[发明专利]一种石墨烯基弹性阻燃电热膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯基弹性阻燃电热膜，包括以下重量份材料：100份水性阻燃涂覆树脂、150‑200份石墨烯和碳纳米管复合分散液、1‑10份分散剂以及200份溶剂；所述水性阻燃涂覆树脂包括以下重量份材料：100份的水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯分散体及水性聚氨酯乳液组合物、1‑10份的硅烷偶联剂和1‑25份的阻燃剂。本发明的目的是公开一种石墨烯基弹性阻燃电热膜及其制备方法，通过开发一种水性阻燃涂覆树脂，同时开发一种高导电的石墨烯和碳纳米管的复合水性分散液，然后配合助剂将树脂和分散液进行混合，制成涂料，通过印刷或涂布工艺印制在阻燃基材上制备电热膜，达到阻燃的目的；在燃烧初期，无卤阻燃剂形成的覆盖层与石墨烯的片状屏蔽协同作用，提升了阻燃性能。

技术领域

本发明涉及阻燃材料技术领域，具体涉及一种石墨烯基弹性阻燃电热膜及其制备方法。

背景技术

随着人类生活水平的提高，采暖系统已成为冬季必不可少的设备，然而北方传统燃料锅炉集中供暖存在众多弊端，如污染环境、不利于节能、占用空间等。电热膜辐射供暖可以很好的解决上述问题，且具有热舒适高和能产生对人体有益的红外线等特点，因而得到了迅速发展，具有广阔的发展前景。而电热膜产品的安全性能提升一直是企业和用户关注的重点。

目前，国内的电热膜产品绝大多数是由导电油墨印刷在聚酯薄膜上制成的，而对于过热或者燃烧的防护处理一般为铺设工程中，布设少量的温度传感器点，起不到较好的预防和阻燃效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯基弹性阻燃电热膜及其制备方法，通过开发一种水性阻燃涂覆树脂，同时开发一种高导电的石墨烯/碳纳米管的复合水性分散液，然后配合助剂将树脂和分散液进行混合，制成涂料，通过印刷/涂布工艺印制在阻燃基材上制备电热膜，达到阻燃的目的。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种石墨烯基弹性阻燃电热膜，包括以下重量份材料：100份水性阻燃涂覆树脂、150-200份石墨烯和碳纳米管复合分散液、1-10份分散剂以及200份溶剂；

所述水性阻燃涂覆树脂包括以下重量份材料：100份的水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯分散体及水性聚氨酯乳液组合物、1-10份的硅烷偶联剂和1-25份的阻燃剂。

进一步地，所述水性丙烯酸、水性聚氨酯分散体和水性聚氨酯乳液的重量份比值为5-30：20-30：25-60。

进一步地，所述阻燃剂包括磷系阻燃剂和/或氮磷复合阻燃剂。

进一步地，所述阻燃剂为DMMP。

进一步地，所述碳纳米管：石墨烯重量份比值为5-8：1。

进一步地，所述石墨烯由膨胀剥离法或氧化还原法制备得到。

进一步地，所述石墨烯和碳纳米管复合分散液中的分散介质包括去离子水、NMP和DMF中的一种或几种。

进一步地，所述分散剂包括DEGO760W，曲拉通X-100、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯月桂醚、阿拉伯树胶粉、阴离子聚丙烯酰胺中的至少一种。

进一步地，所述溶剂包括纯水和/或醇类。

这种石墨烯基弹性阻燃电热膜的制备方法，步骤包括：

(1)水性阻燃树脂的制备：将水性丙烯酸、水性聚氨酯分散体和水性聚氨酯乳液加入到搅拌容器中，在搅拌过程中加入硅烷偶联剂并搅拌，随后加入阻燃剂后并搅拌；过滤出料，得到水性阻燃树脂；

(2)水性石墨烯和碳纳米管分散液的制备：将去离子水、分散剂加入到容器中搅拌混合均匀，然后在搅拌下将碳纳米管、石墨烯粉体加入到搅拌容器中，搅拌混合均匀；将混合液超声后转入卧式研磨机研磨，得到水性石墨烯和碳纳米管分散液；