[发明专利]一种建筑取暖用含石墨烯的发热板材及制备方法

说明书

本发明提供了一种建筑取暖用含石墨烯的发热板材及制备方法。将硫酸铝溶液、硅酸液、羟基化处理的无机纤维、氧化石墨烯、还原剂混合，制得石墨烯包覆无机纤维导电材料，接着与竹木粉、聚丙烯、偶联剂、润滑剂、色母粒混合,进行挤出，即得取暖用发热板材。该方法通过氧化石墨烯与硫酸铝溶液、硅酸液辅助包覆羟基化处理的无机纤维，进而与木粉、聚丙烯等共挤时硫酸铝膨胀并变成海绵状物质，将石墨烯包覆的无机纤维均匀分散形成网络状的发热板材。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及发热板材的制备，特别是涉及一种建筑取暖用含石墨烯的发热板材及制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对居住环境的舒适要求越来越高，空调、取暖器等取暖设备不能满足人们的需求，地热取暖方式已经被消费者普遍接受，因此对导电发热材料的要求越来越高，随着对环保要求的进一步提高，传统的使用燃油、燃气、燃煤的供暖方式消耗大量的能源并产生大量的污染物，且热转换效率较低，其中导电发热复合板材领域主要起到导电发热的作用，越来越受到人们欢迎。

常规的导电发热材料是将导电发热填料涂布在塑料膜、布或纸张上，或吸附在布或纸张上，其中石墨烯是较为常见的导电发热填料。石墨烯时已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300W/m•K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm²/V•s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10^-8Ω•m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料，成为导电发热材料领域的研究热点。

中国发明专利申请号201510226619.9公开了一种用导电发热胶膜制成的导电发热复合板材和制备方法及其制品，制备步骤如下：将导电发热填料、聚丙烯树脂、乙烯共聚物、分散剂、抗氧化剂在混合装置中进行充分混合，得到以上材料的共聚物；将上述得到的共聚物放入造粒装置中进行造粒，得到树脂颗粒；将上述得到的树脂颗粒放入成膜装置，得到导电发热胶膜。

中国发明专利申请号201710515218.4公开了一种石墨烯银纳米线复合柔性可折叠导电发热布及其制备方法，其是由导电发热浆料通过流延法成膜制得，其中导电发热浆料的原料包括银纳米线分散液、石墨烯粉体、炭黑、水性聚氨酯树脂、水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂、水、分散剂及固化剂己二胺。

中国发明专利申请号201710401642.6公开了一种石墨烯复合纤维远红外负离子柔性导电发热板及制作工艺。该导电发热板包括热熔胶膜、发热芯、装饰层、平衡层，具体结构如下：平衡层的顶部设置热熔胶膜，热熔胶膜的顶部设置发热芯，发热芯的顶部设置热熔胶膜，热熔胶膜的顶部设置装饰层，发热芯为石墨烯纳米远红外负离子复合纤维导电发热膜。

中国发明专利申请号201510646949.3公开了一种导电发热材料的制造技术，具体地说是一种高导电石墨烯碳纤维导电纸及其制备方法。该发明包括短切碳纤维、涤纶超短纤维、石墨烯粉、木浆纤维，将上述材料经过渗透化处理、疏解分散、开浆处理、混合以及抄纸制造得到高导电石墨烯碳纤维导电纸。

根据上述，现有方案中用于发热材料的将导电发热填料涂层，在使用于复合材料时需要另外施胶，无法长期保持发热均匀，导电涂层易脱落，发热不均匀，使用安全性差。鉴于此，本发明提出了一种建筑取暖用含石墨烯的发热板材及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容

针对目前应用较广的导电发热材料存在导电涂层易脱落、发热不均匀等缺陷，本发明提出一种建筑取暖用含石墨烯的发热板材及制备方法，从而有效实现了导电纤维的安全、稳定，并且发热稳定，应用前景好。

本发明涉及的具体技术方案如下：

一种建筑取暖用含石墨烯的发热板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：