[发明专利]一种石墨烯辐射发热膜及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨烯辐射发热膜及其制备方法和应用。

背景技术

石墨烯(Graphene)自2004 年被英国曼彻斯特大学的教授Geim 等报道以其奇特的性能引起了科学家的广泛关注和极大的兴趣被预测很有可能在很多领域引起革命性变化。单层石墨烯以二维晶体结构存在厚度只01334nm 它是构筑其它维度炭质材料的基本单元它可以包裹起来形成零维的富勒烯卷起来形成一维的碳纳米管层层堆积形成三维的石墨。石墨烯是一种没有能隙的半导体具有比硅高100 倍的载流子迁移率(2 ×10 cm / v)在室温下具有微米级自由程和大的相干长度因此石墨烯是纳米电路的理想材料。石墨烯具有良好的导热性[3000W/ (m·K) ]、高强度(110GPa)和超大的比表面积(2630m / g) 。这些优异的性能使得石墨烯在纳米电子器件、气体传感器、能量存储及复合材料等领域有光明的应用前景。

电热膜供暖是世界上新兴的供暖方式之一，它是一种以电能为源，通过红外辐射进行传热的新型供暖方式。因其具有耐高压、耐潮湿、承受温度范围广、高韧度和低收缩率等优良性能，进而得到了越来越广泛的应用。目前，现有技术中的远红外发热膜及用其制造的供暖设备因材料和工艺的限制均存在以下不足：一、电热转换率低，电能得不到充分的利用，浪费能源；二、现有发热材料功率大，不节能，易产生过热现象且材料衰减速度快、寿命短、安全性能低。三、硬度高，不可折叠、不适合异形剪裁，使用受限。

发明内容

本发明的目的在于：针对电热膜供暖存在的电热转换率低，发热材料功率大，且材料衰减速度快、寿命短、安全性能低，以及硬度高，不可折叠或剪裁等问题，提供一种新的石墨烯辐射发热膜及其制备方法和应用。

本发明的目的是这样实现的：一种石墨烯辐射发热膜，其特征在于：它是将石墨烯浆料涂覆在纤维面料表面形成的膜，石墨烯浆料由下列组分按照重量份混合后形成：石墨烯粉末3～5份，远红外发射剂 1～3份，粘结稀释剂4～6份。

在本发明中：所述的粘结稀释剂为耐高温的酚醛树脂。

在本发明中：石墨烯粉末的粒径为：30-60nm。

一种上述石墨烯辐射发热膜的制备方法，其特征在于：称取3～5重量份的石墨烯粉末，1～3重量份的远红外发射剂，4～6重量份的粘结稀释剂，首先将石墨烯粉末与远红外发射剂混合后搅拌均匀，然后加入粘结稀释剂混合后形成浆料；将浆料均匀涂覆在纤维面料表面形成膜，晾干或烘干后形成石墨烯辐射发热膜。

在石墨烯辐射发热膜的制备方法中：所述的粘结稀释剂为耐高温的酚醛树脂，石墨烯粉末的粒径为：30-60nm。

一种上述石墨烯辐射发热膜的应用，是将含有石墨烯辐射发热膜的纤维面料制作床单、被套或内衣，在外界温度的（如体温）作用下石墨烯辐射发热膜辐射发热。

一种上述石墨烯辐射发热膜的应用，在纤维面料相间设置石墨烯辐射发热膜区和纳米金属远红外发热区，将纳米金属远红外发热区与包括导线、开关和电源的电路构成工作回路，石墨烯辐射发热膜区边缘与纳米金属远红外发热区及导线边缘存在2-3mm的间隙；以纳米金属远红外发热区为主要热源，以石墨烯辐射发热膜为辅助热源辐射发热，纤维面料上的石墨烯辐射发热膜区、纳米金属远红外发热区和导线正反表面均附着有柔性绝缘保护层。

本发明的优点在于：由于石墨烯远红外发热材料的高效辐射传导获取热量，将其制作成床单、被套或内衣，中体温作用下就能通过高效辐射传导方式获取热量，提高保暖性；由于以微小的电流就能石墨烯激活石墨烯远红外发热部分，比传统发热方式节能约60%，提高了电能的利用率；由于将石墨烯辐射发热膜区和纳米金属远红外发热区相间设置，通电时，纳米金属远红外发热部分通过铜条迅速导电发热，并同时激活石墨烯远红外发热部分，因其超导性，电子迁移速度极快，石墨烯远红外发热部分不断向四周辐射远红外热量并迅速传导至整层，发热迅速，安全节能，且发热均匀；石墨烯辐射发热膜区、纳米金属远红外发热区和导线正反表面的柔性绝缘保护层可以确保产品的安全性。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式结构示意图

图中：1、石墨烯辐射发热膜，2、纳米金属远红外发热片，3、导电铜片。

具体实施方式

实施例1

外购：

石墨烯粉末，规格：粉末状，粒径：30-60nm。

红外发射剂，规格：粉末状。

耐高温的酚醛树脂，规格：液体状。