纳米纤维素石墨烯复合电热膜及其绿色制备工艺制造技术

本发明专利技术提供一种纳米纤维素石墨烯复合电热膜及其绿色制备工艺，所述电热膜包括石墨烯与纳米纤维素混合制备得到的复合膜；铺设在所述复合膜上或涂印于复合膜或绝缘层上的电极；以及位于在所述复合膜两侧的绝缘层；其中，复合膜为通过喷墨打印方法将纳米纤维素和石墨烯混合分散系涂印于绝缘层上得到的膜，或通过真空抽滤、浇铸方法制备得到的膜。本发明专利技术的电热膜可以调节方阻或电阻率，能较好地适用于发热功率要求不同的场合，具有优异的功率调控性能。本发明专利技术的工艺有效提高复合电热膜的柔性和强度，进而增强其电热性能的稳定性和发热温度均匀性，还较高的制备效率。

Nano cellulose graphene composite electrothermal film and green preparation process thereof

The invention provides a cellulose nano graphene composite electrothermal film and green preparation process, the electrothermal film including composite film prepared by graphene and nano cellulose mixed; laying on the composite film or coated printed composite film or insulated electrode layer; and the insulating layer in the composite film both sides; among them, composite film by ink-jet printing method of nano cellulose and hybrid graphene dispersion coating on the insulating layer of membrane, or casting method prepared by vacuum filtration, membrane. The electric heating film of the invention can adjust the square resistance or the resistivity, and can be suitable for occasions with different heating power requirements, and has excellent power regulation performance. The process of the invention effectively improves the flexibility and strength of the composite electrothermal film, thereby enhancing the stability of the electrothermal performance and the uniformity of the heating temperature, and the preparation efficiency of the composite electrothermal film.

【技术实现步骤摘要】
纳米纤维素石墨烯复合电热膜及其绿色制备工艺
本专利技术涉及纳米纤维素电热功能材料领域。更具体地说，本专利技术涉及一种电热性能长期稳定、温度控制精度高、温度分布均匀及环保的纳米纤维素石墨烯复合电热膜及其高效、绿色的制备工艺。
技术介绍
石墨烯电热膜具有较高的电热响应速度，较高的热转换效率，现有研究报道其通电产生最高温度可达2727℃左右，可用于卫星、飞机及其它飞行器、风电桨叶的融雪除冰、玻璃等透明基底的除雾除霜、微器件或微区域加热和材料热分析、红外理疗以及电热采暖等。目前，相关专利技术通过化学气相沉淀CVD技术制备石墨烯电热膜；通过将石墨烯分散液挤出制成电热膜；在图案化的基底上通过催化剂生长石墨烯膜再制备电热膜。其中，主要相关的专利在石墨烯膜上植入电极连接件，再通过胶粘剂膜与上下两层绝缘层胶合制成柔性复合电热膜。但纯石墨烯电热膜存在自身电阻不易调整的问题，即功率调控性不高；石墨烯搭接致密，渗透性不足，且纯石墨烯表面因缺少极性基团，自身结合的力学强度不高，不利于胶或树脂的渗透形成牢固的电热层在热和弯曲力作用下产生过大的正温度效应或负温度效应，不利于长期工作的电热性能稳定性和温度控制的精准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米纤维素石墨烯复合电热膜，其中，包括：由一定比例石墨烯与纳米纤维素混合制备得到的复合膜；位于在所述复合膜两侧的绝缘层；以及由导电材料铺设或涂印于所述复合膜上或绝缘层上形成的电极；其中，所述电极部分连接所述复合膜，部分伸出所述绝缘层。

【技术特征摘要】
1.一种纳米纤维素石墨烯复合电热膜，其中，包括：由一定比例石墨烯与纳米纤维素混合制备得到的复合膜；位于在所述复合膜两侧的绝缘层；以及由导电材料铺设或涂印于所述复合膜上或绝缘层上形成的电极；其中，所述电极部分连接所述复合膜，部分伸出所述绝缘层。2.如权利要求1所述的纳米纤维素石墨烯复合电热膜，其中，所述纳米纤维素为纳米纤丝纤维素、纤维素纳米晶以及细菌纤维素中的一种或任意组合。3.如权利要求1所述的纳米纤维素石墨烯复合电热膜，其中，制备电极的导电材料包括铜箔、铜片、金属丝、导电涂料或导电胶体，所述电极的厚度或直径为0.01-0.10mm。4.如权利要求3所述的纳米纤维素石墨烯复合电热膜，其中，将所述导电涂料或导电胶体涂印在复合膜或绝缘层上形成带状结构即得到所述电极。5.如权利要求1所述的纳米纤维素石墨烯复合电热膜，其中，所述绝缘层为半固化聚丙烯膜、环氧树脂薄膜或浸渍树脂薄膜，厚度为0.02-0.3mm。6.一种纳米纤维素石墨烯复合电热膜的绿色制备工艺，其中，包括：选用树脂薄膜作为绝缘层；将纳米纤维素水相分散液和石墨烯水相分散液按比例混合均匀得到混合分散液，将所得的混合分散液通过成膜方法制备得到复合膜；在所述复合膜上或在所述绝缘层上铺装或涂印电极，确保所述电极与所述复合膜连接；然后再将所得的绝缘层与所得的复合膜进行叠层组装、热压复合即得到所述纳米纤维素石墨烯复合电热膜。7.如权利要求6所述的纳米纤维素石墨烯复合电热膜的绿色制备工艺，其中，具体包括以下步骤：步骤一、制备分散系浓度为2-100mg/ml纳米纤维素水相以及分散系为1-50mg/ml的石墨烯水相；步骤二、将所述纳米纤维素水相经高速分散5-30min，再超声波处理5-30min得到纳米纤维素分散液；再将石墨烯水相高速分散5-30min，再超声波处理5-30min得到石墨烯分散液；步骤三、将所述纳米纤维素分散液和石墨烯分散液按纳米纤维素干重∶石墨烯干重为100∶0.5～50的配比混合，经高速分散10-100min，超声波处理10-60min得到混合分散液；步骤四、使用具有一定固化率的厚度为0.02-0.3mm的树脂薄膜作为绝缘层，通过喷墨打印将所述混合分散液均匀的喷到所述绝缘层的任意一面得到表面具有复合膜的绝缘层；其中所述复合膜的厚度为0.01-0.1mm；步骤五、将具有复合膜的绝缘层裁剪为目标规格；步骤六、将电极铺设或是涂印在所述复合膜或绝缘层上，电极外边距离所述复合膜边部至少1mm；其中铜箔、铜片、金属丝制作电极时，用热熔胶条或胶带预粘于...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁全平，杨生，苏初旺，曹槊昂，王振丰，朱贞谕，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45