[發明專利]一種石墨烯快發熱膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010294546.8
• 申請日: 2020-04-15
• 公開（公告）號: CN111432508A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 王美玲;李平齊;邵建波
• 申請（專利權）人: 威海無縫新材料有限公司
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;H05B3/34;H01B13/00;H01B5/14
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 李淑花

本發明屬于材料領域，具體公開了一種石墨烯快發熱膜及其制備方法，該制備方法包括以下步驟：步驟（1）：將有機溶劑與石墨烯薄片混合形成混合液；步驟（2）：分批將混合液置于攪拌研磨裝置中攪拌研磨形成納米石墨烯漿料；步驟（3）：在納米石墨烯漿料里加入粘合劑、分散劑和增稠劑，攪拌混合1?3h，形成混合液；步驟（4）：將納米石墨烯漿料涂布在PI膜上，形成石墨烯涂層；步驟（5）：將步驟（4）制得的產物進行干燥處理，形成石墨烯快發熱膜。本發明的制備工藝簡單，發熱膜具有良好的導電性、散熱性和抗電磁波性，適用于各個領域的應用，其對未來以石墨烯作為發熱體的發熱器件的開發具有重要的意義。

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，具體涉及一種石墨烯快發熱膜及其制備方法。

背景技術

發熱膜，是通電后能夠發熱的一種薄膜，又稱電熱膜，是由電絕緣材料與封裝其內的發熱電阻材料組成的平面型發熱元件。不同的導電物質和成膜基體可以形成許多種發熱膜。據國家2011年出臺的《低溫輻射電熱膜》（JG/T286-2010）建筑工業行業標準，按發熱體的不同，低溫輻射電熱膜分為金屬基電熱膜、無機非金屬基電熱膜、高分子電熱膜三類。其中無機非金屬基電熱膜又分為“碳基油墨電熱膜”和“碳纖維電熱膜”兩類。目前市場上絕大部分的電熱膜產品包括以下幾種類型：金屬絲電熱膜、碳纖維電熱膜、碳晶板電熱膜、PTC陶瓷電熱膜、碳基油墨電熱膜以及近年來成為研究熱點的石墨烯電熱膜。

石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。但由于石墨烯為層狀結構，電子只能在同一層里運動，順著電場方向，石墨烯具有高導電性能；但是導熱性能較差，因為導熱要求三維自由運動，但是電子在石墨烯結構中只是二維自由運動。現有公開的石墨烯發熱膜并非以純石墨烯為原料進行制備，主要通過在氧化石墨烯中添加電阻絲、銀顆粒等導熱材料作為石墨烯復合物，從而賦予石墨烯良好的導電導熱性能。因此，如何提高純石墨烯發熱膜的發熱性能，成為目前研究的主要課題。

聚酰亞胺（PI）是電熱膜常用的兩種基材，韓國專利第10-1311458號中公開了在一個溶劑中單純混合石墨烯及聚酰亞胺來制備石墨烯與聚酰亞胺的復合材料，然而其制備的石墨烯-聚酰亞胺復合材料只呈現非常有限的傳熱率。中國專利CN 108822317 A公開了一種石墨烯聚酰亞胺發熱膜的制備方法，未添加導熱填料，為了保持石墨烯和聚酰亞胺良好的粘合性，該專利的技術方案通過在制備聚酰亞胺的過程中加入石墨烯，涂刷成初膜并于半干的狀態下涂刷石墨烯層，再在石墨烯層上涂刷初膜的制備溶液，制得具有良好的導電和發熱性能的電熱膜，然而其增加了聚酰亞胺的制備過程和發熱膜的結構層數，從而使得制備工藝更加繁瑣，降低了產品的生產效率。

發明內容

為了解決以上現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種石墨烯快發熱膜及其制備方法，從而提高純石墨烯發熱膜的材料性能。

為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種石墨烯快發熱膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟（1）：將有機溶劑與石墨烯薄片混合形成混合液；

步驟（2）：分批將步驟（1）制得的混合液置于攪拌研磨裝置中攪拌研磨形成納米石墨烯漿料；

步驟（3）：在步驟（2）制得的納米石墨烯漿料里加入粘合劑、分散劑和增稠劑，攪拌混合1-3h，形成混合液；

步驟（4）：將步驟（3）制得的納米石墨烯漿料涂布在PI膜上，形成石墨烯涂層；

步驟（5）：將步驟（4）制得的產物進行干燥處理，形成石墨烯快發熱膜。