[發明專利]石墨烯水性電熱膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810226112.7
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN108440777B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 王昕
• 申請（專利權）人: 河北中烯科技有限公司
• 主分類號: C08J7/044
• 分類號: C08J7/044;C08L67/00;C09D175/04;C09D133/04;C09D127/06;C09D167/00;C09D163/00;C09D5/24;C09D7/65;C09D7/43;H05B3/14
• 代理公司: 北京知果之信知識產權代理有限公司 11541
• 代理人: 唐海力;韓來兵

本申請公開了一種石墨烯水性電熱膜及其制備方法。該石墨烯水性電熱膜包括聚酯薄膜和導電層，所述導電層涂覆在所述聚酯薄膜表面上，所述導電層包括以下重量份的原料：1份的導電填料、0.2?5份的助劑、15?50份的水性樹脂和1?50份的β?環糊精衍生物。本申請解決了導電填料在漿料中分布不均，團聚所造成的電熱膜導電效率低與添加分散劑與增稠劑造成的組分相容性低的技術問題。

技術領域

本申請涉及新型電熱材料，具體而言，涉及一種石墨烯水性電熱膜及其制備方法。

背景技術

電熱膜供暖系統，是區別于以散熱器、空調、暖氣片為代表的點式供暖系統及以發熱電纜為代表的線式供暖系統，在面式供暖領域采用現代宇航技術研發的低碳供暖高科技產品。

電熱膜制熱原理是產品在電場的作用下，發熱體中的碳分子團產生布朗運動，碳分子之間發生劇烈的摩擦和撞擊，產生的熱能以遠紅外輻射和對流的形式對外傳遞，其電能與熱能的轉換率高達98％以上。碳分子的作用使系統表面迅速升溫。將電熱膜暖采暖系統安裝在墻(地)面上，熱能就會源源不斷地均勻傳遞到房間的每一個角落。電熱膜之所以能夠對空間起到迅速升溫的作用，就在于其100％的電能輸入被有效地轉換成了超過66％的遠紅外輻射能和33％的對流熱能。電熱膜因符合減排低碳的政策導向，其發展前景廣闊。

現有電熱膜是由可導電的特制油墨、金屬載流條經印刷、熱壓在兩層絕緣聚脂薄膜間制成的一種特殊的加熱產品，該產品由電源、溫控器、連接件、絕緣層、電熱膜及飾面層構成。工作時以電熱膜為發熱體，將熱量以輻射的形式送入空間，使人體感到溫暖，其綜合效果優于傳統的供暖方式。

相關技術公開了一種電熱膜、電熱板及相應的制造方法，采用炭黑粉及石墨粉作為發熱材料，并加入有機溶劑、粘膠劑、KH-560穩定劑與之混合，經烘烤后得到該電熱膜。但該專利在實際使用過程中，由于炭黑與石墨的結構，限制了其在混合時的匹配度，導致其發熱效率不高、電熱膜表面發熱不均勻。同時由于有機溶劑的揮發，影響電熱膜發熱性能。其次在生產過程中使用的KH-560穩定劑，價格昂貴，增加了生產成本。另外，有相關技術公開了一種經超聲分散的石墨烯管溶液與絕緣保護層構成的石墨烯管電熱膜，將經過超聲分散的石墨烯管與有機溶液相混合，再加入凝固劑定型干燥后獲得該電熱膜。雖然石墨烯管相較于炭黑粉及石墨粉具有很好的導電性與發熱效率，但由于超聲波對石墨烯管的分散作用有限，同時由于石墨烯管自身不親水、不親油的特性，導致其在該方案中產生分散不均勻，團聚的現象，使電熱膜導電性能降低，影響其發熱效率。其次，相關技術還公開了一種利用石墨烯管水性漿料制備電熱膜的方法，通過對固體丙烯酸樹脂進行親水化處理，增加石墨烯管在電熱膜中的分散效果，以改善石墨烯管分散不均的問題并提高發熱效率。但該專利在實際使用過程中仍存在以下問題:雖然對丙烯酸樹脂進行了親水處理，但由于分散劑、增稠劑的添加，使得電熱膜中各組分相容性較低，無法形成各組分分布均勻的電熱膜。此外，僅通過加入表面活性劑來對石墨烯管進行親水化處理，還不能完全解決石墨烯管在電熱膜中均勻分散的問題。同時由于導電性較差的成膜樹脂存在，會影響電熱膜的導電效率。

針對相關技術中存在的導電填料在漿料中分布不均，團聚所造成的電熱膜導電效率低與添加分散劑與增稠劑造成的組分相容性低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種石墨烯水性電熱膜及其制備方法，以解決導電填料在漿料中分布不均，團聚所造成的電熱膜導電效率低與添加分散劑與增稠劑造成的組分相容性低的問題。

為了實現上述目的，根據本申請的一個方面，提供了一種石墨烯水性電熱膜。

根據本申請的石墨烯水性電熱膜包括：聚酯薄膜和導電層，所述導電層涂覆在所述聚酯薄膜表面上，所述導電層包括以下重量份的原料：1份的導電填料、0.2-5份的助劑、15-50份的水性樹脂和1-50份的β-環糊精衍生物。