[发明专利]石墨烯发热膜及其制备方法

说明书

本发明提供石墨烯发热膜及其制备方法，所述制备方法包括：通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化，转化为石墨烯导电膜，得到表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜；在上述表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜的石墨烯导电膜上印刷电极；对印刷电极后的表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜进行封装，得到石墨烯发热膜。本发明制备方法工艺简单，且制作的石墨烯发热膜厚度小，柔性好。

技术领域

本发明涉及电热膜技术领域，具体涉及石墨烯发热膜及其制备方法。

背景技术

石墨烯是二十一世纪发展起来的新兴战略性材料，在石墨烯产业发展过程中，石墨烯电热膜获得较快发展。特别是，石墨烯电热膜能够发射能够与人体实现较好共振吸收效应的远红外线，同时还有容易实现面发热，发热速度快等优点，成为当前电热膜领域竞相研究的热点。

目前市面上用的较多的石墨烯发热膜以石墨烯导电膜作为发热层，覆铜的聚酰亚胺薄膜作为第一封装层，铜箔通过化学蚀刻制作电路；表面带TPU 热熔胶膜聚酰亚胺薄膜或者TPU热熔胶膜作为第二封装层。石墨烯导电膜通过石墨烯、其它碳纳米材料和高分子粘结剂制浆、涂布、烘干、收卷制作而成，然后经裁切，与上述第一封装层和第二封装层以热压工艺符合制作石墨烯发热膜。

上述石墨烯发热膜为三层薄膜结构，厚度较大(现有技术的厚度不小于 170微米)，柔性较差(弯折180°时，最小弯折半径＞5mm)，另外制程工艺较为复杂。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种石墨烯发热膜的制备方法，包括：

通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化，转化为石墨烯导电膜，得到表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜；

在上述表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜的石墨烯导电膜上印刷电极；

对印刷电极后的表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜进行封装，得到石墨烯发热膜。

根据本发明的一个方面，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤之前还包括：

设定石墨烯导电膜的尺寸、方阻和电路。

根据本发明的一个方面，所述设定石墨烯导电膜的尺寸、方阻和电路的步骤包括：

根据石墨烯发热膜输入电压、发热尺寸和发热温度需求设定电路、石墨烯导电膜的尺寸和方阻。

根据本发明的一个方面，所述设定石墨烯导电膜的尺寸、方阻和电路的步骤包括：

所述石墨烯导电膜的尺寸大于发热尺寸，所述输入电压、发热温度、电路中电极宽度和石墨烯导电膜的方阻满足下式：

其中，t为起始温度，单位为℃；T为石墨烯发热膜升温所至最终升温温度，单位为℃；U为输入电压，单位为V；d为电路的正极和负极之间的间距，单位为mm；R为石墨烯导电膜方阻，单位为Ω/□；k为常数。

根据本发明的一个方面，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤中，采用具有双聚集棱镜，激光波长10.6微米，激光光斑直径38微米的二氧化碳激光器。

根据本发明的一个方面，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤中，激光的功率为10-30W，功率太小，得到的石墨烯导电膜缺陷多，导电性差；功率太高，聚酰亚胺膜易被激光打穿。

根据本发明的一个方面，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤中，激光的扫描速度为500-2500mm/s，扫描速度过低，生产效率太低；扫描速度过高，石墨烯导电膜缺陷多，导电性差。