[发明专利]一种石墨烯基电加热元件、柔性电热基片、电热墙暖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯基电加热元件、柔性电热基片、电热墙暖及其制备方法，所述石墨烯基电加热元件包括玻璃纤维层、印制在所述玻璃纤维层表面一侧的石墨烯涂层，所述玻璃纤维层内设置有电极，所述石墨烯涂层包括石墨烯、分散剂和粘结剂，所述石墨烯涂层从下到上分为三层，第一层石墨烯和粘结剂的比例为(4‑6):(6‑4)，第二层石墨烯和粘结剂的比例为(7‑10):(3‑0)且所述PU胶的含量不为0，第三层石墨烯和粘结剂的比例为(0‑3):(10‑7)。以该石墨烯基电加热元件为核心部件的电热墙暖各项指标更好，热效率高，综合性能更高，适用性更强，与空气源热泵设备在同一场景下使用，相辅相成。

技术领域

本发明涉及电加热技术领域，特别是涉及一种石墨烯基电加热元件、柔性电热基片、电 热墙暖及其制备方法。

背景技术

中国年平均气温由南向北逐渐降低，从南海诸岛到黑龙江省北部，气温相差较大，平均 每向北跨一个纬度，气温降低1.5℃，因此北方冬季的采暖需求非常迫切。中国北方大多数地 区采用水暖，发热能源大多采用化石能源，通过煤炭燃烧释放热能。煤炭燃烧过程释放诸如 CO、NOx、SO2及粉尘等会影响空气质量，破坏环境。如雾霾、厄尔尼诺现象、酸雨及全球 气候变暖等各种环境污染现象，给人类带来严重困扰。

燃煤锅炉仍然是目前北方冬季取暖的主要来源。研究显示，北京PM2.5的6个重 要来源，其中燃煤占比约为18％。为了减少冬季燃煤污染、改善空气质量，我国北方许多城 市开始推广一系列政策补贴也相应出炉。目前改造工程设备主要采用空气源热泵，如图3所示。2015年已经完成了38.45万户的改造，初具成效。用户体验报告显示单一凭借空气源热泵的采暖效果还有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种石墨烯基电加热元件及其 制备方法。

本发明的另一个目的是提供一种基于所述石墨烯基电加热元件的柔性电热基片及其制备 方法。

本发明的另一个目的是提供一种基于所述柔性电热基片的电热墙暖。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种石墨烯基电加热元件，包括玻璃纤维层和印制在所述玻璃纤维层表面一侧的石墨烯 涂层，所述玻璃纤维层内设置有电极，所述石墨烯涂层包括石墨烯、分散剂和粘结剂，所述 石墨烯涂层从下到上分为三层，第一层石墨烯涂层中石墨烯和粘结剂的比例为(4-6):(6-4)，第 二层石墨烯涂层中石墨烯和粘结剂的比例为(7-10):(3-0)且粘结剂的含量不为0，第三层石墨烯 涂层中石墨烯和粘结剂的比例为(0-3):(10-7)。

在上述技术方案中，所述石墨烯涂层通过筛网印刷法分层印制于所述玻璃纤维层的表面， 所述石墨烯涂层为蜂巢型，所述粘结剂为PU胶，优选的，所述分散剂为阴离子型分散剂或 非离子型分散剂，更优选的，所述分散剂为NNO。

在上述技术方案中，所述玻璃纤维层为织造的基础纱，所述电极为镀锌铜丝，织造于所 述玻璃纤维层中，所述电极的数量为两个，两个电极分别位于所述玻璃纤维层内的经向两侧。

本发明的另一方面，提供一种所述的石墨烯基电加热元件的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，编织内部包有电极的玻璃纤维层；

步骤2，利用筛网印刷法将涂剂分三次印制于所述玻璃纤维层表面，第一次印制时，所 述涂剂中石墨烯和粘结剂的比例为(4-6):(6-4)；第二次印制，所述涂剂中石墨烯与粘结剂的比 例是(7-10):(3-0)且所述粘结剂的含量不为0；第三次印制，所述涂剂中石墨烯与粘结剂的比例 是(0-3):(10-7)。

本发明的另一方面，提供一种柔性电热基片，包括所述的石墨烯基电加热元件和粘结于 所述石墨烯基电加热元件内外表面上的隔离层，所述隔离层与所述石墨烯基电加热元件通过 胶水粘结。