[发明专利]石墨烯水性电热膜及其制备方法

说明书

本申请公开了一种石墨烯水性电热膜及其制备方法。该石墨烯水性电热膜包括聚酯薄膜和导电层，所述导电层涂覆在所述聚酯薄膜表面上，所述导电层包括以下重量份的原料：1份的导电填料、0.2‑5份的助剂、15‑50份的水性树脂和1‑50份的β‑环糊精衍生物。本申请解决了导电填料在浆料中分布不均，团聚所造成的电热膜导电效率低与添加分散剂与增稠剂造成的组分相容性低的技术问题。

技术领域

本申请涉及新型电热材料，具体而言，涉及一种石墨烯水性电热膜及其制备方法。

背景技术

电热膜供暖系统，是区别于以散热器、空调、暖气片为代表的点式供暖系统及以发热电缆为代表的线式供暖系统，在面式供暖领域采用现代宇航技术研发的低碳供暖高科技产品。

电热膜制热原理是产品在电场的作用下，发热体中的碳分子团产生布朗运动，碳分子之间发生剧烈的摩擦和撞击，产生的热能以远红外辐射和对流的形式对外传递，其电能与热能的转换率高达98％以上。碳分子的作用使系统表面迅速升温。将电热膜暖采暖系统安装在墙(地)面上，热能就会源源不断地均匀传递到房间的每一个角落。电热膜之所以能够对空间起到迅速升温的作用，就在于其100％的电能输入被有效地转换成了超过66％的远红外辐射能和33％的对流热能。电热膜因符合减排低碳的政策导向，其发展前景广阔。

现有电热膜是由可导电的特制油墨、金属载流条经印刷、热压在两层绝缘聚脂薄膜间制成的一种特殊的加热产品，该产品由电源、温控器、连接件、绝缘层、电热膜及饰面层构成。工作时以电热膜为发热体，将热量以辐射的形式送入空间，使人体感到温暖，其综合效果优于传统的供暖方式。

相关技术公开了一种电热膜、电热板及相应的制造方法，采用炭黑粉及石墨粉作为发热材料，并加入有机溶剂、粘胶剂、KH-560稳定剂与之混合，经烘烤后得到该电热膜。但该专利在实际使用过程中，由于炭黑与石墨的结构，限制了其在混合时的匹配度，导致其发热效率不高、电热膜表面发热不均匀。同时由于有机溶剂的挥发，影响电热膜发热性能。其次在生产过程中使用的KH-560稳定剂，价格昂贵，增加了生产成本。另外，有相关技术公开了一种经超声分散的石墨烯管溶液与绝缘保护层构成的石墨烯管电热膜，将经过超声分散的石墨烯管与有机溶液相混合，再加入凝固剂定型干燥后获得该电热膜。虽然石墨烯管相较于炭黑粉及石墨粉具有很好的导电性与发热效率，但由于超声波对石墨烯管的分散作用有限，同时由于石墨烯管自身不亲水、不亲油的特性，导致其在该方案中产生分散不均匀，团聚的现象，使电热膜导电性能降低，影响其发热效率。其次，相关技术还公开了一种利用石墨烯管水性浆料制备电热膜的方法，通过对固体丙烯酸树脂进行亲水化处理，增加石墨烯管在电热膜中的分散效果，以改善石墨烯管分散不均的问题并提高发热效率。但该专利在实际使用过程中仍存在以下问题:虽然对丙烯酸树脂进行了亲水处理，但由于分散剂、增稠剂的添加，使得电热膜中各组分相容性较低，无法形成各组分分布均匀的电热膜。此外，仅通过加入表面活性剂来对石墨烯管进行亲水化处理，还不能完全解决石墨烯管在电热膜中均匀分散的问题。同时由于导电性较差的成膜树脂存在，会影响电热膜的导电效率。

针对相关技术中存在的导电填料在浆料中分布不均，团聚所造成的电热膜导电效率低与添加分散剂与增稠剂造成的组分相容性低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种石墨烯水性电热膜及其制备方法，以解决导电填料在浆料中分布不均，团聚所造成的电热膜导电效率低与添加分散剂与增稠剂造成的组分相容性低的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种石墨烯水性电热膜。

根据本申请的石墨烯水性电热膜包括：聚酯薄膜和导电层，所述导电层涂覆在所述聚酯薄膜表面上，所述导电层包括以下重量份的原料：1份的导电填料、0.2-5份的助剂、15-50份的水性树脂和1-50份的β-环糊精衍生物。