[發(fā)明專利]石墨烯高分子加熱板材及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710917818.3
• 申請(qǐng)日: 2017-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN107572874B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林前鋒;李麗萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南國(guó)盛石墨科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B26/02
• 分類號(hào): C04B26/02
• 代理公司: 長(zhǎng)沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 張勇

本發(fā)明公開了石墨烯高分子加熱板材，其包括其包括涂覆層、骨架材料和發(fā)熱線層，所述涂覆層的制成材質(zhì)包括石墨烯粉體、遠(yuǎn)紅外線粉末和樹脂，且滿足以下質(zhì)量比：石墨烯粉體：遠(yuǎn)紅外線粉末：樹脂=1：（1~5）:100~500；該石墨烯復(fù)合高分子加熱板材的涂覆層包括石墨烯粉體、遠(yuǎn)紅外線粉末和樹脂，使得該板材相對(duì)于常規(guī)加熱板材具有機(jī)械強(qiáng)度高、質(zhì)量輕且發(fā)熱均勻等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)該石墨烯復(fù)合高分子板材在受到電流激發(fā)之后主要以輻射遠(yuǎn)紅外線的進(jìn)行散熱，其釋放出波長(zhǎng)為4?14微米的遠(yuǎn)紅外線，易被人體吸收，有利于人體健康。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨烯板材技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種石墨烯高分子加熱板材及其制備方法。

背景技術(shù)

石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個(gè)原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，所以又叫做單原子層石墨。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機(jī)械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯常見的粉體生產(chǎn)的方法為機(jī)械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長(zhǎng)法，薄膜生產(chǎn)方法為化學(xué)氣相沉積法(CVD)。由于其十分良好的強(qiáng)度、柔韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)特性，在物理學(xué)、材料學(xué)、電子信息、計(jì)算機(jī)、航空航天等領(lǐng)域都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”,極有可能掀起一場(chǎng)席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。

發(fā)熱板，是一種通電后板面發(fā)熱而不帶電且無明火的、外形呈圓形，矩形的、安全可靠的電加熱平板，由于使用時(shí)主要靠熱傳導(dǎo)，因此熱效率高。但是目前，一般發(fā)熱板的電熱絲為裸露的，存在安全隱患，且進(jìn)口成本較高，此外傳統(tǒng)的發(fā)熱板，散熱不均勻，造成發(fā)熱效率低等現(xiàn)象。

綜上，現(xiàn)提供一種安全可靠、散熱均勻的石墨烯高分子加熱板材，進(jìn)一步提供該石墨烯高分子加熱板材的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明提供一種安全可靠、散熱均勻的石墨烯高分子加熱板材，進(jìn)一步提供該石墨烯高分子加熱板材的制備方法。

為此，本發(fā)明提供了石墨烯高分子加熱板材，其包括涂覆層、骨架材料和發(fā)熱線層，所述涂覆層的制成材質(zhì)包括石墨烯粉體、遠(yuǎn)紅外線粉末和樹脂，且滿足以下質(zhì)量比：石墨烯粉體：遠(yuǎn)紅外線粉末：樹脂＝1：(1～5):100～500。

所述骨架材料設(shè)為珍珠巖，所述發(fā)熱線材為碳纖維發(fā)熱線；其中，所述碳纖維發(fā)熱線外包裹有玻璃絲。

石墨烯高分子加熱板材的制備方法，用于制備如上所述的石墨烯高分子加熱板材，其包括如下步驟：

步驟一、取一定量的石墨烯粉體和遠(yuǎn)紅外線粉末置于80～105℃中干燥12～24h，且滿足以下質(zhì)量比：石墨烯粉體：遠(yuǎn)紅外線粉末：樹脂＝1：1～1：5；

步驟二、在真空攪拌的條件下，將經(jīng)步驟一處理后的石墨烯粉末和遠(yuǎn)紅外線粉末添加到一定量的樹脂中，且滿足以下質(zhì)量比：石墨烯粉體：遠(yuǎn)紅外線粉末：樹脂＝1：(1～5):100～500；

步驟三、采用捏合機(jī)將步驟二所得混合物與骨架材料珍珠巖充分混合，且滿足以下質(zhì)量比：混合物：骨架材料＝1：(2～5)；

步驟四、將碳纖維發(fā)熱線按照預(yù)設(shè)線路排布在模具盒中；

步驟五、將步驟三所得混合物平鋪在步驟四中的模具盒中，然后送入高壓機(jī)中進(jìn)行壓制，其中，溫度控制在150～200℃范圍內(nèi)，壓力設(shè)為50～80Pa/cm，壓制后即得到石墨烯高分子加熱板材。

在步驟二中，該真空攪拌過程在攪拌釜中進(jìn)行，其中，攪拌轉(zhuǎn)速為500～1500r/min，攪拌時(shí)間為1～24h，所述攪拌釜中的壓力設(shè)為-0.1Mpa。

在步驟三中，采用捏合機(jī)對(duì)混合物和骨架材料進(jìn)行混合，其中，混捏時(shí)間為1～5h。