石墨烯发热膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供石墨烯发热膜及其制备方法，所述制备方法包括：通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化，转化为石墨烯导电膜，得到表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜；在上述表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜的石墨烯导电膜上印刷电极；对印刷电极后的表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜进行封装，得到石墨烯发热膜。本发明专利技术制备方法工艺简单，且制作的石墨烯发热膜厚度小，柔性好。柔性好。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯发热膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电热膜
，具体涉及石墨烯发热膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯是二十一世纪发展起来的新兴战略性材料，在石墨烯产业发展过程中，石墨烯电热膜获得较快发展。特别是，石墨烯电热膜能够发射能够与人体实现较好共振吸收效应的远红外线，同时还有容易实现面发热，发热速度快等优点，成为当前电热膜领域竞相研究的热点。
[0003]目前市面上用的较多的石墨烯发热膜以石墨烯导电膜作为发热层，覆铜的聚酰亚胺薄膜作为第一封装层，铜箔通过化学蚀刻制作电路；表面带TPU 热熔胶膜聚酰亚胺薄膜或者TPU热熔胶膜作为第二封装层。石墨烯导电膜通过石墨烯、其它碳纳米材料和高分子粘结剂制浆、涂布、烘干、收卷制作而成，然后经裁切，与上述第一封装层和第二封装层以热压工艺符合制作石墨烯发热膜。
[0004]上述石墨烯发热膜为三层薄膜结构，厚度较大(现有技术的厚度不小于 170微米)，柔性较差(弯折180
°
时，最小弯折半径＞5mm)，另外制程工艺较为复杂。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在问题中的一个或多个，本专利技术提供一种石墨烯发热膜的制备方法，包括：
[0006]通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化，转化为石墨烯导电膜，得到表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜；
[0007]在上述表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜的石墨烯导电膜上印刷电极；
[0008]对印刷电极后的表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜进行封装，得到石墨烯发热膜。
[0009]根据本专利技术的一个方面，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤之前还包括：
[0010]设定石墨烯导电膜的尺寸、方阻和电路。
[0011]根据本专利技术的一个方面，所述设定石墨烯导电膜的尺寸、方阻和电路的步骤包括：
[0012]根据石墨烯发热膜输入电压、发热尺寸和发热温度需求设定电路、石墨烯导电膜的尺寸和方阻。
[0013]根据本专利技术的一个方面，所述设定石墨烯导电膜的尺寸、方阻和电路的步骤包括：
[0014]所述石墨烯导电膜的尺寸大于发热尺寸，所述输入电压、发热温度、电路中电极宽度和石墨烯导电膜的方阻满足下式：
[0015][0016]其中，t为起始温度，单位为℃；T为石墨烯发热膜升温所至最终升温温度，单位为
℃；U为输入电压，单位为V；d为电路的正极和负极之间的间距，单位为mm；R为石墨烯导电膜方阻，单位为Ω/
□
；k为常数。
[0017]根据本专利技术的一个方面，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤中，采用具有双聚集棱镜，激光波长10.6微米，激光光斑直径38微米的二氧化碳激光器。
[0018]根据本专利技术的一个方面，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤中，激光的功率为10
‑
30W，功率太小，得到的石墨烯导电膜缺陷多，导电性差；功率太高，聚酰亚胺膜易被激光打穿。
[0019]根据本专利技术的一个方面，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤中，激光的扫描速度为500
‑
2500mm/s，扫描速度过低，生产效率太低；扫描速度过高，石墨烯导电膜缺陷多，导电性差。
[0020]根据本专利技术的一个方面，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤中，所述聚酰亚胺膜的厚度为50
‑
75微米，厚度太小，聚酰亚胺膜易被激光打穿，厚度太大，影响发热膜整体厚度和柔性。
[0021]根据本专利技术的一个方面，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤中，所述石墨烯导电膜的方阻为5
‑
100Ω/
□
；
[0022]优选地，通过调控激光的功率和扫描速度，控制石墨烯导电膜的方阻，功率越高，扫描速度越低，方阻越小。
[0023]根据本专利技术的一个方面，所述在上述表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜的石墨烯导电膜上印刷电极的步骤包括：
[0024]使用导电浆料在石墨烯导电膜表面印刷电极，进行烘干，优选地，通过烘箱烘干；
[0025]优选地，所述导电浆料为导电银浆或导电铜浆；
[0026]优选地，所述电极的厚度为10
‑
30微米，厚度过高，影响发热膜整体厚度和柔性。
[0027]根据本专利技术的一个方面，所述对印刷电极后的表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜进行封装，得到石墨烯发热膜的步骤包括：
[0028]将印刷电极的石墨烯导电膜表面覆盖封装材料，真空热压,得到石墨烯发热膜；
[0029]优选地，所述封装材料为表面带TPU热熔胶膜的聚酰亚胺薄膜或者TPU 热熔胶膜；
[0030]优选地，所述封装材料的厚度为15微米
‑
50微米，厚度过高，影响发热膜整体厚度和柔性。
[0031]根据本专利技术的另一个方面，提供一种石墨烯发热膜，通过上述制备方法制备。
[0032]根据本专利技术的另一个方面，依次包括封装层、电极层和表面带石墨烯导电膜的聚酰亚胺薄膜三层结构。
[0033]根据本专利技术的另一个方面，所述石墨烯发热膜的厚度为75
‑
155微米，厚度过高，影响发热膜整体厚度和柔性。
[0034]本专利技术通过对聚酰亚胺薄膜表面进行激光照射，诱导生成石墨烯导电膜，再通过在石墨烯导电膜表面印刷电极，封装(复合聚酰亚胺薄膜或者TPU热熔胶膜)制作新型石墨烯发热膜。该制备方法工艺简单，且制作的石墨烯发热膜厚度小，柔性好；另外，通过调控激光的功率和扫描速度，可以制作具有不同方阻的石墨烯导电膜，从而可以制作具有不同发热温度的石墨烯发热膜，也可以制作相同或不同发热面积的石墨烯发热膜，满足客户不同
的需求。
具体实施方式
[0035]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。
[0036]下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0037]以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0038]实施例1
[0039]在本实施例中，石墨烯发热膜的制备方法包括：
[0040]步骤S1
‑
石墨烯发热膜设计：根据输入电压24V、发热尺寸500mm*300mm、发热温度120℃等要求，设计好电路为U性,位于石墨烯导电膜宽度方向两侧，电极宽度为10mm、石墨烯导电膜的尺寸510mm*320mm,方阻5Ω/
□
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯发热膜的制备方法，其特征在于，包括：通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化，转化为石墨烯导电膜，得到表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜；在上述表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜的石墨烯导电膜上印刷电极；对印刷电极后的表面具有石墨烯导电膜的聚酰亚胺膜进行封装，得到石墨烯发热膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤之前还包括：设定石墨烯导电膜的尺寸、方阻和电路。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述设定石墨烯导电膜的尺寸、方阻和电路的步骤包括：根据石墨烯发热膜输入电压、发热尺寸和发热温度要求设定电路、石墨烯导电膜的尺寸和方阻。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤中，采用具有双聚集棱镜，激光波长10.6微米，激光光斑直径38微米的二氧化碳激光器。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤中，激光的功率为10
‑
30W，激光的扫描速度为500
‑
2500mm/s。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述通过激光照射使得聚酰亚胺膜表面碳化和石墨化的步骤中，所述聚酰亚胺膜的厚度为50
‑
75微米。7.根据权利要求1所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明，潘卓成，潘智军，
申请(专利权)人：安徽宇航派蒙健康科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：