[发明专利]一种基于石墨烯电热的电热膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种基于石墨烯电热的电热膜，包括如下重量份原料：改性石墨烯30‑40份、去离子水30‑40份、聚丙烯酸酯乳液100‑200份、分散剂0.3‑0.5份、消泡剂0.2‑0.6份、成膜助剂0.2‑0.6份和抗氧剂1‑3份；该基于石墨烯电热的电热膜通过如下步骤制备：第一步、制备电热浆料；第二步、用喷枪将电热浆料均匀喷射到洁净石英玻璃管上，待喷射结束后，将喷射后的石英玻璃管置于烧结炉中，保温烧结，随炉冷却至室温后，得到电热膜半成品；第三步、将保护层材料均匀涂覆于电热膜半成品表面，待涂覆结束后，保温干燥，干燥后冷却至室温，即可得到一种基于石墨烯电热的电热膜。

技术领域

本发明属于电热膜技术领域，具体涉及一种基于石墨烯电热的电热膜及其制备方法。

背景技术

电热膜是一种通电后能发热的薄膜，是由可导电的特种油墨、金属载流条经加工、热压在绝缘聚酯薄膜间制成。电热膜分为用于电子电器等的高温电热膜和民用的低温电热膜。用于地面供暖的传统低温电热膜必须经过耐热塑胶真空封套后才能使用，以保证使用寿命与安全。电热膜通常采用的导电填料有碳粉(石墨粉、导电炭黑)、金属粉(镍、银等)。金属粉密度大、价格高、易氧化而影响使用寿命；碳粉的添加量大、电阻高因而使用电压高于安全电压、不安全，长时间使用容易老化，电弧发生变化，最终导致发热效率大幅降低。石墨烯是迄今为止发现的最薄的二维材料，是由碳六元环组成的二维周期性结构，在物理、化学等方面具有独特的、优异的性能。

常用的电热膜普遍存在着使用寿命短、升温速率低、容易氧化、导热传热性能差、电热转化效率低等问题。

发明内容

本发明提供一种基于石墨烯电热的电热膜及其制备方法。

本发明要解决的技术问题：

常用的电热膜普遍存在着使用寿命短、升温速率低、容易氧化、导热传热性能差、电热转化效率低等问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于石墨烯电热的电热膜，包括如下重量份原料：

改性石墨烯30-40份、去离子水30-40份、聚丙烯酸酯乳液100-200份、分散剂0.3-0.5份、消泡剂0.2-0.6份、成膜助剂0.2-0.6份和抗氧剂1-3份；

该基于石墨烯电热的电热膜通过如下步骤制备：

第一步、将改性石墨烯分散在去离子水中，与聚丙烯酸酯乳液、分散剂、消泡剂、成膜助剂和抗氧剂混合，在温度为60-150℃条件下进行搅拌4-5h，过300目筛得到电热浆料；

第二步、用喷枪将电热浆料均匀喷射到洁净石英玻璃管上，控制喷射厚度为8-10μm，待喷射结束后，将喷射后的石英玻璃管置于烧结炉中，控制烧结炉温度为500-600℃，保温烧结30-40min，待烧结后的石英玻璃管随炉冷却至室温后，得到电热膜半成品；

第三步、将保护层材料均匀涂覆于电热膜半成品表面，控制涂覆厚度为5-8μm，待涂覆结束后，在温度为120-130℃条件下，保温干燥40-50min，干燥后冷却至室温，即可得到一种基于石墨烯电热的电热膜。

进一步地，所述分散剂为氨丙基三乙氧基硅烷、所述消泡剂为矿物油、所述成膜助剂为十二烷基苯磺酸钠，保护层材料为聚氨酯、ABS树脂、聚酰胺、聚砜、聚酰亚胺或聚醚酰亚胺中的一种。

进一步地，改性石墨烯通过如下步骤制备：

步骤S11、将可膨胀石墨在1000℃的马弗炉中煅烧30s，取出后冷却至室温，冷却至室温后转移至三口烧瓶中，然后加入1mol/L的盐酸溶液，在40-50kHz的频率下超声分散1h，超声结束后，在冰水浴、转速为400r/min的条件下，加入助剂，搅拌4h，得到混合液a；