[發(fā)明專(zhuān)利]高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610447191.5
• 申請(qǐng)日: 2016-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107525123A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳新江
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州漢納材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F24D13/00
• 分類(lèi)號(hào): F24D13/00;H05B3/14;H05B3/34
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

1.一種高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體，其特征在于包括：

碳復(fù)合材料層，包括主要由sp²雜化結(jié)構(gòu)碳材料組成的二維膜狀材料，所述二維膜狀材料的表面電阻為0.01Ω/sq～10Ω/sq，且在驅(qū)動(dòng)電壓≤60V時(shí)的功率密度為50～3000W/m²；

以及，設(shè)置于所述碳復(fù)合材料層相背對(duì)的兩側(cè)的耐熱絕緣層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體，其特征在于：

所述二維膜狀材料在驅(qū)動(dòng)電壓≤6V、12V、24V、36V或42V時(shí)的功率密度為50～3000W/m²：

和/或，所述二維膜狀材料彎折一百萬(wàn)次以上表面電阻無(wú)變化，且拉伸強(qiáng)度大于100Mpa，厚度為1～1000μm，溫升為10℃～250℃，高溫高濕電阻變化＜5％；

和/或，所述二維膜狀材料包含由二維片狀材料堆疊形成的層狀結(jié)構(gòu)或者由一維線狀或管狀材料組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

和/或，所述耐熱絕緣層的長(zhǎng)期耐溫為200～250℃，短期耐溫為300℃，厚度為10～1000μm，擊穿電壓大于2KV。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體，其特征在于：所述層狀結(jié)構(gòu)為石墨烯薄膜或石墨烯與樹(shù)脂的復(fù)合薄膜；和/或，所述層狀結(jié)構(gòu)中石墨烯層間距＞0.34nm；和/或，所述層狀結(jié)構(gòu)的厚度為1μm～500μm；和/或，所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為碳納米管薄膜、碳納米管與樹(shù)脂的復(fù)合薄膜、碳纖維薄膜或碳纖維與樹(shù)脂的復(fù)合薄膜；和/或，所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所含孔洞的孔徑為1nm～50nm；和/或，所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的厚度為1μm～500μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體，其特征在于：所述面發(fā)熱體的厚度為1μm～2mm；和/或，所述sp²雜化結(jié)構(gòu)碳材料包括碳納米管、石墨烯、碳纖維、石墨及導(dǎo)電炭黑中的任意一種或兩種以上的組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體，其特征在于：所述二維膜狀材料包括純碳納米管加熱膜、碳納米管復(fù)合加熱膜、人工石墨片加熱膜、石墨烯加熱膜、石墨烯復(fù)合加熱膜、石墨復(fù)合加熱膜、純碳纖維編織加熱膜、碳纖維復(fù)合加熱膜中的任意一種或兩種以上的組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體，其特征在于：所述耐熱絕緣層的組成材料包括環(huán)氧樹(shù)脂、橡膠、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、硅膠樹(shù)脂中的任意一種或兩種以上的組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體，其特征在于：所述耐熱絕緣層是通過(guò)印刷、涂布、噴涂和氣溶膠中的至少一種方式結(jié)合于基材表面或二維膜狀材料表面；和/或，所述二維膜狀材料是通過(guò)印刷、涂布、噴涂和氣溶膠中的至少一種方式形成于基材表面。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體，其特征在于：所述基材的材質(zhì)包括PET、PI、PDMS、PMMA、PP和PC中的任意一種或兩種以上的組合。

9.面熱源，其特征在于包括復(fù)數(shù)個(gè)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體，其中相鄰兩個(gè)所述面發(fā)熱體中的碳復(fù)合材料層直接接觸而使該相鄰兩個(gè)面發(fā)熱體電連接。

10.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體于制備地暖結(jié)構(gòu)、墻暖結(jié)構(gòu)或電熱家居用品中的用途。

11.地暖結(jié)構(gòu)或墻暖結(jié)構(gòu)，其特征在于包括：

設(shè)于地面上的地板或地磚，或者，設(shè)于墻面上的貼腳線；

以及，設(shè)于所述地板或地磚下方或上方的、如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體，或者，設(shè)于所述貼腳線表面或所述貼腳線與墻面之間的、如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的地暖結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述地面或墻面上還設(shè)有保溫層，所述高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體設(shè)置于保溫層與地板或地磚或貼腳線之間；或者，所述地板或地磚或貼腳線上還設(shè)有裝飾層，所述高導(dǎo)電超薄二維碳復(fù)合材料面發(fā)熱體設(shè)置于裝飾層與地板或地磚或貼腳線之間；和/或，所述地板、地磚或貼腳線包括實(shí)木地板、實(shí)木多層地板、強(qiáng)化地板、瓷磚、大理石板或磚，或者PVC板。