[發明專利]一種壓敏型石墨烯電熱膜

在審

• 申請號: 202110684835.3
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113543385A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 陳大波;楊躍仁
• 申請（專利權）人: 浙江福烯農業科技有限公司
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;H05B3/36
• 代理公司: 金華市婺實專利代理事務所(普通合伙) 33340
• 代理人: 胡恩晗

本發明公開一種壓敏型石墨烯電熱膜，從上至下依次包括絕緣層、三維導電網絡彈性膜和基層定向彈性膜；三維導電網絡彈性膜按照質量份數包括以下物質：12份至18份石墨烯；20份至35份多壁碳納米管；15份至32份二氧化硅/木質素；300份至400份環聚二甲基硅氧烷；其中，二氧化硅/木質素均勻分散在三維導電網絡彈性膜層中；本發明通過二氧化硅/木質素作為導電膜層中的自潤滑顆粒，當膜層受到壓力時，三維導電網絡內部電接觸增加，膜層的發熱效率提高；且膜層可以反復受壓，結構穩定。

技術領域

本發明涉及電熱膜技術領域，特別是涉及一種壓敏型石墨烯電熱膜。

背景技術

隨著智能穿戴的不斷發展，人們對電熱膜的要求不僅在于較高的發熱效率，現有技術已經針對壓敏電熱膜進行研究。

現有的電熱膜針對不同的功能展開研究，包括拉伸性，發熱穩定性能等方面的，隨著外部環境不同的輸入信號，電熱膜有多重不同的反饋，從而提高電熱膜的應用，提高電熱膜的智能性。

現有壓敏電熱膜制備工藝復雜，制備工藝條件苛刻，成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種壓敏型石墨烯電熱膜，本發明通過二氧化硅/木質素作為導電膜層中的自潤滑顆粒，當膜層受到壓力時，三維導電網絡內部電接觸增加，膜層的發熱效率提高；且膜層可以反復受壓，結構穩定。

為解決此技術問題，本發明的技術方案是：一種壓敏型石墨烯電熱膜，從上至下依次包括絕緣層、三維導電網絡彈性膜和基層定向彈性膜；

三維導電網絡彈性膜按照質量份數包括以下物質：

其中，二氧化硅/木質素均勻分散在三維導電網絡彈性膜層中。

優選基層定向彈性膜朝向三維導電網絡彈性膜的一側設有方向一致的導向凸起，三維導電網絡彈性膜中的石墨烯和多壁碳納米管在導向凸起的限位下傾斜有序堆疊。本發明中通過在基層定向彈性膜表面設置導向凸起，當三維導電網絡彈性膜成膜時，其中的片狀石墨烯和具有較大長徑比的多壁碳納米管限位凸起的作用傾斜有序堆疊。

優選二氧化硅/木質素均勻分散在石墨烯和多壁碳納米管之間。當受到豎直方向的壓力時，傾斜疊置的石墨烯和/或多壁碳納米管在豎直方向的距離減少，同時石墨烯和/或多壁碳納米管在水平方向發生相對滑動，其中二氧化硅/木質素復合顆粒不僅作為顆粒導電劑增加三維導電網絡的形成和導通，同時也能夠作為石墨烯和/或多壁碳納米管在水平方向發生相對滑動的潤滑劑，利于相對滑動的發生，電熱膜壓力敏感。

優選二氧化硅/木質素復合物中二氧化硅與木質素的質量份數之比為1：(0.02至0.04)。本發明中二氧化硅/木質素復合物其自身具有電負性，有效防止二氧化硅以及石墨烯和碳納米管均勻分散，利于三維導電網絡的形成。

優選所述絕緣層和所述基層定向彈性膜由環聚二甲基硅氧烷制成。本發明中環聚二甲基硅氧烷作為三維導電網絡彈性膜的成膜材料，其在受壓時發生形變，配合內部三維導電網絡的接觸增多，提高發熱效率；在壓力撤銷時，膜層形變恢復帶動內部的三維導電網絡恢復至初始形態；本發明中的絕緣層和基層定向彈性膜均由環聚二甲基硅氧烷作為成膜材料，本發明中絕緣層、三維導電網絡彈性膜和基層定向彈性膜的形變一致性好。

優選所述電熱膜的厚度為1mm至3mm。本發明的電熱膜層均勻可控，具有較大的應用范圍。

優選三維導電網絡彈性膜厚度占電熱膜厚度的60％至75％。本發明中三維導電網絡彈性膜決定本發明的主要發熱性能和壓力敏感特性，同時絕緣層和基層定向彈性膜保證了本發明結構形變一致性，以及發熱性能的保證。