[发明专利]一种高转化率石墨烯碳纳米管发热膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种高转化率石墨烯碳纳米管发热膜的制备方法，其中发热膜包括，按照质量百分量计，15‑30％石墨烯，5‑10％碳纳米管，5‑15％纳米碳粉。本发明利用石墨烯、碳纳米管、纳米碳粉三者配合使用，得到电热转化率高、分散稳定产品。研究发现，纳米碳粉虽然不导电，但其导热性和电热转换率较高，碳纳米管起到插层作用，能够起到使得石墨烯分散作用，进而提高产品稳定性，通过石墨烯、碳纳米管以及纳米碳粉配合使用，能够提高发热的电热转化效率，使之达到98％以上。

技术领域

本发明涉及一种高转化率石墨烯碳纳米管发热膜的制备方法，属于材料领域。

背景技术

随着社会的发展，电热材料越来越多的被应用到电热理疗、电热供暖等领域。传统的电热材料分为两大类:金属电阻丝(镍铬合金、铁铬铝合金)和陶瓷加热材料。金属电阻丝的缺点是密度大、容易氧化、热转换效率低、电磁辐射严重等缺点。而且合金的可焊性差，损坏后很难修复陶瓷加热材料的缺点是升温速度慢，且具有很大的脆性，抗振性能差。因此究柔韧性好、发热均匀、电热转换效率高等优点的新型热电材料具有非常重要的意义。

石墨烯是一种二维碳材料，具有非常优良的导电与导热性能，因此可以作为一种优异的电热材料使用。纳米碳材料制作的电热薄膜具有超轻的重量、良好的柔韧性、优越的机械性能和更高的转换效率。从成本上考虑，碳材料是一种可循环材料，来源广泛，对环境非常友好。正因为它有着如此多的优点，近年来，有关石墨烯电热方面的研究数量呈指数型增长。但石墨烯仍存在制备困难，价格高昂，在溶液中分散困难不宜加工等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中上述问题，提供一种高转化率石墨烯碳纳米管发热膜的制备方法，本发明利用石墨烯、碳纳米管、纳米碳粉三者配合使用，得到电热转化率高、分散稳定产品。研究发现，纳米碳粉虽然不导电，但其导热性和电热转换率较高，碳纳米管起到插层作用，能够起到使得石墨烯分散作用，进而提高产品稳定性，通过石墨烯、碳纳米管以及纳米碳粉配合使用，能够提高发热的电热转化效率，使之达到98％以上。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：一种高转化率石墨烯碳纳米管发热膜的制备方法，

(1)先将粘合剂、溶剂混合，高速分散一段时间；

(2)在步骤(1)中加入石墨烯、碳纳米管、纳米碳粉，搅拌分散一段时间，加入研磨机中研磨至所需细度，过滤，得分散浆料；

(3)将分散浆料制膜，干燥，即可。所述发热膜电热转化率大于98％。发热膜中，按质量百分含量计包括15-30％石墨烯，5-10％碳纳米管，5-15％纳米碳粉。

所述纳米碳粉粒度为10-20nm。

所述溶剂可以是醇、酮、醇醚、醇酯类溶剂中一种或多种的混合。如乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、环己酮、乙二醇丁醚、丙二醇正丙醚、乙酸正丁酯等中一种或多种的混合。

所述粘合剂可以是聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、酚醛树脂等中的一种或多种的混合。

采用本发明的优点在于：本发明公开的发热膜，不使用金属、陶瓷类转热材料，仅利用碳系热转换材料，这种设置能够提高产品环保性能。通过石墨烯、碳纳米管以及纳米碳粉配合使用，能够提高发热的电热转化效率，使之达到98％以上。本发明利用石墨烯、纳米碳粉作为电热转换媒介，能够提高导电率，同时可以降低石墨烯的使用含量，降低成本，碳纳米管起插层作用，使材料稳定性极好。

具体实施方式

实施例1