[發明專利]一種石墨烯恒溫電熱膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201910083655.2
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109640411B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 杜濤;李思幸;賀盼盼;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 長沙暖宇新材料科技有限公司
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;H05B3/34
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 雷艷輝

本發明提供一種石墨烯恒溫電熱膜及其制備方法，在室溫條件下，將石墨烯、烷烴類物質、樹脂、有機溶劑以及助劑充分攪拌制成混合漿料，將漿料涂布至基膜表面，干燥后在膜兩端設置導電電極，去除基膜后覆蓋絕緣膜即得到石墨烯恒溫電熱膜。本發明制備的石墨烯恒溫電熱膜由于加入了具有特殊結構的石墨烯材料，因而其導電導熱性能優于現有技術，可在不引入其他溫控裝置的前提下實現低溫范圍內的自恒溫（常溫PTC熱控效應）。基于本發明優良的電熱性能和遠紅外輻射效應，本發明在保暖保健產品領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及電熱材料技術領域，具體涉及一種石墨烯恒溫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暖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。電熱膜是一種通電后能發熱的半透明聚酯薄膜，采用面式供暖方式，絕大部分熱量以輻射的形式散發出來，不僅發熱均勻，而且綜合效果一般優于傳統的對流供暖方式，因而近年來廣受用戶青睞。

現有電熱膜因其使用的導電組分不同，其電熱性能也會有所差異。如以金屬絲或者碳纖維繞成一定形狀的回路作為發熱體，其通常存在發熱不均勻的缺陷，而且局部破損后則無法繼續使用，還會存在安全隱患。而以傳統石墨烯、碳納米管、導電炭黑等材料為導電填料制成導電油墨后涂布而成的電熱膜，雖然這些納米碳材料理論上具有很好的導電性，但實際應用過程中，由于其納米結構的不穩定致使其各種理化性能均不理想。

另外，現有電加熱膜一經制成，其電阻（功率）即固定不變，通常需要人為操作來控制電路通斷，比較麻煩，目前也有一些改進產品，通過設置溫度傳感器等裝置實現智能調節，但是結構相對比較復雜。

因此，急需一種可在常溫進行熱控、電阻率更低的常溫PTC材料。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種石墨烯恒溫電熱膜及其制備方法，其制備材料安全性和導電性均理想，且能自動調節溫度和功率。

為解決上述問題，本發明提供如下技術方案：

一方面，本發明提供一種石墨烯恒溫電熱膜，包括導電復合膜，

所述導電復合膜，按質量份數計，其包括如下組分：石墨烯0.5~2份、烷烴類物質：15~40份、樹脂：5~20份、助劑0.5~5份，其余為有機溶劑。

優選地，所述導電復合膜的各組分的重量百分含量分別為：石墨烯0.5~2 wt%，烷烴類物質15~40 wt%，樹脂5~20 wt%，助劑0.5~5 wt%，有機溶劑為余量，各組分的重量百分含量之和為100 wt%。

進一步地，所述石墨烯為CVD法制備的多級結構石墨烯，其具有特殊微觀形貌，具體結構為由二維石墨烯片層和垂直于其表面的一維碳納米管結合形成的連續的一體式結構。石墨烯特殊的結構具有更加優異的導電性，更有利于形成導電網絡。

更進一步地，所述石墨烯為石墨烯類納米材料，具體制備方法如下：

I)將銅片浸沒在氫氧化鈉溶液和氨水（25%）的混合液中，靜置處理后用去離子水和無水乙醇分別洗滌，在空氣中晾干即得到Cu/Cu(OH)₂納米棒陣列；將其在氬氣氛圍下煅燒即得到Cu/CuO納米棒陣列；

II) 將氫氧化鈉和葡萄糖混合溶解于水中，向其中加入步驟I)所得Cu/CuO納米棒陣列，在微波水熱反應，待冷卻至室溫后取出固體用去離子水和無水乙醇分別洗滌，在燥得到Cu片負載Cu納米棒陣列；

III) 將步驟II)中所得材料放入CVD管式爐中，在氫氣和氬氣混合氣氛下，管式爐以5℃/min的速率升溫后，然后調節氫氣流速，通入甲烷氣體，保溫后，關掉氫氣和甲烷氣體，在氬氣氛圍中降至室溫，取出樣品即得到生長在銅基底表面的多級結構石墨烯。