[發明專利]石墨烯發熱膜、石墨烯發熱片及其制備方法

在審

• 申請號: 202010643293.0
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111726899A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 劉福海
• 申請（專利權）人: 佛山市中技烯米新材料有限公司
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;H05B3/34
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 謝素

本發明公開了一種石墨烯發熱片及其石墨烯發熱膜，所述石墨烯發熱膜包括管狀碳材料及片狀石墨烯材料，所述管狀碳材料與所述片狀石墨烯材料均勻分布。均勻分布的片狀石墨烯材料至少于水平方向實現快速電連接，管狀碳材料均勻分布于片狀石墨烯材料之間，至少于厚度方向連接各層片狀石墨烯材料，從而可于立體方向即石墨烯發熱膜各位置可于瞬間傳導電能；再者，在通電的情況下石墨烯發熱膜可立即激發碳原子間的共振效應，產生聲子振蕩并立即釋放出遠紅外線，電能瞬間被轉換成熱能，被加熱物質在原子共振諧振與遠紅外作用下可實現迅速升溫。本發明還提供一種石墨烯發熱片的制備方法。

技術領域

本發明屬于石墨烯技術領域，尤其涉及一種石墨烯發熱膜、石墨烯發熱片及其制備方法。

背景技術

石墨烯和石墨粉相似是碳的異構體之一，它們都具有極佳的導電性，導電性良好的導體一般導熱性也非常好，加大其通過電流就會產生大量發熱了，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。

由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。將石墨烯用于發熱片，存在不耐折疊、受用壽命短、成本高等問題，極大地限制了石墨烯發熱片的廣泛應用。

因此，有必要提供一種具有可折疊、使用壽命長、成本低、加熱速度快的石墨烯加熱膜及石墨烯加熱片。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石墨烯發熱膜，所述石墨烯發熱膜可折疊、使用壽命長、成本低及加熱速度快。

本發明的另一目的在于提供一種石墨烯發熱片，所述石墨烯發熱片可折疊、使用壽命長、成本低及加熱速度快。

本發明的再一目的在于提供一種石墨烯發熱片的制備方法，該制備方法制備的所述石墨烯發熱片可折疊、使用壽命長、成本低及加熱速度快。

為實現上述目的，本發明提供了一種石墨烯發熱膜，所述石墨烯發熱膜包括管狀碳材料及片狀石墨烯材料，所述管狀碳材料與所述片狀石墨烯材料均勻分布。

進一步地，所述管狀碳材料與所述片狀石墨烯材料的質量比為(1～5):(1～5)，所述管狀碳材料的長度為100～200um，所述管狀碳材料的D₅₀為10～30um，所述石墨烯材料為單層石墨烯。

進一步地，所述石墨烯發熱膜還包含分散劑和粘合劑，分散劑為CMC，粘合劑為SBR。

本發明還提供一種石墨烯發熱片，所述石墨烯發熱片包括一基材以及涂覆于所述基材一面或兩面的如上所述的石墨烯發熱膜，所述基材包括芳綸纖維層、PET膜或PI膜。更佳地，基材選用芳綸纖維層，PET膜在傳統發熱膜領域應用較廣，但是PET膜和PI膜均存在易老化、易脫落、不耐折疊、使用壽命短等缺陷，而芳綸纖維層與石墨烯發熱膜粘合更緊密，不易老化脫落，芳綸纖維層耐折疊，使用壽命更長。具體地，芳綸纖維層可折疊成卷膜狀，可裁剪成任意尺寸或任意形狀。另，本發明的石墨烯發熱片還具有如下優點：質量輕，可與其他材料進行復合；憎水性，可沖壓，耐酸堿；高效節能，快速加熱，在加載一定的功率密度下，可秒熱，即1s可上升至幾百度，如升溫300℃。

進一步地，所述基材及其上的所述石墨烯發熱膜組成一發熱單元，所述石墨烯發熱片還包括一上絕緣層和一下絕緣層，至少一所述發熱單元間隔布置于所述上絕緣層和所述下絕緣層之間。

進一步地，于所述石墨烯發熱膜上連接一銅導體，所述銅導體電連接至電源線，藉由所述電源線及所述銅導體向所述石墨烯發熱膜供電發熱。

進一步地，所述銅導體為印刷銅層。