[發明專利]一種制備雙發熱層石墨烯電熱膜的方法

有效

• 申請號: 201710906034.0
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107592685B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 金思宇;葉侃東;付捷
• 申請（專利權）人: 金思宇;葉侃東;付捷
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;H05B3/34
• 代理公司: 51211 成都天嘉專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 鄧小兵<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種制備雙發熱層石墨烯電熱膜的方法，包括如下步驟：（1）先將石墨烯粉末、遠紅外發射劑、粘結劑和溶劑均勻混合，再將混合液通過一字形?？跀D出并在乙醇中凝固成膜，干燥后得到厚度為0.001mm—0.2mm的石墨烯發熱片；（2）采用多根無紡布條編織成方格狀的韌性層，將韌性層夾持在兩張石墨烯發熱片之間，再以熱壓成型的方式將韌性層與石墨烯發熱片壓制成一體，得到石墨烯發熱層；（3）在石墨烯發熱層的兩張石墨烯發熱片之間粘接電極層；（4）在石墨烯發熱層的上下表面粘接由PVC膜、PE膜或PET膜制成的絕緣防水層。本發明能夠大幅提高石墨烯電熱膜的柔韌性、導電性、穩定性和電?熱轉換效率。

技術領域

本發明屬于新型電熱材料的技術領域，具體地說涉及一種制備雙發熱層石墨烯電熱膜的方法。

背景技術

由單碳原子層構成的二維晶體材料——石墨烯（graphene），是已知材料中最薄的，被稱為神奇的材料，掀起了全世界的研究熱潮。石墨烯有優異的電學性能（室溫下電子遷移率可達2×10⁵cm²/Vs），突出的導熱性能（5000W/(mK），超常的比表面積（2630m²/g），其楊氏模量（1100GPa）和斷裂強度（125GPa）。AndreGeim和KonstantinNovoselov因為對石墨烯研究的貢獻獲得了2010年諾貝爾物理獎。石墨烯優異的導電導熱性能完全超過金屬，同時石墨烯具有耐高溫耐腐蝕的優點，而其良好的機械性能和較低的密度更讓其具備了在電熱材料領域取代金屬的潛力。由于石墨烯大規模加工逐漸成為現實，石墨烯膜將取代金屬材料應用在不同的領域。

常用的電熱系統中的電阻加熱單元一般采用金屬箔、薄膜涂層、電阻絲、金屬網等材料。使用最多的加熱元件為鎳鉻合金。然而，對于鎳鉻合金，目前在以下方面仍然顯得不足：鎳鉻合金的密度大于8g/cm3，使用時厚度有數毫米；電阻率低（~10^–6Ω/m），仍然存在著電熱轉化效率低，加熱速率小，加熱元件沒有自動恒溫及功率補償功能，使得電熱系統結構復雜，熱慣性大等不足之處；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，由于高溫脆性導致的高溫強度低最終導致電熱元件使用壽命短；合金的可焊性很差，難修復?？傮w來說，目前急需開發高效、高速、低密度、穩定性好、柔韌性好的電熱材料。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中存在的上述問題，提供一種制備雙發熱層石墨烯電熱膜的方法，本發明能夠大幅提高石墨烯電熱膜的柔韌性、導電性、穩定性和電-熱轉換效率。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種制備雙發熱層石墨烯電熱膜的方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）先將石墨烯粉末、遠紅外發射劑、粘結劑和溶劑按質量比為4—8：1—2：2—3：60—120的比例均勻混合，再將混合液通過一字形?？跀D出并在乙醇中凝固成膜，干燥后得到厚度為0.001mm—0.2mm的石墨烯發熱片；

（2）采用多根無紡布條編織成方格狀的韌性層，將韌性層夾持在兩張石墨烯發熱片之間，再以熱壓成型的方式將韌性層與石墨烯發熱片壓制成一體，得到石墨烯發熱層；

（3）在石墨烯發熱層的兩張石墨烯發熱片之間粘接電極層；

（4）在石墨烯發熱層的上下表面粘接由PVC膜、PE膜或PET膜制成的絕緣防水層。

所述步驟（1）中的粘結劑為酚醛樹脂。

所述步驟（2）中的多根無紡布條之間粘接連接。

所述步驟（2）中無紡布條的寬度為0.05—0.3mm，厚度為0.08—0.1mm。

所述步驟（2）中的方格為正方形。

所述方格的邊的長度為0.4—1cm。