向全发射率为89%-92%,红外辐射主波段波长4—18微米,峰值在8—11微米;通过调整石墨烯的添加量可改变红外辐射的峰值范围;该电热膜具有较强的远红外线辐射指数,及适用于电地暖,远红外发热从足底温暖,舒筋活络,改善人体微循环提高人体免疫力;该电热膜的制备工艺简单,易于工业化,原料来源广泛,非常适合应用于生产。

具体实施方式

下面结合具体的实施例,并参照数据进一步详细描述本发明。应理解,这些实施例只是为了举例说明本发明,而非以任何方式限制本发明的范围。

实施例1:

一种石墨烯改性远红外电热膜的制备方法,包括如下步骤:

1)将石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体混合,得到石墨烯基复合物;

2)将石墨烯复合物分散在树脂溶液中,得到石墨烯改性远红外 导电浆料;

3)将导电浆料经精密涂布,层压复合,制备得到石墨烯改性远红外电热膜。

所述石墨烯为单层石墨烯;

所述纳米高分子材料为纳米碳纤维;

所述无机纳米粉体为纳米氧化铝;

所述树脂为聚酯树脂;

所述树脂溶液为树脂水溶液;

所述石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体的重量份比为7:20:20;

所制备的石墨烯改性远红外电热膜法向全发射率为90%。

实施例2:

一种石墨烯改性远红外电热膜的制备方法,包括如下步骤:

1)将石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体混合,得到石墨烯基复合物;

2)将石墨烯复合物分散在树脂溶液中,得到石墨烯改性远红外导电浆料;

3)将导电浆料经精密涂布,层压复合,制备得到石墨烯改性远红外电热膜。

所述石墨烯为单层石墨烯;

所述纳米高分子材料为纳米碳纤维;

所述无机纳米粉体为纳米氧化铝;

所述树脂为聚酯树脂;

所述树脂溶液为树脂水溶液;

所述石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体的重量份比为2:10:10;所制备的石墨烯改性远红外电热膜法向全发射率为91%。

实施例3:

一种石墨烯改性远红外电热膜的制备方法,包括如下步骤:

1)将石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体混合,得到石墨烯基复合物;

2)将石墨烯复合物分散在树脂溶液中,得到石墨烯改性远红外导电浆料;

3)将导电浆料经精密涂布,层压复合,制备得到石墨烯改性远红外电热膜。

所述石墨烯为多层石墨烯;

所述纳米高分子材料为纳米碳纤维;

所述无机纳米粉体为纳米氧化铝;

所述树脂为聚酯树脂;

所述树脂溶液为树脂水溶液;

所述石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体的重量份比为2:10:10;所制备的石墨烯改性远红外电热膜法向全发射率为92%。

实施例4:

一种石墨烯改性远红外电热膜的制备方法,包括如下步骤:

1)将石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体混合,得 到石墨烯基复合物;

2)将石墨烯复合物分散在树脂溶液中,得到石墨烯改性远红外导电浆料;

3)将导电浆料经精密涂布,层压复合,制备得到石墨烯改性远红外电热膜。

所述石墨烯为多层石墨烯;

所述纳米高分子材料为纳米碳纤维;

所述无机纳米粉体为纳米氧化铝;

所述树脂为聚酯树脂;

所述树脂溶液为树脂水溶液;

所述石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体的重量份比为5:15:25;所制备的石墨烯改性远红外电热膜法向全发射率为89%。

实施例5:

一种石墨烯改性远红外电热膜的制备方法,包括如下步骤:

1)将石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体混合,得到石墨烯基复合物;

2)将石墨烯复合物分散在树脂溶液中,得到石墨烯改性远红外导电浆料;

3)将导电浆料经精密涂布,层压复合,制备得到石墨烯改性远红外电热膜。

所述石墨烯为多层石墨烯;

所述纳米高分子材料为纳米聚氯乙烯;

所述无机纳米粉体为纳米氧化镁;

所述树脂为pu树脂;

所述树脂溶液为树脂水溶液;

所述石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体的重量份比为7:15:25;

所制备的石墨烯改性远红外电热膜法向全发射率为91%。

实施例6:

一种石墨烯改性远红外电热膜的制备方法,包括如下步骤:

1)将石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体混合,得到石墨烯基复合物;

2)将石墨烯复合物分散在树脂溶液中,得到石墨烯改性远红外导电浆料;

3)将导电浆料经精密涂布,层压复合,制备得到石墨烯改性远红外电热膜。

所述石墨烯为单层石墨烯;

所述纳米高分子材料为纳米碳纤维;

所述无机纳米粉体为纳米二氧化钛;

所述树脂为聚酯树脂;

所述树脂溶液为树脂有机溶剂溶液;

所述石墨烯与纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体的重量份比为7:20:25;

所制备的石墨烯改性远红外电热膜法向全发射率为89%。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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