[发明专利]一种铜丝网基石墨烯发热膜及制备方法

说明书

本发明涉及发热材料的领域，公开了一种铜丝网基石墨烯发热膜及制备方法。包括如下制备过程：（1）将环氧树脂、固化剂、石墨烯微粉、聚四氟乙烯微粉捏合分散均匀，得到分散料；（2）将分散料螺杆挤出成薄片，趁热与铜丝网贴合，辊筒压合，得到预制发热膜；（3）将预制发热膜升温固化，冷却，卷取，即得铜丝网基石墨烯发热膜。本发明通过将石墨烯微粉固定在铜丝网的网孔上后加入环氧树脂进行固化，同时加入聚四氟乙烯防止铜丝网被水浸蚀，得到铜丝网基石墨烯发热膜，所得石墨烯发热膜柔性好、耐老化强、发热效果好、适应性宽，在工业加热等领域中具有巨大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及发热材料领域，公开了一种铜丝网基石墨烯发热膜及制备方法。

背景技术

石墨烯是由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，具有优越的热传导性能、高强度、高韧性以及超大的比表面积，单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料，使得石墨烯成为电热膜领域最吸引人的材料之一。石墨烯具有极高的热导率和热辐射系数，远高于金属中导热系数最高的金、银、铜、铝等，同时石墨烯具有良好的柔韧性和强度，这为制备应用更广泛的发电热膜提供了良好的基础。

由于石墨烯本身是二维及柔性、透明、结构稳定，其低电阻率，可耐受极高的饱和电流，交、直流通用；其低电压变生高热量，3V电源即可加温至100℃以上，轻松实现低品位能源到高品位应用的转化；具有高饱和电流、高导热系数，单位面积功率高，具有发热快、传热快、发热均匀的特性；石墨烯膜是百分之百的碳，碳产生远红外辐射，有良好的医疗、理疗作用。因此，石墨烯非常适合应用在加热膜领域。

石墨烯发热膜相比于传统电热丝加热膜，其柔性适应性更宽，特别是对于家居、智能穿戴、工业精密加热等提供了更为广泛的应用。以石墨烯制成的可加热石墨烯薄膜将有非常广阔的应用价值。目前，将石墨烯用于制备发热膜有两个主流技术方向。一种是将石墨烯粉分散于柔性聚合物然后涂敷成型；另一种技术路线是将石墨烯预制为高浓度浆体，然后在基膜上涂刷。对于石墨烯发热膜的制备及应用成为当前的热门课题。

中国发明专利申请号201810679908.8公开了一种石墨烯发热膜及其制备方法，由石墨烯浆料在基材上涂覆而成，所述石墨烯浆料包括氧化石墨烯粉末10~20份、纳米竹炭粉5~8份、水30~50份、粘结剂3~5份。该发明通过氧化石墨烯粉末与纳米竹炭粉复合而成，除了具备发热功能外，还可调节湿度、净化空气，特别适用于作为电暖器的发热元件。

中国发明专利申请号202010427613.9公开了一种石墨烯发热膜的制备方法，包括以下步骤：PET薄膜的加工处理；石墨烯导电油墨的制备；网版的制作与处理；石墨烯条、银电极、电极连接段及石墨烯发热涂层的涂布；热覆合高分子绝缘膜；石墨烯发热膜性能检测。

根据上述，现有方案中用于制备石墨烯发热膜大都采用柔性薄膜作为基材，尽管柔性有保证，但耐老化性较差。普通的PET基材耐热性、耐老化性较差，而耐高温的聚酰亚胺膜则成本高。尤其是目前制备石墨烯发热膜采用浆料法，石墨烯浆料不易成膜，在薄膜基材印刷牢固度较差，本发明提出了一种铜丝网基石墨烯发热膜及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容

目前应用较广的石墨烯发热膜的制备方法中，采用石墨烯浆料在聚合物薄膜上涂刷的工艺，存在成膜性差、牢固度较差、耐老化性较差的缺陷。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

一种铜丝网基石墨烯发热膜的制备方法，制备的具体过程为：

（1）先将环氧树脂、固化剂、石墨烯微粉、聚四氟乙烯微粉加入捏合机中，然后升温捏合分散均匀，得到分散料；

（2）先将步骤（1）得到的分散料经螺杆挤出机挤出成薄片，然后趁热与铜丝网贴合，再经多组辊筒压合，使得分散料充分填装铜丝网的网孔，得到预制发热膜；

（3）先将步骤（2）得到的预制发热膜预固化，然后升温固化，再冷却，最后卷取，即得铜丝网基石墨烯发热膜。