[发明专利]一种水性电热膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水性电热膜及其制备方法。所述方法包括：将包含所述纳米导电碳材料的分散液施加于第一基材表面，干燥形成纳米导电碳材料涂层；刻蚀除去所述纳米导电碳材料涂层中的有机助剂，获得高导电纳米碳层；以及，在所述高导电纳米碳层与所述第一基材相背对的一面依次设置电极、集流体和第二基材，制得水性电热膜。本发明提供的电热膜，其中的导电碳层中无聚合物粘结剂，涂层更薄，导电性更好，避免了电热膜长期运行下由于树脂老化带来功率下降的难题，同时，本发明采用全水性加工工艺，无溶剂，具有绿色环保的优势。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种水性电热膜及其制备方法。

背景技术

电热膜是一种面状发热材料，由导电油墨印刷在绝缘基底上形成大面积辐射加热热源，可直接将电能转化为热能通过红外辐射散布出去。具有辐射面积大、传导高效、热能利用率高等优势，是一项高效节能的电热利用技术，在家居采暖、工业保温、农业温室等领域具有重要商业价值。由于面状发热膜直接通过大面积红外辐射传热，无需通过其他介质传导，发热膜温度只需要维持40℃以下即可使人体获得暖意舒适感。且远红外发射可直接作用于生物肌体，人体对远红外具有很强的吸收能力，不仅具有体感灵敏的特点，远红外还可加速新陈代谢，具有红外理疗特性，是一种高效健康的取暖方式。

目前，电热膜普遍采用将导电碳材料与粘结树脂制备成导电油墨，印刷在塑料基材表面的方式。专利CN105906832B中公开了一种石墨烯水性电热膜的制备方法，将亲水处理后的石墨烯经在分散剂的辅助作用下分散于水中，随后与粘结树脂混合制备得到导电油墨，涂布在基底上获得电热膜；专利CN109257839A中公开了一种电热膜、其制备方法及应用，将低软化温度树脂和导电碳材料混合制备得到导电油墨，印刷在预拉伸的塑料基材表面，获得一种可弯折的异形电加热膜；专利CN103173003A中公开了一种碳纳米管-水溶性聚合物复合柔性电热薄膜、制备方法及其用途，其采用碳纳米管分散在水溶性树脂中制备水性电热涂料；专利CN105017831A公开了一种水性电热纳米涂料用组合物及水性电热纳米涂料及其制备方法和应用技术，其利用石墨烯和碳纳米管的复合添加制备水性电热涂料。由此可见，目前电热膜产品毫无例外均使用粘结树脂制备得到电热油墨后，印制在塑料基底获得导电涂层。

但以油墨印刷的方式制备的电热膜普遍存在着长期运行功率下降的问题，也是目前消费者对电热膜产品存在的最大顾虑，实际工程应用中产品寿命和能耗是消费者最关心的问题，严重影响其市场竞争力。究其原因，与电热油墨自身的老化有直接关系，这种老化主要来源于导电填料相互形成的导电网络搭接形成的接触电阻，在电流通过时将在界面处产生远高于实际电热油墨温度的高温，导致油墨粘结树脂高温的加速老化。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种水性电热膜及其制备方法，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种水性电热膜的制备方法，其包括：

提供纳米导电碳材料；

将包含所述纳米导电碳材料的分散液施加于第一基材表面，干燥形成纳米导电碳材料涂层；

刻蚀除去所述纳米导电碳材料涂层中的有机助剂，获得高导电纳米碳层；以及，

在所述高导电纳米碳层与所述第一基材相背对的一面依次设置电极、集流体和第二基材，制得水性电热膜。

本发明实施例提供了一种由前述方法制备的水性电热膜。

与现有技术相比，本发明的有益有效果包括：

(1)本发明采用导电浆料无粘结树脂，采用小分子分散剂分散纳米导电碳材料，且含量低，干燥成膜后纳米导电碳材料形成良好的接触，低接触电阻。与传统电热油墨相比导电性更好，导电网络稳定性更高，并且无粘结树脂老化带来的功率下降问题，有较长的使用寿命；