石墨烯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电热膜及其制备方法，制备方法包括：在承印基体上热转印第一热熔胶膜；在第一热熔胶膜远离承印基体的一面按照预先设计好的发热线路印刷胶粘剂，形成胶粘剂预制线路；待胶粘剂预制线路完全干燥后将制备的石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂覆盖于胶粘剂预制线路之上形成发热线路；将石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂压实粘附于胶粘剂预制线路上；在发热线路的两端分别设置极耳；在封装基体朝向承印基体的一面热转印第二热熔胶膜；将封装基体热压覆盖于承印基体之上形成石墨烯电热膜。本发明专利技术电热膜在发热温度达到75℃及以上时，其导电网络不会发生变化，电热膜电阻恒定，电流也保持不变。电流也保持不变。电流也保持不变。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯电热膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于石墨烯导电薄膜制备
，具体涉及一种石墨烯电热膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯(Graphene)是单原子厚度的二维碳原子晶体，它被认为是富勒烯、碳纳米管(CNT)和石墨的基本结构单元。2004年，Ceim等用胶带粘贴法从高结晶石墨块上剥下少量单层石墨烯，并对其电学性质进行研究，发现其导电性是银的1.6倍，是世界上已知材料中导电性能最好的材料。
[0003]近些年来，利用石墨烯具有超高导电性的特点，行业内不断研究开发出石墨烯电热膜。石墨烯电热膜具有电热转换效率高、发热温度均匀、节能环保、防水、防腐蚀、耐压耐候性好等优点，被市场上广泛应用，客户反馈效果好，逐步替代传统电加热器件。目前，石墨烯电热膜的生产方法普遍采用的是涂布法，事先将水性聚氨酯树脂、石墨烯水性浆料、水、助剂等原材料搅拌分散均匀制得石墨烯导电油墨，随后将石墨烯导电油墨涂布印刷在预制有导电线路的基材上形成导电涂层，最后将涂层完全烘干后表面进行封装，制备出石墨烯电热膜。
[0004]以上所述涂布法制备石墨烯电热膜的核心技术在于石墨烯导电油墨，因而，所制电热膜的性能也是取决于油墨的性能。由于石墨烯导电油墨的主体骨架树脂是水性聚氨酯树脂，聚氨酯和石墨烯一起构建出导电涂层内部的导电网络，而聚氨酯耐高温性能普遍不足，所以，当石墨烯电热膜的发热温度达到75℃及以上时，聚氨酯的微观结构开始发生变化从而导致导电涂层内部的导电网络也发生变化，电热膜的电阻也随之变化，因此，出现电热膜高温发热时电流不稳定的情况，这也是现有石墨烯电热膜技术普遍存在的重大缺陷。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种石墨烯电热膜及其制备方法，以克服现有技术中石墨烯电热膜中的发热电路含有树脂成分，在电热膜发热温度较高时，电热膜的电阻发生变化，电热膜高温发热时电流不稳定的不足。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供一种石墨烯电热膜的制备方法，包括如下步骤：
[0007]S100，在承印基体上热转印第一热熔胶膜，形成承印基体/热熔胶层的结构；
[0008]S200，在所述第一热熔胶膜远离所述承印基体的一面按照预先设计好的发热线路印刷胶粘剂，形成胶粘剂预制线路；
[0009]S300，待所述胶粘剂预制线路完全干燥后将制备的石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂覆盖于所述胶粘剂预制线路之上形成发热线路；
[0010]S400，将所述石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂压实粘附于所述胶粘剂预制线路上；
[0011]S500，在所述发热线路的两端分别设置极耳；
[0012]S600，在封装基体朝向所述承印基体的一面热转印第二热熔胶膜；
[0013]S700，将所述封装基体热压覆盖于所述承印基体之上形成石墨烯电热膜。
[0014]在一些实施方式中，步骤S300中，所述石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂采用如下方式制备：
[0015]S310，将石墨烯粉末加入到溶剂中，超声波分散1～2h，超声波频率为50～100KHz，超声分散环境温度为25～30℃；
[0016]S320，将树枝状纳米银粉加入分散所述石墨烯粉末的溶剂中，超声波分散2～4h，超声波频率为50～100KHz，超声分散环境温度为25～30℃；
[0017]S330，将分散均匀的分散液放入烘箱中烘干，待完全干燥后得到所述石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂。
[0018]在一些实施方式中，
[0019]所述石墨烯粉末为单层或多层的石墨烯微片，片径为0.5～6μm，厚度为1～10nm，比表面积为20～200m2/g，电导率为8
×
104～2
×
105S/m；和/或，
[0020]所述溶剂为N
‑
甲基吡络烷酮、N,N
‑
二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、正丁醇中的一种或两种以上的混合物。
[0021]在一些实施方式中，
[0022]所述石墨烯粉末、树枝状纳米银粉及溶剂的质量比为1：(30～40)：(2～3)。
[0023]在一些实施方式中，在步骤S300之后，在步骤S400之前还包括：
[0024]使用吹风机或者吸尘器将所述承印基体上多余的石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂吹去或者吸去。
[0025]在一些实施方式中，在步骤400中采用如下方式对所述石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂压实：
[0026]将步骤S300所形成的组件放置于压机上，在所述石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂上方盖上一张离型纸，然后进行加压，待所述胶粘剂预制线路上的所述石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂完全被压实后，揭去所述离型纸。
[0027]在一些实施方式中，
[0028]所述压机的加压压力范围为1～50MPa，加压时间1～5min。
[0029]在一些实施方式中，在步骤500中采用导电银胶将所述极耳与所述发热线路的相应一端桥接。
[0030]在一些实施方式中，
[0031]所述承印基体及所述封装基体的材质为聚合物薄膜、树脂板、纤维纺织面料中的一种；所述第一热熔胶膜及所述第二热熔胶膜为TPU热熔胶膜、EVA热熔胶膜、PA热熔胶膜中的一种；和/或，所述胶粘剂为压敏胶粘剂；和/或，所述胶粘剂的印刷方式为丝网印刷、凸版印刷、凹版印刷、平板印刷中的一种。
[0032]本专利技术还提供一种石墨烯电热膜，采用上述的石墨烯电热膜的制备方法制备形成，其具有的发热线路由石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂形成。
[0033]本专利技术提供的一种石墨烯电热膜及其制备方法，先印刷胶粘剂干燥形成胶粘剂预制线路，再将石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂撒在胶粘剂预制线路上形成发热线路，最后将其完全压实，发热线路即导电层只含有无机非金属材料(石墨烯)和金属材料
(银)，不含有任何树脂，因此，电热膜在发热温度达到75℃及以上时，其导电网络不会发生变化，电热膜电阻恒定，电流也保持不变；本专利技术的发热线路中采用的树枝状纳米银粉为树枝状结构，这种结构更易于搭建丰富的导电网络。
附图说明
[0034]图1为本专利技术一种实施例的石墨烯电热膜的制备方法的步骤图；
[0035]图2为本专利技术另一实施例的石墨烯电热膜的结构示意图(分解图)；
[0036]图3为本专利技术实施例1至实施例3中的石墨烯电热膜通电发热后电流变化曲线图；
[0037]图4为本专利技术对比例1至对比例3中的石墨烯电热膜通电发热后电流变化曲线图。
具体实施方式
[0038]结合参见图1至图4所示，根据本专利技术的实施例，提供一种石墨烯电热膜的制备方法，包括如下步骤：
[0039]S100，在承印基体1上热转印第一热熔胶膜21，形成承印基体/热熔胶层的结构；
[0040]S200，在所述第一热熔胶膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯电热膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S100，在承印基体(1)上热转印第一热熔胶膜(21)，形成承印基体/热熔胶层的结构；S200，在所述第一热熔胶膜(21)远离所述承印基体(1)的一面按照预先设计好的发热线路印刷胶粘剂，形成胶粘剂预制线路(3)；S300，待所述胶粘剂预制线路(3)完全干燥后将制备的石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂覆盖于所述胶粘剂预制线路(3)之上形成发热线路(4)；S400，将所述石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂压实粘附于所述胶粘剂预制线路(3)上；S500，在所述发热线路的两端分别设置极耳(5)；S600，在封装基体(7)朝向所述承印基体(1)的一面热转印第二热熔胶膜(22)；S700，将所述封装基体(7)热压覆盖于所述承印基体(1)之上形成石墨烯电热膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S300中，所述石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂采用如下方式制备：S310，将石墨烯粉末加入到溶剂中，超声波分散1～2h，超声波频率为50～100KHz，超声分散环境温度为25～30℃；S320，将树枝状纳米银粉加入分散所述石墨烯粉末的溶剂中，超声波分散2～4h，超声波频率为50～100KHz，超声分散环境温度为25～30℃；S330，将分散均匀的分散液放入烘箱中烘干，待完全干燥后得到所述石墨烯粉末和树枝状纳米银粉复合导电剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯粉末为单层或多层的石墨烯微片，片径为0.5～6μm，厚度为1～10nm，比表面积为20～200m2/g，电导率为8
×
104～2
×
105S/m；和/或，所述溶剂为N
‑
甲基吡络烷酮、N,N

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，潘卓成，潘智军，周明，
申请(专利权)人：德州宇航派蒙石墨烯科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：