[发明专利]导电纤维材料电极耐高压石墨烯发热膜及其制备方法

说明书

本发明属于石墨烯领域，具体涉及一种导电纤维材料电极耐高压石墨烯发热膜及发热片和制备方法。石墨烯发热膜包括耐高压纤维导电电极层、设置在所述的耐高压纤维导电电极层两侧的石墨烯导电层以及设置在所述的石墨烯导电层外侧的支撑层；所述的石墨烯导电层的两侧边缘处设置有绝缘胶防漏电层；所述的耐高压纤维导电电极层与汇流条连接。目前主流石墨烯发热膜片加载12V以下电压，用于发热服，理疗产品；本发明应用于220V或380V交流电的石墨烯电暖器机组或烘干设备，具有耐高压，抗老化及高绝缘性。

技术领域

本发明属于石墨烯领域，具体涉及一种导电纤维材料电极耐高压石墨烯发热膜及发热片和制备方法。

背景技术

冬季燃煤取暖造成严重污染，为了有效改善环境污染现状，实现可持续发展，最行之有效的方法是进行煤改电工程。石墨烯是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，具有高强度、超导热、超导电的特点，特殊的微观结构决定了石墨烯材料发热快、热转化率极高、性质稳定、使用寿命长。因此石墨烯材料是当今最理想的电暖发热材料。为了方便高功率供暖和烘干要求，采用220V或380V交流电，因此需要发明一种具有耐高压，抗老化及高绝缘性的石墨烯发热膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导电纤维材料电极耐高压石墨烯发热膜及发热片和制备方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种导电纤维材料电极耐高压石墨烯发热膜，包括耐高压纤维导电电极层、设置在所述的耐高压纤维导电电极层两侧的石墨烯导电层以及设置在所述的石墨烯导电层外侧的支撑层；所述的石墨烯导电层的两侧边缘处设置有绝缘胶防漏电层；所述的耐高压纤维导电电极层与汇流条连接。

所述的耐高压纤维导电电极层包括自上而下顺序设置的三个耐高压纤维导电电极；所述的汇流条包括第一汇流条以及第二汇流条；其中，上部的耐高压纤维导电电极以及下部的耐高压纤维导电电极与第一汇流条连通；中部的耐高压纤维导电电极与第二汇流条连通。

所述的汇流条与所述的耐高压纤维导电电极的连接处为倒角结构。

所述的支撑层的左右边缘处分别为第一汇流条以及第二汇流条的内侧；上下边缘处分别为上部耐高压纤维导电电极以及下部耐高压纤维导电电极的外侧。

所述的支撑层的材料为涤纶树脂PET或者聚萘二甲酸乙二醇酯PEN。

本发明还包括一种制备发热膜的方法，包括下述步骤：

1)将石墨烯发热浆料涂抹于支撑层，边缘处涂覆绝缘胶；分别制成上部的支撑层和上部的石墨烯导电层；以及下部的支撑层和下部的石墨烯导电层；

2)将耐高压纤维导电电极置于步骤1)得到的石墨烯发热浆料上形成耐高压纤维导电电极层；

3)将上部的支撑层和上部的石墨烯导电层、以及下部的支撑层和下部的石墨烯导电层与中间层的耐高压纤维导电电极层合并，挤压，烘干得到导电纤维材料电极耐高压石墨烯发热膜。

其中，步骤1)中的石墨烯发热浆料的制备方法为：1)将石墨烯粉末溶入酒精水溶液中超声搅拌制成胶体溶液；2)加入粘结剂制成浆料。

具体的，步骤1)中石墨烯粉末、酒精水溶液的体积比为1-4mg/mL，混合搅拌10-13个小时，超声4-6小时，得到石墨烯胶体；搅拌速度为30-50r/min，酒精水溶液的浓度为62％。

所述的粘结剂为质量配比为7-9％的羧甲基纤维素钠CMC、质量配比为23-50％的水性聚氨酯WPU，或者质量配比为30-40％的硅丙乳液Si-Acr。

耐高压纤维导电电极的制备方法包括下述步骤：