[发明专利]一种高效导热石墨烯远红外发热膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效导热石墨烯远红外发热膜电热膜及其制备方法，电热膜由导电浆料层和绝缘基板组成，组成所述导电浆料层的各组分重量份为：石墨烯：6‑50份，水玻璃：30‑45份，松油醇：30‑40份，脂类：10‑20份，乙基纤维素：2‑5份，分散剂：4‑6份，硅油：5‑15份，水：25‑40份。本发明技术方案采用水滑石改性石墨烯和浆料混合得到导电浆料，能有效降低电热膜阻值，提高远红外辐射转化效率，电热辐射转化效率超过80%，实现电热膜的高升温速率和高导热率；提高了电热膜的阻燃性能，更加安全可靠；导电浆料拥有较高的附着力，避免与基板脱离。

技术领域

本发明涉及电热膜技术领域，尤其涉及一种高效导热石墨烯远红外发热膜及其制备方法。

背景技术

电热材料是用于制造各种电阻加热设备中的发热元件。电热材料的发热原理是电子在电场中加速运动时，与声子、杂质或者缺陷存在非弹性碰撞，并释放热能。当电场强度增大，散射效应增加，电子的平均自由程缩短，因此会释放出更多的热能。当前的研究，电热系统中的加热元件一般多数采用金属材料，使用最多的是镍铬合金，这些材料普遍存在加热速率低，导热速度慢、耗能大等问题，对于提高导热性和电热转化效率的研究很少，尤其是针对低能耗下快速发热使电加热膜可用于航空除冰领域等问题几乎鲜有报道。

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、高导热率、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。

因此，在已有的电热膜技术和高导热率复合材料理论基础上，设计研究出一种新型的电加热膜，能够迫使加热材料的导热率得到提高进而提高电热转化效率实现低功率高能效加热具有重要的意义。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高效导热石墨烯远红外发热膜及其制备方法，将石墨烯添加浆料中，有效降电热膜低阻值，提高升温速率，从而达到低能耗下快速发热的目的。

本发明提出的一种高效导热石墨烯远红外发热膜，由导电浆料层和绝缘基板组成，组成所述导电浆料层的各组分重量份为：

石墨烯 6-50份

水玻璃 30-45份

松油醇 30-40份

脂类 10-20份

乙基纤维素 2-5份

分散剂 4-6份

硅油 5-15份

水 25-40份。

一种高效导热石墨烯远红外发热膜制备方法，包括以下步骤：

（1）载体的制备：将松油醇、脂类、乙基纤维素、分散剂和硅油加入搅拌机中混合均匀，得到所述载体；

（2）导电浆料的制备：先将石墨烯加入到水中，得到石墨烯水溶液，再将所述水溶液加入到搅拌机中进行二次搅拌，与载体混合均匀，最后加入水玻璃进行三次搅拌，得到所述导电浆料；

（3）电热膜的制备：将导电浆料采用凹版印刷或丝网印刷法均匀涂抹在绝缘基板上，得到所述电热膜。

作为优选，所述脂类选自水性聚氨酯或钛酸四丁酯。

作为优选，所述绝缘基板选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、环氧树脂、聚酰亚胺、陶瓷、玻璃或大理石中的任意一种。