一种石墨烯复合发热丝及其制备方法技术

本发明专利技术属于发热材料技术领域，具体涉及一种石墨烯复合发热丝及其制备方法。制备方法：(1)将石墨烯置于浓酸中，进行回流反应，得到功能化石墨烯；(2)将上述功能化石墨烯分散在分散液中，搅拌条件下加入偶联剂，得到表面接枝偶联剂的石墨烯；(3)将表面接枝偶联剂的石墨烯与高分子树脂加入有机溶剂中，加热搅拌，得到石墨烯/高分子树脂复合浆料，然后浸入碳纤维1‑3h后，取出碳纤维，加热，得到表面固化复合浆料的碳纤维；(4)氮气气氛下，将表面固化复合浆料的碳纤维进行碳化处理，得到石墨烯复合发热丝。本发明专利技术易操作、成本低、便于工业化生产，得到的石墨烯复合发热丝发热效率高、能耗低。

A graphene composite heating wire and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯复合发热丝及其制备方法
本专利技术属于发热材料
，具体涉及一种石墨烯复合发热丝及其制备方法。
技术介绍
目前，以碳基材料为代表的电发热材料以其轻质高强、电热转换效率高、柔软易于编织成型的显著优势，作为柔性电热膜、面状发热体元件，在石油管道保温、电热采暖、融雪化冰、健康保健等领域正得到广泛的应用。但是，碳基电发热材料仍然存在很多不足。比如，碳晶电热膜就是以碳素颗粒或短碳纤维为导电材料，加入粘合剂压制而成的一种发热膜。这种碳晶电热膜易老化，热效率衰减严重，碳素颗粒与粘合剂易脱层，发热过程中易释放有害气体，且存在电压击穿漏电风险，寿命较短。碳纤维电热膜的发热基材是由长碳纤维组成，它的优点是质轻，柔软。但由于碳纤维通常由高分子前驱体经炭化拉伸而得，属于有机物转化而成的过渡态碳，其微观结构类似于石墨，但层面的排列并不规整，属于乱层石墨结构(即层与层之间的碳原了没有规则的固定位置，缺乏三维有序，且层间距比石墨晶体大)。碳纤维的石墨微晶乱层结构，必然使得其在电子传输、热传导、热稳定性方面仍具有一定的差距，且温度衰减严重，难以控制。因此，发展高效、绿色环保的高性能碳基发热材料正成为未本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯复合发热丝，其特征在于，所述石墨烯复合发热丝包括碳纤维、石墨烯和无定形纳米炭颗粒，其中所述石墨烯和无定形纳米炭颗粒包覆在碳纤维的表面。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯复合发热丝，其特征在于，所述石墨烯复合发热丝包括碳纤维、石墨烯和无定形纳米炭颗粒，其中所述石墨烯和无定形纳米炭颗粒包覆在碳纤维的表面。2.一种根据权利要求1所述的石墨烯复合发热丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将石墨烯置于浓酸中，加热超声，然后进行回流反应，再进行稀释、过滤、干燥，得到功能化石墨烯；(2)将上述功能化石墨烯分散在分散液中，得到石墨烯溶液，加热超声，搅拌条件下加入偶联剂，真空条件下加热至分散液完全蒸发，得到表面接枝偶联剂的石墨烯；(3)将表面接枝偶联剂的石墨烯与高分子树脂加入有机溶剂中，加热搅拌，得到石墨烯/高分子树脂复合浆料，然后将碳纤维浸渍在所述石墨烯/高分子树脂复合浆料中，取出碳纤维，加热，得到表面固化石墨烯/高分子树脂复合浆料的碳纤维；(4)氮气气氛下，将上述表面固化石墨烯/高分子树脂复合浆料的碳纤维进行碳化处理，得到石墨烯复合发热丝。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯复合发热丝的制备方法，其特征在于，所述石墨烯、浓酸、分散液、偶联剂、高分子树脂、有机溶液和碳纤维，按质量份数计为：4.根据权利要求2所述的一种石墨烯复合发热丝的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述回流反应的温度为60-8...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金柱，成骏峰，顾明娟，
申请(专利权)人：常州唯品石墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32