[发明专利]石墨烯加热膜及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯材料的应用技术领域，具体的涉及一种石墨烯加热膜及其生产方法。

背景技术

石墨烯优异性能完全超过金属，如、电学性能：室温下电子迁移率可达2×10⁵ cm²/Vs，导热性能：5000 W/(mK），超常的比表面积（2630 m²/g），杨氏模量（1100 GPa）和断裂强度（125 GPa）；石墨烯良好的机械性能和较低的密度更让其具备了在电热材料领域取代金属的潜力。（常用金属电阻加热元件一般采用金属箔、薄膜涂层、电阻丝、金属网等材料。使用最多的加热元件为镍铬合金。镍铬合金的密度大于8 g/cm³，使用时厚度有数毫米；电阻率低（~10–6Ω/m），电热转化效率低，加热速率小，加热元件没有自动恒温及功率补偿功能，使得金属元件制得的电热系统结构复杂，热惯性大等不足之处；再如，铁铬铝是铁素体合金，存在常温脆性、475℃脆性和1000℃以上的高温脆性，由于高温脆性导致的高温强度低最终导致电热元件使用寿命短；又如，合金类的电热元件的可焊性很差，难修复。）

目前，市面上出现了的石墨烯电热膜或加热膜，如中国专利公开号CN104219797A所述石墨烯电热膜：将石墨烯与溶剂混合，超声分散后得到石墨烯分散液；再将分散液在一字形模口的制备装置中挤出，于10~80℃的凝固液中停留1~100 秒凝固成膜，干燥后得到石墨烯膜发热层；在石墨烯发热层两侧复合绝缘保护层成为石墨烯电热膜，绝缘保护层通过涂覆的方法复合到石墨烯膜发热层上下两侧，厚度为0.01-0.5mm，所用绝缘保护层由乙烯- 醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、ABS 树脂、硅胶、聚醚砜、聚芳砜、聚氨酯、聚酰胺、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚酮中的一种或者多种按照任意配比混合组成。这种制备方法，涂覆方式存在表面不匀，双面涂覆难度大等缺陷，得到的石墨烯电热膜在使用过程中容易出现分层现象，即表面绝缘保护层脱落，另外，重量大、柔韧性差，且加热体整体采用石墨烯分散液，制造成本高。鉴于这种技术缺陷，需要出现一种结构简单，使用方便，采用石墨烯导热丝混纺纺织丝线制备布料作为基材，在布料基材两侧同步复合高分子材料层制得石墨烯电热膜，所得石墨烯电热膜柔韧性好，制造成本低，无分层现象，重量轻盈，电热效率好的石墨烯加热膜及其生产方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，使用方便，采用石墨烯导热丝混纺纺织丝线制备布料作为基材，在布料基材两侧同步复合高分子材料层制得石墨烯电热膜，所得石墨烯电热膜柔韧性好，制造成本低，无分层现象，重量轻盈，电热效率好的一种石墨烯加热膜及其生产方法。

为解决上述问题，本发明提供了一种石墨烯加热膜，包括石墨烯加热丝、纺织丝线与电极线通过经纬编织法所得的加热布料，以及复合在加热布料两面的高分子材料层，其中，石墨烯加热丝编入纺织丝线为经线，电极线编入纺织丝线为纬线，经线为4-8道纺织丝线之后编入一根石墨烯加热丝，每幅加热布料中的纬线中编入两根电极线为电连接的正负极。

进一步的，所述石墨烯加热丝的中心为金属线，石墨烯经超声分散方法制得的石墨烯分散液环绕的盘旋在金属线外壁上并固化干燥；

所述高分子材料层的组分为：异氰酸酯15-70%，多元醇35-80%，二元醇3-10%，无卤阻燃母料5-10%,聚对苯二甲酸乙二酯5%。

所述纺织丝线的组分为：涤纶，棉线混纺而成，涤纶70%-90%，棉线5%-30%，定型剂5%，增光剂1%。

为更好的实现本发明的目的，本发明还公开了石墨烯加热膜的生产方法，其中，包括如下步骤：

A、使用剑杆织机编织石墨烯加热布料；

B、使用配料搅拌桶配比高分子材料；

C、使用成膜装置对高分子材料进行熔融后挤出成高分子材料膜；

D、将步骤C挤出的高分子材料膜采用双面同步热合的方式，热合到步骤A所得的加热布料两侧；

E、对步骤D覆膜后所得物进行冷却；

F、对步骤E冷却后所得物切除毛边，并收卷，制得石墨烯加热膜。