[发明专利]一种石墨烯辐射发热膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯辐射发热膜及其制备方法。该石墨烯辐射发热膜包括载体和将发热层喷涂液喷涂在所述载体上形成的发热层，所述发热层喷涂液包括四氯化锡、石墨烯、三氯化铁的酒精溶液。本发明的发明人应用石墨烯的纳米性能及阻抗性、导热性等，把石墨烯与四氯化锡、三氯化铁、75％的酒精混合在一块，做成液体涂料，喷在能耐高温的面状材料(如云母板)上，高温镀膜，形成发热板。发热膜均匀、稳定，可调节阻抗性，从而达到调节功率的目的。生产的复合石墨烯发热膜，性能稳定，热辐射率高(0.88以上)寿命长，成本低。

技术领域

本发明属于材料工程领域，具体涉及一种石墨烯辐射发热膜及其制备方法。

背景技术

在远红外发热膜中，发热方式通常有如下几种：

A、发热膜中间镶嵌金属丝，这种发热方式以前较为普遍，优点是简单、经济、方便，缺点是线状发热，寿命、安全较差，局部高温，均匀性舒适性较差，特别是金属导电怕水，应用中有较大安全隐患；

B、碳纤维丝发热。碳纤维丝发热比金属丝发热安全性能好很多，并且可以做成柔性膜，但还是线状发热，存在局部高温，均匀性舒适性较差。

C、碳晶板发热。碳晶板发热是用短切的碳纤维与树脂等材料结合。优点是面状发热，缺点是只能做成不轻巧的钢性膜，适合取暖领域应用，在健康医学领域有很大的局限性，成本也不低。

D、石墨烯发热膜。石墨烯有超强的导电性、导热性及钢韧性，因此可以做成很薄的柔性面状发热膜，性能优越，缺点是成本较高。

发明内容

本发明的发明人对利用石墨烯制作石墨烯发热膜进行了系列研究。

本发明的第一方面在于公开一种石墨烯辐射发热膜，包括载体和将发热层喷涂液喷涂在所述载体上形成的发热层，所述发热层喷涂液包括四氯化锡、石墨烯、三氯化铁的酒精溶液。

在本发明的一些实施方式中，所述发热层喷涂液包括以下重量份的各原料：

四氯化锡10-30份、石墨烯0.01-0.03份、三氯化铁0.1-0.3份、浓度为70-80％(v/v)的工业酒精40-70份。

在本发明的一些优选地实施方式中，所述发热层喷涂液包括以下重量份的各原料：

四氯化锡20份、石墨烯0.021份、三氯化铁0.2份、浓度为75％(v/v)的工业酒精50.85份。

石墨烯有超强的导电性，但在一定的混合材料下，它可呈现阻抗性。本发明的发明人应用石墨烯的纳米性能及阻抗性、导热性等，把石墨烯与四氯化锡、三氯化铁、75％的酒精混合在一块，做成液体涂料，喷在能耐高温的面状材料(如云母板)上，高温镀膜，形成发热板。发热膜均匀、稳定，可调节阻抗性，从而达到调节功率的目的。生产的复合石墨烯发热膜，性能稳定，热辐射率高(0.88以上)寿命长，成本低。本发明的石墨烯发热膜制备方法简单、快捷，不需要过多的负载仪器和设备。

为了降低成本，提高耐老化和耐腐蚀性能，本发明的发明人又进行了石墨烯的改性、添加氯化锌和聚氨酯等研究。

在本发明的一些优选地实施方式中，所述石墨烯为氧化石墨烯。

在本发明的一些优选地实施方式中，所述氧化石墨烯的制备方法为：

S11，取石墨烯粉、硝酸钠、高锰酸钾加入冰水浴的烧瓶中，通过滴加的方式加入浓硫酸，缓慢搅拌，在加完部分浓硫酸时再加入部分高锰酸钾，在加完浓硫酸时再加入部分高锰酸钾，然后缓慢搅拌至液体呈微黄色，升温，后滴加去离子水，反应；

S22，然后加入去离子水，再滴加双氧水，至液体呈亮黄色，过滤后，用稀盐酸冲洗至检测不到硫酸根离子，再用去离子水洗至洗液pH稳定，用0.01％(v/v)吐温80去离子水溶液浸泡，离心，干燥，得到所述氧化石墨烯。