[发明专利]石墨烯高分子加热板材及其制备方法

说明书

本发明公开了石墨烯高分子加热板材，其包括其包括涂覆层、骨架材料和发热线层，所述涂覆层的制成材质包括石墨烯粉体、远红外线粉末和树脂，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂=1：（1~5）:100~500；该石墨烯复合高分子加热板材的涂覆层包括石墨烯粉体、远红外线粉末和树脂，使得该板材相对于常规加热板材具有机械强度高、质量轻且发热均匀等优点；同时该石墨烯复合高分子板材在受到电流激发之后主要以辐射远红外线的进行散热，其释放出波长为4‑14微米的远红外线，易被人体吸收，有利于人体健康。

技术领域

本发明涉及石墨烯板材技术领域，具体地涉及一种石墨烯高分子加热板材及其制备方法。

背景技术

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”,极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

发热板，是一种通电后板面发热而不带电且无明火的、外形呈圆形，矩形的、安全可靠的电加热平板，由于使用时主要靠热传导，因此热效率高。但是目前，一般发热板的电热丝为裸露的，存在安全隐患，且进口成本较高，此外传统的发热板，散热不均匀，造成发热效率低等现象。

综上，现提供一种安全可靠、散热均匀的石墨烯高分子加热板材，进一步提供该石墨烯高分子加热板材的制备方法。

发明内容

因此，本发明提供一种安全可靠、散热均匀的石墨烯高分子加热板材，进一步提供该石墨烯高分子加热板材的制备方法。

为此，本发明提供了石墨烯高分子加热板材，其包括涂覆层、骨架材料和发热线层，所述涂覆层的制成材质包括石墨烯粉体、远红外线粉末和树脂，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：(1～5):100～500。

所述骨架材料设为珍珠岩，所述发热线材为碳纤维发热线；其中，所述碳纤维发热线外包裹有玻璃丝。

石墨烯高分子加热板材的制备方法，用于制备如上所述的石墨烯高分子加热板材，其包括如下步骤：

步骤一、取一定量的石墨烯粉体和远红外线粉末置于80～105℃中干燥12～24h，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：1～1：5；

步骤二、在真空搅拌的条件下，将经步骤一处理后的石墨烯粉末和远红外线粉末添加到一定量的树脂中，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：(1～5):100～500；

步骤三、采用捏合机将步骤二所得混合物与骨架材料珍珠岩充分混合，且满足以下质量比：混合物：骨架材料＝1：(2～5)；

步骤四、将碳纤维发热线按照预设线路排布在模具盒中；

步骤五、将步骤三所得混合物平铺在步骤四中的模具盒中，然后送入高压机中进行压制，其中，温度控制在150～200℃范围内，压力设为50～80Pa/cm，压制后即得到石墨烯高分子加热板材。

在步骤二中，该真空搅拌过程在搅拌釜中进行，其中，搅拌转速为500～1500r/min，搅拌时间为1～24h，所述搅拌釜中的压力设为-0.1Mpa。

在步骤三中，采用捏合机对混合物和骨架材料进行混合，其中，混捏时间为1～5h。