一种石墨烯电热膜以及含有石墨烯电热膜的设备制造技术

本实用新型专利技术涉及石墨烯电热膜领域，具体而言，涉及一种石墨烯电热膜以及含有石墨烯电热膜的设备。一种石墨烯电热膜，在电热膜表面设置石墨烯层。本实用新型专利技术提供的石墨烯电热膜，传递到石墨烯层的热量散热均匀，解决了现有技术中电热膜表面温度分布不均匀、局部存在过热的缺陷；此外，石墨烯层还能提高基板的升温速度，更利于散热，进而提升石墨烯电热膜工作的可靠性及使用寿命。该石墨烯电热膜可广泛应用于电热设备。

An electrothermal film of graphene and a device containing graphene electrothermal film

The utility model relates to the field of electrothermal film of graphene, in particular to a graphene electrothermal film and a device containing graphene electrothermal film. A graphene electrothermal film is used to set the graphene layer on the surface of the electrothermal film. Graphene film provided by the utility model is transferred to the heat radiating layer of graphene uniformly, solve the existing technology of electrothermal film surface temperature distribution is not uniform, the local overheating defect; in addition, the graphene layer can improve the substrate heating speed, more conducive to heat, thereby enhancing the reliability and life of graphene electric film work. The graphene electrothermal film can be widely used in electric heating equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯电热膜以及含有石墨烯电热膜的设备
本技术涉及石墨烯电热膜领域，具体而言，涉及一种石墨烯电热膜以及含有石墨烯电热膜的设备。
技术介绍
云母纸是以优质白云母、金云母或合成云母为原料，用水力分剥或化学制浆的方式生产的纸基绝缘材料，具有无毒、无味、耐高温、耐高压、耐腐蚀、耐老化及优良的电气性能等优点，同时还具有良好的渗透性和透气度，能用环氧树脂、有机硅树脂等浸渍压制成高品质的板状耐温绝缘材料，也可与玻纤布、薄膜、陶瓷纤维等通过环氧或有机硅树脂浸渍复合成高品质的带状耐高温绝缘材料，因此，云母纸在生活中的很多领域都有着广泛地应用前景。传统的供暖方式包括燃烧燃料和用电热元件产热。前者虽然热能转化率高，但对环境污染较为严重，后者是利用电热元件制成各种供暖设备，利用空气对流和热辐射的方式向一定的空间传递热量，设备方便安装，便于家庭使用。但这种供暖设备的电热元件常常暴露在外或只是进行简单的隔离，存在一定的安全隐患，此外，由于电能是一种高价的二次能源，若设备的电热转换效率不高，也不符合低碳环保的要求，因此也不宜长期使用。专利《一种云母电热膜》，公开号：CN103002608A，公开日期：2013.03.27，公开了一种云母电热膜，该云母电热膜为复合多层结构，中间为发热件，紧贴发热件两面为云母基板，所述发热件为蚀刻有发热电路的合金箔片，所述云母基板为云母过胶纸，所述电热膜由合金箔片、云母基板通过高温胶黏剂和高温压合工艺压制而成。本技术制备的云母电热膜结构简单，热转换效率高，使用该云母电热膜制成的供暖设备满足安全舒适、环保节能的使用要求。然而，该技术专利公开的云母电热膜依然存在产品表面温度不均匀、局部位置存在过热点、局部膨胀系数大、氧化过快等问题。有鉴于此，特提出本技术。
技术实现思路
本技术的第一目的在于提供一种石墨烯电热膜，克服现有技术中电热膜表面温度不均匀、局部存在过热点的不足。本技术的第二目的在于提供上述的石墨烯电热膜的制备方法，该方法制备的石墨烯电热膜散热性能优异，石墨烯电热膜表面的温度分布均匀，不存在局部过热的现象，石墨烯电热膜表面的石墨烯层可以将发热电路产生的热量迅速的在石墨烯电热膜的表面扩散开来，同时可以提高石墨烯电热膜的升温速率，进而提升石墨烯电热膜工作的可靠性及使用寿命。本技术的第三目的在于提供所述的石墨烯电热膜在电热设备中的应用。本技术的第四目的在于提供含有所述石墨烯电热膜的设备。为了实现本技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种石墨烯电热膜，在电热膜表面设置石墨烯层。本技术提供的石墨烯电热膜，在基板的表面设置石墨烯层，传递到石墨烯层的热量散热均匀，解决了现有技术中电热膜表面温度分布不均匀、局部存在过热的缺陷；此外，石墨烯层还能提高基板的升温速度，更利于散热，进而提升石墨烯电热膜工作的可靠性及使用寿命。电热膜的结构为两个基板之间设置发热件。进一步地，所述石墨烯电热膜包括至下而上依次设置的基板、发热件、基板、石墨烯层。发热件的热量传至基板后，再传递到石墨烯层，进而通过石墨烯层更均匀和快速的散热，有效防止了现有技术中的电热膜表面散热不均匀的缺陷。进一步地，所述发热件为蚀刻有发热电路的合金箔片。进一步地，所述合金箔片选自不锈钢、铝、黄铜、铜镍合金、镍铬合金或其他电阻合金。优选地，所述合金箔片的厚度为0.02～0.03mm。优选地，所述基板为云母基板。优选地，所述云母基板由多层云母过胶纸堆叠而成。优选地，所述云母基板由4～8层云母过胶纸堆叠而成。优选地，所述云母过胶纸的厚度为0.2-0.4mm。优选地，所述石墨烯层所用的石墨烯材料选自石墨烯及其衍生物、还原氧化石墨烯及其衍生物、生物质石墨烯及其衍生物中的一种或多种。优选地，所所述石墨烯层中的石墨烯材料以粉体形式存在，石墨烯粉体的径向尺寸为20～50μm、厚度为1～10nm，进一步优选为径向尺寸为25～45μm、厚度为2～8nm，尤其优选为径向尺寸为30～40μm、厚度为5～7nm。优选地，所述石墨烯层为石墨烯粉体胶黏液喷涂后烘干制得。优选地，所述石墨烯在所述石墨烯电热膜表面中的面密度为0.5g/m2以上，优选为1-50g/m2，更优选为5-10g/m2。更优选地，所述石墨烯层的厚度为10～20μm。本技术还提供了上述的石墨烯电热膜的制备方法，在电热膜上直接喷涂一层石墨烯粉体胶黏液，烘干即可。进一步地，包括以下步骤：(a)取基板备用；(b)将所述基板的一面喷涂石墨烯粉体胶黏液，烘干得到一面为石墨烯层的基板；(c)所述基板、所述发热件和带有石墨烯层的基板涂抹胶黏剂，依次堆叠放置，然后进行高温压合得到所述石墨烯电热膜。优选地，在步骤(a)中，所述基板为云母基板，所述云母基板通过以下方式制备：云母纸裁剪后，浸渍胶黏液，堆叠得到所述云母基板。优选地，所述胶黏液为有机硅胶黏液。优选地，在步骤(b)中，所述石墨烯粉体胶黏液通过以下方法制备：将石墨烯粉体分散在胶黏剂中，加入分散剂后解离分散均匀，得到石墨烯粉体胶黏液。优选地，所述石墨烯粉体在所述胶黏剂的质量浓度为5～10％。优选地，所述分散剂的添加量为所述石墨烯粉体绝干质量的1～10％，优选为2～8％，更优选为2～5％。优选地，所述分散剂可选自但不限于聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚氧乙烯月桂醚、聚乙烯吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、纳米纤维素之中的任意一种或两种以上的组合。优选地，所述基板的一面喷涂的石墨烯胶黏剂的厚度为10～20μm。优选地，所述烘干的温度为100～150℃，时间为5～8min。优选地，在步骤(c)中，所述发热件通过以下方法制备：在合金箔片上切割形成发热电路，然后将切割后的所述合金箔片浸入清洗溶剂中浸泡，然后烘干，得到所述发热件。优选地，所述合金箔片在所述清洗溶剂中浸泡的时间为10～20min。优选地，所述烘干为在温度为250～300℃条件下放置1～3小时。优选地，所述高温压合的工艺条件为：温度为250～300℃，压力为10～11MPa，保压时间为3～5小时。优选地，保压后的石墨烯电热膜自然冷却至60℃下取出，冷却时间不少于3小时。本技术还提供了所述的石墨烯电热膜在电热设备中的应用。本技术还提供了含有所述的石墨烯电热膜的设备。与现有技术相比，本技术的有益效果为：(1)本技术采用在电热膜的表面设置石墨烯层，特别是云母电热膜的表面设置石墨烯层，显著的提升电热膜的温度分布均一性，有效防止了局部过热的缺陷，并且，还提高了电热膜的升温速度。(2)本技术还选用石墨烯，石墨烯的热学性质稳定，在小于400℃的高温使用条件下不会发生氧化和分解，赋予了电热膜性能稳定性佳的优势。(3)本技术提供的石墨烯云母电热膜，既保持了云母电热膜绝佳的电气性能和绝缘性能，又提高了传统的云母电热膜的升温速率、提升了电热膜表面温度分布的均匀性、避免了过热点的产生，使得云母电热膜具有更高的安全性和更长的使用寿命。(4)本技术提供的石墨烯电热膜可在电热膜的基础上，只是增加一步石墨烯有机硅胶黏剂分散液的喷涂工艺，因此不需要对原有电热膜的生产工艺进行改动，只需要增加一个喷涂装置即可，方法简便易行、便于操作。(5)本技术中的石墨烯层，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯电热膜，其特征在于，所述石墨烯电热膜包括至下而上依次设置的基板、发热件、基板、石墨烯层。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯电热膜，其特征在于，所述石墨烯电热膜包括至下而上依次设置的基板、发热件、基板、石墨烯层。2.根据权利要求1所述的石墨烯电热膜，其特征在于，所述发热件为蚀刻有发热电路的合金箔片，所述合金箔片选自不锈钢、铝、黄铜、铜镍合金、镍铬合金。3.根据权利要求2所述的石墨烯电热膜，其特征在于，所述合金箔片的厚度为0.02～0.03mm。4.根据权利要求1所述的石墨烯电热膜，其特征在于，所述基板为云母基板，所述云母基板由多层云母过胶纸堆叠而成。5.根据权利要求4所述的石墨烯电热膜，其特征在于，所述云母基板由4～8层云...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金柱，韩东，王海龙，张安，
申请(专利权)人：山东圣泉新材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37