一种基于氧化石墨烯增强电热性能的改性碳纤维毡的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种基于氧化石墨烯增强电热性能的改性碳纤维毡的制备方法及应用，选用短碳纤维毡为基材，将其浸润到氧化石墨烯溶液中，再通过烘箱固化而成，实现具有增强电热性能的多功能复合毡

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化石墨烯增强电热性能的改性碳纤维毡的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于功能性电热材料
，特别涉及一种基于氧化石墨烯增强电热性能的改性碳纤维毡的制备方法及应用
。

技术介绍

[0002]电热材料是用于制造各种电阻加热设备中的发热元件
。
普通的电热材料可分为金属电热材料和非金电热材料两类
。
金属类电热材料主要包括贵金属
(Pt)、
高温熔点金属
(W、Mo、Ta、Nb)
及其合金
、
镍基合金和铁铝系合金
。
其中，应用广泛的金属电热材料主要是镍铬合金和铁铝系合金
。
非金属电热材料主要有碳化硅
、
铬酸镧
、
氧化锆
、
二硅化钼等
。
随着社会经济的发展，随着智能可穿戴设备快速发展，对待电热材料的要求偏向于开发尺寸更小
、
功耗更低
、
电热性能更好的柔性发热元件，以便在智能可穿戴领域能够更好的应用
。
改性碳纤维毡电热纸于传统的金属电热材料相比，柔性好，生物相容性好，电压电流需求低等特点
。
此外现有的专利，如
CN201620139069
它只是单纯碳纤维无纺毡布和铜导电极组成，在进行封装并没有对碳纤维毡进行改性增强电热性能，而本专利技术利用氧化石墨烯对碳纤维毡进行改性大大增强了碳纤维毡电热性能，且工艺生产简单，功能多样稳定，生产效率高，适合大批量生产且有良好的效益前景
。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于氧化石墨烯增强电热性能的改性碳纤维毡的制备方法及应用，以解决现有碳纤维毡电热性能不高且应用受限的问题
。
[0004]本专利技术的第一目的可通过下列技术方案来实现：一种基于氧化石墨烯增强电热性能的改性碳纤维毡的制备方法，包括：选用碳纤维毡作为基材，将基材先浸泡在氧化石墨烯水溶液中
,
再将其捞出在放在容器中压出多余的氧化石墨烯，最后在烘箱中固化
。
通过该方法制得的改性碳纤维毡具有良好的电热性能
。
通过该方法制得的电热纤维织物纸具有良好的电热性能
。
[0005]优选的，所述基材至少在氧化石墨烯水溶液中浸泡5分钟
。
[0006]优选的，将氧化石墨烯配成2‑
10mg/ml
的氧化石墨烯水溶液，并通过超声机超声1‑
2h。
[0007]优选的，还包括通过适当的压力将浸泡后的碳纤维毡基材中多余的氧化石墨烯溶液压出的步骤，所述压力值为
20
‑
50kg。
[0008]优选的，所述烘箱固化成型的步骤具体包括：所述固化的步骤为：先
50℃
烘干2个小时，在
60℃
烘干3个小时分两个阶段固化成改性碳纤维毡
。
[0009]优选的，所述基材为短碳纤维制备成的碳纤维毡，碳纤维毡采用短碳纤维气流成网后针刺制备而成，且短纤维包括但不限于碳纤维
。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0011](1)
提供了一种具有增强电热效应的改性碳纤维毡的制备新方法
。
[0012](2)
该复合材料可通过浸润氧化石墨烯的浓度，实现对热性能的增强与可靠控制
。
[0013](3)
该改性碳纤维毡的成型于烘箱中，生产成本低，功能多样稳定，可以应用于除冰
、
地热
、
服装特殊部位加热
、
电热毯子等，适合大批量生产且有良好的效益前景
。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例的
。
[0015]图2为本专利技术实施例制备的电热碳纤维毡在不同电流下电热效果数据图
。
具体实施方式
[0016]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件
。
下面通过各参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制
。
[0017]实施例1[0018]如图1所示，本专利技术提供的一种基于氧化石墨烯增强电热性能的改性碳纤维毡的制备方法的工艺步骤包括以下步骤：
[0019]步骤1：氧化石墨烯粉末加入去离子水中配成
4mg/ml
氧化石墨烯水溶液
,
将氧化石墨烯水溶液超声
30
分钟后，直接将碳纤维毡浸入到氧化石墨烯溶液中；
[0020]步骤2：将浸泡后的碳纤毡基体用
20kg
的压力压出多余的氧化石墨烯水溶液后，放入烘箱先
50℃
烘干度2个小时，在
60℃
烘干3个小时固化；
[0021]经上述步骤制得的氧化石墨烯
(
而非石墨烯
)
电热碳纤维毡具有良好的电热效应，如图2所示
。
其在不同电流下的电热数据图可以看出，本实验制备碳纤维毡具有优良的电热效应
。
[0022]需要说明的是，本方法还可以直接以碳化棉毡等作为基材，在浸泡在氧化石墨烯溶液后，加工成毡
。
[0023]本文中所描述的具体实施例仅是对本专利技术精神作举例说明
。
本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本专利技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于氧化石墨烯增强电热性能的改性碳纤维毡的制备方法及应用，其特征在于，包括：选用碳纤维毡做为基材，将基材先浸泡在氧化石墨烯水溶液中
,
再将其捞出在放在容器中通过适当的压力压出多余的氧化石墨烯，防止过多的氧化石墨烯干燥后团聚，最后在烘箱中分阶段低温固化
。
通过该方法制得的改性碳纤维毡具有良好的电热性能
。2.
根据权利要求1所述的一种基于氧化石墨烯增强电热性能的改性碳纤维毡的制备方法及应用，其特征在于，将碳纤维毡直接浸泡氧化石墨烯水溶液中
。3.
根据权利要求2所述的所述的一种基于氧化石墨烯增强电热性能的改性碳纤维毡的制备方法及应用，其特征在于，将氧化石墨烯粉末加入去离子水中配成2‑
10mg/ml
的氧化石墨烯水溶液，并在超声机中超声1‑
2h
，提高片层的剥离和分散
。4.
根据权利要求1或2或3所述的所述的一种基于氧化石墨烯增强电热性能的改性碳纤维毡的制备方法及应用，其特征在于，将浸泡过氧化石墨烯的碳纤维毡取出后在容器中后，还要通过一定压力压出碳纤维毡中多余的氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪兴华，代梦龙，钱晙楠，何诗艺，于代维，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：