[发明专利]一种纳米纤维素基电热膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种纳米纤维素基电热膜及其制备方法，通过纳米纤维素粉末分散均匀的悬浊液后，再添加天然石墨粉末进行分散，有助于天然石墨粉末在纳米纤维素粉末悬浊液中充分分散均匀，最后添加纳米铜粉末或电气石粉末协同作用，有效增加电热膜在低压中的发热温度，且纤维素粉末、天然石墨粉末、纳米铜粉末以及电气石粉末的原料来源广，价格低廉，在无需添加连接料的以及较低的生产成本前提下，能制备具有低压、高热特点的电热膜。总体上能有效解决电热膜制备中需要使用环保性能差的连接料以及成本高的问题。

技术领域

本发明涉及电热膜的制备领域，具体涉及一种纳米纤维素基电热膜及其制备方法。

背景技术

纳米纤维素本身具有良好的柔韧性和机械性能，纤维之间彼此交错连接，易形成便于离子和电子传输的多孔结构；纤维表面还附有羟基、羧基等亲水性官能团，具有良好的保湿能力。纳米纤维素的优良性能使得纳米纤维素在多个领域都有着巨大的发展潜力，包括生物医疗、生物传感器、食品包装、复合材料、超级电容器、电池隔膜及负极材料、电子喷墨、3D打印等领域。

常规的电热膜是在导电浆料中加入碳纳米管、石墨烯等提高电导率降低电阻从而提高发热效率，但添加碳纳米管、石墨烯这些材料需要通过额外的化学处理工艺，不仅会导致制备成本相对较高，还会产生较多的环境污染问题。另外，现有技术中的电热膜普遍使用的连接料为不可降解的丙烯酸树脂及聚氨酯树脂等，但其环保性能较差，不能满足市面上对环保电热膜的要求。

综上，在电热膜制备领域，其实际应用中仍然存在亟待解决的上述问题。

发明内容

本发明提出了一种纳米纤维素基电热膜及其制备方法以解决所述电热膜制备中需要使用环保性能差的连接料以及成本高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种纳米纤维素基电热膜，包括：基材层以及涂覆在所述基材层表面的复合膜层，且所述复合膜层由纳米纤维素、天然石墨、溶剂、电气石制备得到；所述电气石可替换为纳米铜

可选地，所述溶剂为水。

可选地，所述纳米纤维素、天然石墨、电气石和纳米铜分别为纳米纤维素粉末、天然石墨粉末、电气石粉末和纳米铜粉末。

另外，本发明还提供一种纳米纤维素基电热膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S1.启动高速分散机，在搅拌的条件下加入纳米纤维素粉末和溶剂，待完全加入后继续高速搅拌分散10-30min，得到纳米纤维素悬浊液；

S2.在搅拌的条件下，继续往纳米纤维素悬浊液中加入天然石墨粉末、电气石粉末，高速搅拌分散均匀，得到混合浆料A；其中，电气石粉末可替换为纳米铜粉末；

S3.将混合浆料A用超声波细胞破碎机进行处理，得到混合浆料B；

S4.将混合浆料B用超声波细胞清洗机超声处理，得到混合浆料C；

S5.将混合浆料C浓缩至固体含量5-15wt％，涂覆在基材层的表面，烘干后得到纳米纤维素基电热膜。

可选地，步骤S1中的溶剂为水。

可选地，按照质量百分比，上述方法中原料添加量如下：纳米纤维素粉末1-10％、天然石墨粉末1-10％、电气石粉末1-5％、余量为水；其中，电气石粉末1-5％可替换为纳米铜粉末0.1-1％。

可选地，所述纳米纤维素粉末和天然石墨的质量比为2:3。

可选地，步骤S2中所述天然石墨粉末的粒径为3-50μm。

可选地，步骤S2中所述电气石粉末粒径小于1μm。

可选地，步骤S2中所述纳米铜粉粒径为100-500nm。