[發(fā)明專利]石墨烯加熱膜及其生產(chǎn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711333898.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN107820340A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王冠翔;王顯勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島冠銳碳纖維科技有限公司
• 主分類號(hào): H05B3/14
• 分類號(hào): H05B3/14;H05B3/34;D03D15/00
• 代理公司: 濟(jì)南方宇專利代理事務(wù)所(普通合伙)37251
• 代理人: 史長(zhǎng)敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨烯材料的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種石墨烯加熱膜及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

石墨烯優(yōu)異性能完全超過金屬，如、電學(xué)性能：室溫下電子遷移率可達(dá)2×10⁵ cm²/Vs，導(dǎo)熱性能：5000 W/(mK），超常的比表面積（2630 m²/g），楊氏模量（1100 GPa）和斷裂強(qiáng)度（125 GPa）；石墨烯良好的機(jī)械性能和較低的密度更讓其具備了在電熱材料領(lǐng)域取代金屬的潛力。（常用金屬電阻加熱元件一般采用金屬箔、薄膜涂層、電阻絲、金屬網(wǎng)等材料。使用最多的加熱元件為鎳鉻合金。鎳鉻合金的密度大于8 g/cm³，使用時(shí)厚度有數(shù)毫米；電阻率低（~10–6Ω/m），電熱轉(zhuǎn)化效率低，加熱速率小，加熱元件沒有自動(dòng)恒溫及功率補(bǔ)償功能，使得金屬元件制得的電熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，熱慣性大等不足之處；再如，鐵鉻鋁是鐵素體合金，存在常溫脆性、475℃脆性和1000℃以上的高溫脆性，由于高溫脆性導(dǎo)致的高溫強(qiáng)度低最終導(dǎo)致電熱元件使用壽命短；又如，合金類的電熱元件的可焊性很差，難修復(fù)。）

目前，市面上出現(xiàn)了的石墨烯電熱膜或加熱膜，如中國(guó)專利公開號(hào)CN104219797A所述石墨烯電熱膜：將石墨烯與溶劑混合，超聲分散后得到石墨烯分散液；再將分散液在一字形模口的制備裝置中擠出，于10~80℃的凝固液中停留1~100 秒凝固成膜，干燥后得到石墨烯膜發(fā)熱層；在石墨烯發(fā)熱層兩側(cè)復(fù)合絕緣保護(hù)層成為石墨烯電熱膜，絕緣保護(hù)層通過涂覆的方法復(fù)合到石墨烯膜發(fā)熱層上下兩側(cè)，厚度為0.01-0.5mm，所用絕緣保護(hù)層由乙烯- 醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、ABS 樹脂、硅膠、聚醚砜、聚芳砜、聚氨酯、聚酰胺、聚砜、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚酮中的一種或者多種按照任意配比混合組成。這種制備方法，涂覆方式存在表面不勻，雙面涂覆難度大等缺陷，得到的石墨烯電熱膜在使用過程中容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象，即表面絕緣保護(hù)層脫落，另外，重量大、柔韌性差，且加熱體整體采用石墨烯分散液，制造成本高。鑒于這種技術(shù)缺陷，需要出現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，采用石墨烯導(dǎo)熱絲混紡紡織絲線制備布料作為基材，在布料基材兩側(cè)同步復(fù)合高分子材料層制得石墨烯電熱膜，所得石墨烯電熱膜柔韌性好，制造成本低，無分層現(xiàn)象，重量輕盈，電熱效率好的石墨烯加熱膜及其生產(chǎn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，采用石墨烯導(dǎo)熱絲混紡紡織絲線制備布料作為基材，在布料基材兩側(cè)同步復(fù)合高分子材料層制得石墨烯電熱膜，所得石墨烯電熱膜柔韌性好，制造成本低，無分層現(xiàn)象，重量輕盈，電熱效率好的一種石墨烯加熱膜及其生產(chǎn)方法。

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種石墨烯加熱膜，包括石墨烯加熱絲、紡織絲線與電極線通過經(jīng)緯編織法所得的加熱布料，以及復(fù)合在加熱布料兩面的高分子材料層，其中，石墨烯加熱絲編入紡織絲線為經(jīng)線，電極線編入紡織絲線為緯線，經(jīng)線為4-8道紡織絲線之后編入一根石墨烯加熱絲，每幅加熱布料中的緯線中編入兩根電極線為電連接的正負(fù)極。

進(jìn)一步的，所述石墨烯加熱絲的中心為金屬線，石墨烯經(jīng)超聲分散方法制得的石墨烯分散液環(huán)繞的盤旋在金屬線外壁上并固化干燥；

所述高分子材料層的組分為：異氰酸酯15-70%，多元醇35-80%，二元醇3-10%，無鹵阻燃母料5-10%,聚對(duì)苯二甲酸乙二酯5%。

所述紡織絲線的組分為：滌綸，棉線混紡而成，滌綸70%-90%，棉線5%-30%，定型劑5%，增光劑1%。

為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明還公開了石墨烯加熱膜的生產(chǎn)方法，其中，包括如下步驟：

A、使用劍桿織機(jī)編織石墨烯加熱布料；

B、使用配料攪拌桶配比高分子材料；

C、使用成膜裝置對(duì)高分子材料進(jìn)行熔融后擠出成高分子材料膜；

D、將步驟C擠出的高分子材料膜采用雙面同步熱合的方式，熱合到步驟A所得的加熱布料兩側(cè)；

E、對(duì)步驟D覆膜后所得物進(jìn)行冷卻；

F、對(duì)步驟E冷卻后所得物切除毛邊，并收卷，制得石墨烯加熱膜。