[发明专利]一种石墨烯快发热膜及其制备方法

说明书

本发明属于材料领域，具体公开了一种石墨烯快发热膜及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤（1）：将有机溶剂与石墨烯薄片混合形成混合液；步骤（2）：分批将混合液置于搅拌研磨装置中搅拌研磨形成纳米石墨烯浆料；步骤（3）：在纳米石墨烯浆料里加入粘合剂、分散剂和增稠剂，搅拌混合1‑3h，形成混合液；步骤（4）：将纳米石墨烯浆料涂布在PI膜上，形成石墨烯涂层；步骤（5）：将步骤（4）制得的产物进行干燥处理，形成石墨烯快发热膜。本发明的制备工艺简单，发热膜具有良好的导电性、散热性和抗电磁波性，适用于各个领域的应用，其对未来以石墨烯作为发热体的发热器件的开发具有重要的意义。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种石墨烯快发热膜及其制备方法。

背景技术

发热膜，是通电后能够发热的一种薄膜，又称电热膜，是由电绝缘材料与封装其内的发热电阻材料组成的平面型发热元件。不同的导电物质和成膜基体可以形成许多种发热膜。据国家2011年出台的《低温辐射电热膜》（JG/T286-2010）建筑工业行业标准，按发热体的不同，低温辐射电热膜分为金属基电热膜、无机非金属基电热膜、高分子电热膜三类。其中无机非金属基电热膜又分为“碳基油墨电热膜”和“碳纤维电热膜”两类。目前市场上绝大部分的电热膜产品包括以下几种类型：金属丝电热膜、碳纤维电热膜、碳晶板电热膜、PTC陶瓷电热膜、碳基油墨电热膜以及近年来成为研究热点的石墨烯电热膜。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。但由于石墨烯为层状结构，电子只能在同一层里运动，顺着电场方向，石墨烯具有高导电性能；但是导热性能较差，因为导热要求三维自由运动，但是电子在石墨烯结构中只是二维自由运动。现有公开的石墨烯发热膜并非以纯石墨烯为原料进行制备，主要通过在氧化石墨烯中添加电阻丝、银颗粒等导热材料作为石墨烯复合物，从而赋予石墨烯良好的导电导热性能。因此，如何提高纯石墨烯发热膜的发热性能，成为目前研究的主要课题。

聚酰亚胺（PI）是电热膜常用的两种基材，韩国专利第10-1311458号中公开了在一个溶剂中单纯混合石墨烯及聚酰亚胺来制备石墨烯与聚酰亚胺的复合材料，然而其制备的石墨烯-聚酰亚胺复合材料只呈现非常有限的传热率。中国专利CN 108822317 A公开了一种石墨烯聚酰亚胺发热膜的制备方法，未添加导热填料，为了保持石墨烯和聚酰亚胺良好的粘合性，该专利的技术方案通过在制备聚酰亚胺的过程中加入石墨烯，涂刷成初膜并于半干的状态下涂刷石墨烯层，再在石墨烯层上涂刷初膜的制备溶液，制得具有良好的导电和发热性能的电热膜，然而其增加了聚酰亚胺的制备过程和发热膜的结构层数，从而使得制备工艺更加繁琐，降低了产品的生产效率。

发明内容

为了解决以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种石墨烯快发热膜及其制备方法，从而提高纯石墨烯发热膜的材料性能。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种石墨烯快发热膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤（1）：将有机溶剂与石墨烯薄片混合形成混合液；

步骤（2）：分批将步骤（1）制得的混合液置于搅拌研磨装置中搅拌研磨形成纳米石墨烯浆料；

步骤（3）：在步骤（2）制得的纳米石墨烯浆料里加入粘合剂、分散剂和增稠剂，搅拌混合1-3h，形成混合液；

步骤（4）：将步骤（3）制得的纳米石墨烯浆料涂布在PI膜上，形成石墨烯涂层；

步骤（5）：将步骤（4）制得的产物进行干燥处理，形成石墨烯快发热膜。