石墨烯基电热膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种石墨烯基电热膜及其制备方法，包括：采用混酸方法将聚对苯撑苯并二恶唑纤维剥离为聚对苯撑苯并二恶唑纳米纤维；将聚对苯撑苯并二恶唑纳米纤维与石墨烯纳米片混合制备成黏性溶胶；将黏性溶胶注入到盛有电解质的水槽中以获得凝胶并通过传送带将凝胶从水槽中转移出来；将凝胶浸泡于去离子水中后并通过真空干燥和辊压得到三维网络结构复合薄膜；在导电线路的电极表面涂覆导电银胶粘贴三维网络结构复合薄膜得到电热层并通过固化；在电热层的上下两面覆盖绝缘保护层，在两面绝缘保护层上覆盖封装层并通过热压。本发明专利技术制备的石墨烯基电热膜耐温性极佳，发热较均匀，能够满足市场对石墨烯高温电热膜的需求。够满足市场对石墨烯高温电热膜的需求。够满足市场对石墨烯高温电热膜的需求。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯基电热膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于制备电热膜
，具体涉及一种石墨烯基电热膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
[0003]当前常见的石墨烯电热膜采用石墨烯浆料制备而成，这类电热膜具有发热面积均匀，柔韧性好，耐弯折等特点而广泛应用于地暖、服装、保健医疗等领域。但由于发热层包括高分子材料，例如：环氧聚酯，丙烯酸聚酯，聚氨酯等，由于其本身材料的不耐高温，导致电热膜超过一定温度后稳定性急剧下降，具体表现为电热膜温度急剧上升，导致电热膜损毁或产生严重安全隐患。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术的第一方面提出了一种石墨烯基电热膜的制备方法，包括：
[0005]采用混酸方法将聚对苯撑苯并二恶唑纤维剥离为聚对苯撑苯并二恶唑纳米纤维；
[0006]将所述聚对苯撑苯并二恶唑纳米纤维与石墨烯纳米片混合制备成黏性溶胶；
[0007]将所述黏性溶胶注入到盛有电解质的水槽中以获得凝胶并通过传送带将所述凝胶从所述水槽中转移出来；
[0008]将所述凝胶浸泡于去离子水中后并通过真空干燥和辊压得到三维网络结构复合薄膜；
[0009]在导电线路的电极表面涂覆导电银胶粘贴所述三维网络结构复合薄膜得到电热层并通过固化；
[0010]在所述电热层的上下两面覆盖绝缘保护层，在两面所述绝缘保护层上覆盖封装层并通过热压。
[0011]聚对苯撑苯并双噁唑纤维的抗拉强度、模量高，耐冲击性能、防弹性能好，耐高温、阻燃性能好。为了解决石墨烯电热膜能在高温下使用的问题，本专利技术以聚对苯撑苯并双噁唑纤维和石墨烯为原料，通过混酸的方式使聚对苯撑苯并双噁唑纤维变为纳米级别纤维，采用溶胶
‑
凝胶
‑
薄膜的技术来搭建三维网络结构复合薄膜作为石墨烯基电热膜的发热层，将凝胶浸泡于去离子水中去除凝胶中的酸和电解质，通过固化使电极与三维网络结构复合薄膜之间形成紧密连接，并实现电路导通，增强两者之间的连接强度。
[0012]由于聚对苯撑苯并双噁唑是一种热稳定性十分优异的高分子材料，在650℃时仍然稳定，因此制备的电热膜耐温性极佳，发热较均匀，能够满足市场对石墨烯高温电热膜的需求，可以广泛应用于取暖器、厨房电器等高温使用领域。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述混酸为多聚磷酸、氯磺酸、甲烷磺酸和三氟乙酸。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，所述混酸为甲烷磺酸和三氟乙酸，所述甲烷磺酸与所述三氟乙酸的体积比1:1
‑
10。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，所述混酸为甲烷磺酸和三氟乙酸，所述甲烷磺酸与所
述三氟乙酸的体积比1:1
‑
5。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，所述电解质为NaCl、Na2SO4、Na2CO3、KCl、Na2SO4、Na2CO3中的一种或多种组合。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，真空干燥的温度为30
‑
60℃。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，所述三维网络结构复合薄膜的厚度为10
‑
100μm，所述石墨烯含量为10％
‑
70％。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，所述三维网络结构复合薄膜中石墨烯纳米片与聚对苯撑苯并二恶唑纳米纤维的质量比1：9
‑
7:3。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，所述导电线路为导电铜胶带、FPC线路板、PI覆铜蚀刻电路板、银浆导电层或铜浆导电层。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，所述固化温度为100
‑
150℃，时间为30min
‑
60min。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，所述绝缘保护层为TPU和EVA中的一种或两种组合，厚度10
‑
80μm。
[0023]在本专利技术的一些实施例中，所述封装层为聚酰亚胺薄膜、聚脂薄膜、布层、皮革层的一种或多种组合。
[0024]本专利技术的第二方面提出了一种石墨烯基电热膜，通过上述任一技术方案中的石墨烯基电热膜的制备方法获得，包括上层封装层、上层绝缘保护层、电热层、下层绝缘保护层和下层封装层，所述电热层包括FPC电极和三维网络结构复合薄膜。
[0025]本专利技术实施例的石墨烯基电热膜与上述任一技术方案中的石墨烯基电热膜的制备方法所制备出的石墨烯基电热膜所具有的有益效果相同，在此不再赘述。
附图说明
[0026]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0027]图1为本专利技术实施例的石墨烯基电热膜的制备方法的流程图；
[0028]图2为本专利技术实施例的石墨烯基电热膜的截面图；
[0029]图3为本专利技术实施例的石墨烯基电热膜的FPC电极的示意图。
[0030]附图中各标记表示如下：
[0031]101、上层封装层；
[0032]102、上层绝缘保护层；
[0033]103、发热层；
[0034]104、下层绝缘保护层；
[0035]105、下层封装层；
[0036]201、聚酰亚胺；
[0037]202、铜条；
[0038]203、第一开孔；
[0039]204、第二开孔；
[0040]205、导线；
[0041]206、正电极；
[0042]207、负电极。
具体实施方式
[0043]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0044]应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。
[0045]尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基电热膜的制备方法，其特征在于，包括：采用混酸方法将聚对苯撑苯并二恶唑纤维剥离为聚对苯撑苯并二恶唑纳米纤维；将所述聚对苯撑苯并二恶唑纳米纤维与石墨烯纳米片混合制备成黏性溶胶；将所述黏性溶胶注入到盛有电解质的水槽中以获得凝胶并通过传送带将所述凝胶从所述水槽中转移出来；将所述凝胶浸泡于去离子水中后并通过真空干燥和辊压得到三维网络结构复合薄膜；在导电线路的电极表面涂覆导电银胶粘贴所述三维网络结构复合薄膜得到电热层并通过固化；在所述电热层的上下两面覆盖绝缘保护层，在两面所述绝缘保护层上覆盖封装层并通过热压。2.根据权利要求1所述的石墨烯基电热膜的制备方法，其特征在于，所述混酸为多聚磷酸、氯磺酸、甲烷磺酸和三氟乙酸。3.根据权利要求2所述的石墨烯基电热膜的制备方法，其特征在于，所述混酸为甲烷磺酸和三氟乙酸，所述甲烷磺酸与所述三氟乙酸的体积比1:1
‑
10。4.根据权利要求3所述的石墨烯基电热膜的制备方法，其特征在于，所述混酸为甲烷磺酸和三氟乙酸，所述甲烷磺酸与所述三氟乙酸的体积比1:1
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5。5.根据权利要求1所述的石墨烯基电热膜的制备方法，其特征在于，所述电解质为NaCl、Na2SO4、Na2CO3、KCl、Na2SO4、Na2CO3中的一种或多种组合。6.根据权利要求1所述的石墨烯基电热膜的制备方法，其特征在于，真空干燥的温度为30
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60℃。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓梅，潘卓成，潘智军，周明，
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：