一种高发热率石墨膜、配方及其制备方法组成比例

本发明专利技术公开了一种高发热率石墨膜、配方及其制备方法，属于电热材料技术领域，该高发热率石墨膜，包括高发热率石墨膜主体、上防水层、下防水层、上绝缘层、下绝缘层、上石墨烯发热层、下石墨烯发热层和电极层；该高发热率石墨制备方法提出一种改进的Hummers法来进行石墨烯浆体的制备，并将碳纳米管溶液和氧化石墨烯溶液分别进行超声分散，使其分散均匀，进而使得固化后的石墨烯浆体中具有较多且分布均匀的低频声子，从而有利于在通电后，使得该石墨膜具有较高的发热率，从而有利于应用于供暖等领域。领域。领域。

【技术实现步骤摘要】
一种高发热率石墨膜、配方及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电热材料
，尤其涉及一种高发热率石墨膜、配方及其制备方法。

技术介绍

[0002]经检索，中国专利号CN108777887A公开了一种石墨烯发热膜及其制备方法，该专利技术方法虽然制备工艺简单，生产效率高，但无法提高石墨膜的高发热率，不利用应用于供暖等领域；石墨，是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体，在晶体中同层碳原子间以sp2杂化形成共价键，每个碳原子与另外三个碳原子相联，六个碳原子在同一平面上形成正六边形的环，伸展形成片层结构；而石墨烯，则是由石墨的多片层剥离成单片层而形成的，与石墨不同，石墨烯中碳原子以sp2杂化方式形成六边形蜂巢状结构，且只有一层碳原子厚度的二维纳米材料；目前，随着人们对美好和健康生活的向往，改进传统的供暖系统，寻找更加经济、清洁的替代能源，发展新型的绿色低碳供暖系统刻不容缓，基于石墨烯加热具有加热速度快、电
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热转化率高、自动控温、分区控制、加热稳定、加热过程无异响、运行费用低、加热相对均匀、占地面积小、投资与生产费用低、使用寿命长和工作效率高等诸多优点为解决上述问题提供了行之有效的解决方案；因此，专利技术出一种高发热率石墨膜、配方及其制备方法变得尤为重要；
[0003]现有的石墨膜制备方法虽然制备工艺简单，生产效率高，但制得的石墨膜不仅导热性能差，电热转换率低，而且发热效率低，不利用应用于供暖领域；为此，我们提出一种高发热率石墨膜、配方及其制备方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种高发热率石墨膜、配方及其制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种高发热率石墨膜，包括高发热率石墨膜主体，所述高发热率石墨膜主体的内部设置有上防水层，所述上防水层的下方设置有上绝缘层，所述上绝缘层的下方设置有上石墨烯发热层，所述上石墨烯发热层的下方设置有电极层，所述电极层的下方设置有下石墨烯发热层，所述下石墨烯发热层的下方设置有下绝缘层，所述下绝缘层的下方设置有下防水层。
[0007]进一步地，所述上防水层和下防水层均为聚四氟乙烯薄；所述上绝缘层和下绝缘层均为玻璃纤维或聚酰亚胺薄膜中的一种。
[0008]一种高发热率石墨膜配方，由以下成分组成：石墨烯浆体、导电载体、电极条、玻璃纤维或聚酰亚胺薄膜和聚四氟乙烯薄；
[0009]其中，所述石墨烯浆体由以下重量份成分组成：石墨烯40
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60份、硝酸钠5
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10份、浓硫酸5
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10份、高锰酸钾5
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10份、8
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20份去离子水、氢氧化钠2
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3份、盐酸5
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10份、葡萄糖5
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15
份、氢碘酸5
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8份、乙醇5
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15份、碳纳米管溶液20
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30份。
[0010]一种高发热率石墨膜制备方法，该制备方法具体步骤如下：
[0011]步骤一：首先，提供导电载体，在所述导电载体的两面印刷石墨烯浆体，然后再继续在石墨烯浆体上铺设电极条，固化后分别制得上石墨烯发热层、下石墨烯发热层和电极层；
[0012]步骤二：然后，将玻璃纤维或聚酰亚胺薄膜通过刮涂、旋涂、直写、网印或者喷墨打印在步骤一所述上石墨烯发热层和下石墨烯发热层的表面，固化后得到上绝缘层和下绝缘层；
[0013]步骤三：最后，利用热风枪将聚四氟乙烯薄均匀地刮涂至步骤二所述上绝缘层和下绝缘层的表面，即制得高发热率石墨膜。
[0014]进一步地，步骤一所述石墨烯浆体采用改进的Hummers法制得，所述改进的Hummers法的具体制备过程如下：
[0015]S1：首先，将40
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60份石墨烯和5
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10份硝酸钠放入三口烧瓶中，然后加入5
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10份浓硫酸，并缓慢搅拌30
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60min，期间缓慢加入5
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10份高锰酸钾，接着在冰水浴条件下再缓慢搅拌1
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2h，期间烧瓶内底物温度控制在0
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5℃；
[0016]S2：将步骤S1所述三口烧瓶转移至恒温水浴反应1
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2h，水浴反应温度为10
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35℃，反应结束后，即得呈棕黄色产物；
[0017]S3：向步骤S2恒温水浴反应的三口烧瓶中加入4
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10份去离子水，之后将其转移至30
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85℃恒温油浴反应，其反应时间为10
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15min，同时匀速搅拌30
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45min；
[0018]S4：经过步骤S3恒温油浴反应后，向三口烧瓶中加入5
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15份去离子水，同时加入2
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3份氢氧化钠，直到颜色变为亮黄色；趁热抽滤，并用5
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10份盐酸进行酸洗，得到氧化石墨烯；接着将氧化石墨烯用去离子水反复离心洗涤，使其pH值接近去离子水，然后超声处理3
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6h，冷冻干燥，产物备用；
[0019]S5：采用5
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15份葡萄糖或5
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8份氢碘酸对步骤S4所述产物进行浸泡，浸泡时间30
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60min，并沉淀时间30
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60min，之后倒掉上清液，取沉淀物，再用5
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15份乙醇进行浸泡，沉淀时间20
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40min，最后取沉淀物，即得氧化石墨烯溶液；
[0020]S6：最后，将碳纳米管溶液和步骤S5所述氧化石墨烯溶液分别进行超声分散，使其分散均匀，然后混合，即制得石墨烯浆体。
[0021]进一步地，步骤S1所述缓慢搅拌的搅拌速率为300
‑
500r/min，搅拌时搅拌器正反转交替进行，正转和反转的次数均为1
‑
3次，每次正转和反转的时间为5
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15min，交替进行时的间隔为1
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2min；步骤S3所述匀速搅拌的搅拌速率为200
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250r/min，搅拌时搅拌器正反转交替进行，正转和反转的次数均为1
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2次，每次正转和反转的时间为3
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5min，交替进行时的间隔为1
‑
2min。
[0022]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0023]1、该高发热率石墨膜，设置有防水层和绝缘层，其防水层采用聚四氟乙烯薄制得，而其绝缘层则由玻璃纤维或聚酰亚胺薄膜中的一种制得，具有一定的防水性和绝缘性，有利于保障用户的使用安全；
[0024]2、该高发热率石墨膜制备方法，相较于传统的制备方法，提出一种改进的Hummers法来制备石墨烯浆体，并将碳纳米管溶液和氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高发热率石墨膜，包括高发热率石墨膜主体(1)，其特征在于：所述高发热率石墨膜主体(1)的内部设置有上防水层(2)，所述上防水层(2)的下方设置有上绝缘层(3)，所述上绝缘层(3)的下方设置有上石墨烯发热层(4)，所述上石墨烯发热层(4)的下方设置有电极层(5)，所述电极层(5)的下方设置有下石墨烯发热层(6)，所述下石墨烯发热层(6)的下方设置有下绝缘层(7)，所述下绝缘层(7)的下方设置有下防水层(8)。2.根据权利要求1所述的一种高发热率石墨膜，其特征在于，所述上防水层(2)和下防水层(8)均为聚四氟乙烯薄；所述上绝缘层(3)和下绝缘层(7)均为玻璃纤维或聚酰亚胺薄膜中的一种。3.一种高发热率石墨膜配方，其特征在于，由以下成分组成：石墨烯浆体、导电载体、电极条、玻璃纤维或聚酰亚胺薄膜和聚四氟乙烯薄；其中，所述石墨烯浆体由以下重量份成分组成：石墨烯40
‑
60份、硝酸钠5
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10份、浓硫酸5
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10份、高锰酸钾5
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10份、8
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20份去离子水、氢氧化钠2
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3份、盐酸5
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10份、葡萄糖5
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15份、氢碘酸5
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8份、乙醇5
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15份、碳纳米管溶液20
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30份。4.一种高发热率石墨膜制备方法，其特征在于，该制备方法具体步骤如下：步骤一：首先，提供导电载体，在所述导电载体的两面印刷石墨烯浆体，然后再继续在石墨烯浆体上铺设电极条，固化后分别制得上石墨烯发热层(4)、下石墨烯发热层(6)和电极层(5)；步骤二：然后，将玻璃纤维或聚酰亚胺薄膜通过刮涂、旋涂、直写、网印或者喷墨打印在步骤一所述上石墨烯发热层(4)和下石墨烯发热层(6)的表面，固化后得到上绝缘层(3)和下绝缘层(7)；步骤三：最后，利用热风枪将聚四氟乙烯薄均匀地刮涂至步骤二所述上绝缘层(3)和下绝缘层(7)的表面，即制得高发热率石墨膜。5.根据权利要求4所述的一种高发热率石墨膜制备方法，其特征在于，步骤一所述石墨烯浆体采用改进的Hummers法制得，所述改进的Hummers法的具体制备过程如下：S1：首先，将40
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60份石墨烯和5
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10份硝酸钠放入三口烧瓶中，然后加入5
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10份浓硫酸，并缓慢搅拌30
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60min，期间缓慢...

【专利技术属性】
技术研发人员：高兴玉，
申请(专利权)人：昌邑市高端密封材料有限公司，
类型：发明
国别省市：