[发明专利]一种石墨烯电加热浆料、一种石墨烯电加热膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电加热材料领域，提供了一种石墨烯电加热浆料、一种石墨烯电加热膜及其制备方法和应用。本发明提供的石墨烯电加热浆料，包括以下质量分数的组分：石墨烯粉末4.5～8.5％；聚酰胺树脂45～75％；助剂0.5～1.5％；余量为极性有机溶剂。在本发明中石墨烯起到导电作用，聚酰胺树脂作为石墨烯的良性分散剂，能够使石墨烯分散均匀；且聚酰胺树脂能够提高石墨烯电加热浆料的电阻，达到发热的阻值范围。本发明将原料用量控制在上述范围内，不仅使本发明提供的石墨烯电加热浆料的升温速度快，10s内温度可达到稳定值；而且石墨烯电加热浆料的循环稳定性好，循环5000次后，升温时间和最终温度基本不变，发热性能稳定。

技术领域

本发明涉及电加热材料领域，尤其涉及一种石墨烯电加热浆料、一种石墨烯电加热膜及其制备方法和应用。

背景技术

随着科技的进步，以电阻丝为主体的传统加热器件逐渐被替代，新型碳材料加热器件逐渐显露，例如石墨烯电加热层等等。

石墨烯中的碳原子以sp²方式杂化，有一个2p电子以自由电子的形态存在不参与杂化，各个碳原子间形成大π键，从而电子能在石墨烯平面内部自由移动，使得纯石墨烯具有比金属导体更高的电导率，电阻非常小，导电性能好。而作为电热产品通电发热，电导率不宜过高，如果将纯石墨烯连接导线接入电路，因为石墨烯的电阻远小于导线电阻，导致原先的导线变成了负载，石墨烯变成了导线，结果是原先的导线在发热，真正的石墨烯充当运送电子的作用而未起到发热作用。因此如何提供一种升温速度快，且发热性能稳定的石墨烯材料，是解决问题的关键。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种石墨烯电加热浆料，本发明提供的石墨烯电加热浆料成膜后，升温速度较快，10s内温度可达到稳定值，且循环5000次后，发热性能仍然稳定。

本发明提供了一种石墨烯电加热浆料，包括以下质量分数的组分：

优选的，所述石墨烯粉末为8～10层的少层石墨烯。

优选的，所述聚酰胺树脂的数均分子量为20000～45000。

优选的，所述助剂包括流平剂、消泡剂和附着力促进剂。

优选的，所述流平剂包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、丙烯酸树脂和乙二醇丁醚中的一种或多种；所述消泡剂包括GP型聚醚消泡剂、有机硅消泡剂、聚醚改性硅消泡剂中的一种或多种；所述附着力促进剂包括N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、钛酸四丁酯和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

优选的，所述极性有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二乙二醇乙醚醋酸酯和乙酸乙酯中的一种或多种。

本发明还提供了一种石墨烯电加热膜的制备方法，包括以下步骤：

采用丝网印刷技术将石墨烯电加热浆料印制成膜，所述石墨烯电加热浆料为权利要求1～5任一项所述的石墨烯电加热浆料。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的石墨烯电加热膜，所述石墨烯电加热膜的厚度为60～300μm；所述石墨烯电加热膜的表面方阻为30～80Ω/□。

本发明还提供了上述技术方案所述石墨烯电加热膜在布料中的应用。