[發明專利]一種石墨烯輻射發熱膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110426385.8
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113194556B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 陳建業
• 申請（專利權）人: 廣東溫道百鎰健康科技有限公司
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;H05B3/20
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 田春龍

本發明公開了一種石墨烯輻射發熱膜及其制備方法。該石墨烯輻射發熱膜包括載體和將發熱層噴涂液噴涂在所述載體上形成的發熱層，所述發熱層噴涂液包括四氯化錫、石墨烯、三氯化鐵的酒精溶液。本發明的發明人應用石墨烯的納米性能及阻抗性、導熱性等，把石墨烯與四氯化錫、三氯化鐵、75％的酒精混合在一塊，做成液體涂料，噴在能耐高溫的面狀材料(如云母板)上，高溫鍍膜，形成發熱板。發熱膜均勻、穩定，可調節阻抗性，從而達到調節功率的目的。生產的復合石墨烯發熱膜，性能穩定，熱輻射率高(0.88以上)壽命長，成本低。

技術領域

本發明屬于材料工程領域，具體涉及一種石墨烯輻射發熱膜及其制備方法。

背景技術

在遠紅外發熱膜中，發熱方式通常有如下幾種：

A、發熱膜中間鑲嵌金屬絲，這種發熱方式以前較為普遍，優點是簡單、經濟、方便，缺點是線狀發熱，壽命、安全較差，局部高溫，均勻性舒適性較差，特別是金屬導電怕水，應用中有較大安全隱患；

B、碳纖維絲發熱。碳纖維絲發熱比金屬絲發熱安全性能好很多，并且可以做成柔性膜，但還是線狀發熱，存在局部高溫，均勻性舒適性較差。

C、碳晶板發熱。碳晶板發熱是用短切的碳纖維與樹脂等材料結合。優點是面狀發熱，缺點是只能做成不輕巧的鋼性膜，適合取暖領域應用，在健康醫學領域有很大的局限性，成本也不低。

D、石墨烯發熱膜。石墨烯有超強的導電性、導熱性及鋼韌性，因此可以做成很薄的柔性面狀發熱膜，性能優越，缺點是成本較高。

發明內容

本發明的發明人對利用石墨烯制作石墨烯發熱膜進行了系列研究。

本發明的第一方面在于公開一種石墨烯輻射發熱膜，包括載體和將發熱層噴涂液噴涂在所述載體上形成的發熱層，所述發熱層噴涂液包括四氯化錫、石墨烯、三氯化鐵的酒精溶液。

在本發明的一些實施方式中，所述發熱層噴涂液包括以下重量份的各原料：

四氯化錫10-30份、石墨烯0.01-0.03份、三氯化鐵0.1-0.3份、濃度為70-80％(v/v)的工業酒精40-70份。

在本發明的一些優選地實施方式中，所述發熱層噴涂液包括以下重量份的各原料：

四氯化錫20份、石墨烯0.021份、三氯化鐵0.2份、濃度為75％(v/v)的工業酒精50.85份。

石墨烯有超強的導電性，但在一定的混合材料下，它可呈現阻抗性。本發明的發明人應用石墨烯的納米性能及阻抗性、導熱性等，把石墨烯與四氯化錫、三氯化鐵、75％的酒精混合在一塊，做成液體涂料，噴在能耐高溫的面狀材料(如云母板)上，高溫鍍膜，形成發熱板。發熱膜均勻、穩定，可調節阻抗性，從而達到調節功率的目的。生產的復合石墨烯發熱膜，性能穩定，熱輻射率高(0.88以上)壽命長，成本低。本發明的石墨烯發熱膜制備方法簡單、快捷，不需要過多的負載儀器和設備。

為了降低成本，提高耐老化和耐腐蝕性能，本發明的發明人又進行了石墨烯的改性、添加氯化鋅和聚氨酯等研究。

在本發明的一些優選地實施方式中，所述石墨烯為氧化石墨烯。

在本發明的一些優選地實施方式中，所述氧化石墨烯的制備方法為：

S11，取石墨烯粉、硝酸鈉、高錳酸鉀加入冰水浴的燒瓶中，通過滴加的方式加入濃硫酸，緩慢攪拌，在加完部分濃硫酸時再加入部分高錳酸鉀，在加完濃硫酸時再加入部分高錳酸鉀，然后緩慢攪拌至液體呈微黃色，升溫，后滴加去離子水，反應；

S22，然后加入去離子水，再滴加雙氧水，至液體呈亮黃色，過濾后，用稀鹽酸沖洗至檢測不到硫酸根離子，再用去離子水洗至洗液pH穩定，用0.01％(v/v)吐溫80去離子水溶液浸泡，離心，干燥，得到所述氧化石墨烯。