【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电热膜领域，尤其涉及以后总导热快能耗低的石墨烯远红外电热膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、推动清洁供热产业发展，是一个涉及热源多元化、用热高效化、全程清洁化、成本可承受、管理智能化、室温适宜化的系统工程。能源转型是逐步减少化石能源比例、发展可再生能源是必由之路。建筑领域碳减排是关键一环。
2、从供热方式来看，清洁供热分为集中清洁能源供热、分布式清洁供热和分散清洁供热等。需因地制宜，积极探索分散、局部集中的清洁供热方式，以安全、经济、环保的方式满足采暖需求。
3、石墨烯远红外线电热膜将电能通过电阻直接转化为热能的供热方式，属于分布式清洁能源供暖，通过独立的采暖电度表，方便采暖费用计算，解决了电采暖入户电网扩容要求；通过温控器进行区域的分时分区单独控制，可以解决采暖大规模基础设施建设的闲置率高的问题。但，现有的电热膜技术和产品都普遍存在导热慢、无法均匀发热的问题，从而导致能耗高等问题，其原因可能在于，石墨烯在电热膜浆料中容易沉降凝聚成团，石墨烯成分分布不均匀。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中的问题，本专利技术提供了一种导热均一、升温快、能耗低的石墨烯远红外电热膜及其制备方法和应用。
2、一种石墨烯远红外电热膜，按质量百分比计，包含如下组分：改性石墨烯30-45％、纳米高分子材料25-35％、远红外无机纳米粉体10-15％、功能助剂5-20％。
3、在本专利技术的一些实施方式中，所述改性石墨烯的制备方法包括以下步
4、s1：以硝酸作为氧化剂，甲酸、冰醋酸为复合插层剂，将可膨胀石墨加入冰醋酸、甲酸和硝酸的混合溶液中，于室温下搅拌反应，经过0.5-1h，水洗产物至中性，烘干，于600-700℃下膨胀即得膨胀石墨；
5、s2：在反应器中分别加入膨胀石墨和苄基吡喃糖苷进行混合吸附后，向其中加入酸性催化剂，在110-150℃条件下回流反应1-3h，反应结束，过滤洗涤，烘干即得所述改性石墨烯。
6、在本专利技术的一些实施方式中，制备改性石墨烯时，s1中所述硝酸的质量浓度为65-75％，所述甲酸的质量浓度为85-90％。
7、在本专利技术的一些实施方式中，制备改性石墨烯时，s1中所述冰醋酸、甲酸、硝酸的混合体积比为2-3:3-5:4-5；所述可膨胀石墨与混合酸的体积比为1(g):0.9-1.2(ml)。
8、专利技术人发现，在制备膨胀石墨阶段，硝酸作为氧化剂，冰醋酸和甲酸作为插层剂，冰醋酸可以抑制硝酸分解，同时硝酸也有抑制冰醋酸挥发的作用，冰醋酸也可以抑制硝酸和甲酸的反应，从而避免氧化插层不充分。三者在体系中的使用比例对最终所得膨胀石墨中的插层分子量及膨胀体积有较大的影响：用量太少，膨胀石墨的插层度太低，无法满足后续苄基吡喃糖苷的充分改性；用量太多，可能会导致氧化不充分，使石墨的膨胀体积大大减少，也可能导致氧化过度，使石墨内部结构出现较多缺陷，稳定性较差。因此，在本专利技术中，制备膨胀石墨时，所用冰醋酸、甲酸和硝酸的用量应满足以上所述比例。
9、在本专利技术的一些实施方式中，在制备改性膨胀石墨时，s2中，所述苄基吡喃糖苷为苄基α-d-甘露吡喃糖苷(cas:15548-45-5)、苄基4,6-o-亚苄基-α-d-甘露吡喃糖苷(cas：40983-94-6)、苄基2-乙酰氨基-2-去氧--d-吡喃葡萄糖苷(cas:13343-62-9)、甲基-2,3,4-三-o-苄基-α-d-吡喃葡萄糖苷(cas:53008-65-4)、甲基2,3,4,-三-o-苄基-β-l-呋喃果糖苷(cas:67576-77-6)、3,4,6-三-o-苄基-2-脱氧-d-吡喃葡萄糖(cas：132732-60-6)、苄基4,6-o-亚苄基-α-d-吡喃半乳糖苷(cas：57783-86-5)、4-甲氧苯基2,6-二-o-苄基-β-d-吡喃半乳糖苷(cas：159922-50-6)、乙基2,3,4-o-三苄基-β-d-硫代吡喃葡萄糖苷(cas：126461-54-9)、乙基2,3,6-o-三苄基-β-d-硫代吡喃葡萄糖苷(cas：141263-02-7)、2,3,4,6-四-o-苄基-d-甘露吡喃糖(cas：61330-61-8)、2,3,4,6-四-o-苄基-d-吡喃葡萄糖(cas:6564-72-3)、乙基4,6-o-亚苄基-β-d-硫代吡喃葡萄糖苷(cas:20701-61-5)、4,6-o-亚苄基-a-d-半乳糖吡喃糖苷甲酯(cas:72904-85-9)、烯丙基3-o-苄基-2-o-氯乙酰基-α-l-吡喃鼠李糖苷(cas:943307-50-4)、烯丙基2-o-苯甲酰基-3-o-苄基-α-l-吡喃鼠李糖苷(cas:940274-21-5)、苄基-2-乙酰胺基-2-脱氧-α-d-吡喃半乳糖苷(cas：3554-93-6)、烯丙基3-o-苄基-α-l-吡喃鼠李糖苷(cas：460745-20-4)、甲基4,6-o-亚苄基-α-d-吡喃半乳糖苷(cas：6988-39-2)、甲基-4,6-o-亚苄基-a-d-吡喃葡糖苷(cas：3162-96-7)、三苄糖苷(cas：10310-32-4)中的至少一种。
10、以上所选用的苄基吡喃糖苷中至少包含一单元羟基，利用该羟基与膨胀石墨表面的羧基发生酯化反应，或是与表面的羟基发生脱水醚化，使得苄基吡喃糖苷接枝到膨胀石墨中。由于膨胀石墨具有较多的孔隙结构，是由许多粘结、叠合在一起的石墨鳞片构成，孔隙呈梭形，在高温高压下，该层间距较大的多孔结构极易变形，形成缺陷，从而导致膨胀石墨的导热性变差。专利技术人发现，通过在膨胀石墨中引入苄基吡喃糖苷，因为苄基吡喃糖苷中具有的苄基及吡喃环，使得膨胀石墨层间的支撑性增大，膨胀石墨的结构稳定性增强、力学性能提升。因为表面的活性基团基本被反应成酯或成醚，所述改性膨胀石基本不发生团聚现象，在浆液中能够稳定存在。因为改性膨胀石墨中苄基吡喃糖苷与石墨层之间形成了较多的导热网链和导热通道，促进了改性膨胀石墨的热导率增大，将其用于制备电热膜时，形成的电热膜导热速度加快，加之改性膨胀石墨在体系中的均一分布，使得电热膜导热均匀，不会出现局部过热的问题，从而降低能耗，减少使用成本。
11、在本专利技术的一些实施方式中，在制备改性膨胀石墨时，s2中膨胀石墨与苄基吡喃糖苷的摩质量比为1:1-1.8。因为上述的一系列作用原理，本专利技术经过试验得出，膨胀石墨与苄基吡喃糖苷的摩尔比应满足：苄基吡喃糖苷的用量能够大幅减少膨胀石墨表面的活性基团的条件，最终确定膨胀石墨与苄基吡喃糖苷的适宜摩尔比。
12、在本专利技术的一些实施方式中，所述石墨烯远红外电热膜中所含纳米高分子材料为纳米碳纤维、纳米导电炭黑、纳米纤维素、纳米聚乙烯、纳米聚氯乙烯中的至少一种。
13、在本专利技术的一些实施方式中，所述石墨烯远红外电热膜中所含远红外无机纳米粉体为纳米氧化铝、纳米氧化钛，纳米氧化镁、纳米氧化硅中的至少一种。
14、在本专利技术的一些实施方式中，所述石墨烯远红外电热膜中所含所述功本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种石墨烯远红外电热膜，其特征在于，按质量百分比计，包含如下组分：改性石墨烯30-45%、纳米高分子材料25-35%、远红外无机纳米粉体10-15%、功能助剂5-20%。
2.根据权利要求1所述石墨烯远红外电热膜，其特征在于，所述改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述石墨烯远红外电热膜，其特征在于，S1中，所述硝酸的质量浓度为65-75%，所述甲酸的质量浓度为85-90%。
4.根据权利要求2所述石墨烯远红外电热膜，其特征在于，S1中，所述冰醋酸、甲酸、硝酸的混合体积比为2-3:3-5:4-5；所述可膨胀石墨与混合酸的比例为1（g）:0.9-1.2（ml）。
5. 根据权利要求2所述石墨烯远红外电热膜，其特征在于，S2中，所述苄基吡喃糖苷为苄基α-D-甘露吡喃糖苷、苄基4,6-O-亚苄基-α-D-甘露吡喃糖苷、苄基2-乙酰氨基-2-去氧--D-吡喃葡萄糖苷、甲基-2,3,4-三-O-苄基-α-D-吡喃葡萄糖苷、甲基2,3,4,-三-O-苄基-β-L-呋喃果糖苷、3,4,6-三-O-苄基-2-脱氧-D-吡喃葡萄
6.根据权利要求2所述石墨烯远红外电热膜，其特征在于，S2中，膨胀石墨与苄基吡喃糖苷的质量比为1:1-1.8。
7.根据权利要求1所述石墨烯远红外电热膜，其特征在于，所述纳米高分子材料为纳米碳纤维、纳米导电炭黑、纳米纤维素、纳米聚乙烯、纳米聚氯乙烯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述石墨烯远红外电热膜，其特征在于，所述远红外无机纳米粉体为纳米氧化铝、纳米氧化钛，纳米氧化镁、纳米氧化硅中的至少一种。
9.根据权利要求1所述石墨烯远红外电热膜，其特征在于，所述功能助剂包括流平剂、消泡剂、分散剂中的至少一种。
10.权利要求1-9所述石墨烯远红外电热膜在膜加热领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨烯远红外电热膜，其特征在于，按质量百分比计，包含如下组分：改性石墨烯30-45%、纳米高分子材料25-35%、远红外无机纳米粉体10-15%、功能助剂5-20%。
2.根据权利要求1所述石墨烯远红外电热膜，其特征在于，所述改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述石墨烯远红外电热膜，其特征在于，s1中，所述硝酸的质量浓度为65-75%，所述甲酸的质量浓度为85-90%。
4.根据权利要求2所述石墨烯远红外电热膜，其特征在于，s1中，所述冰醋酸、甲酸、硝酸的混合体积比为2-3:3-5:4-5；所述可膨胀石墨与混合酸的比例为1（g）:0.9-1.2（ml）。
5. 根据权利要求2所述石墨烯远红外电热膜，其特征在于，s2中，所述苄基吡喃糖苷为苄基α-d-甘露吡喃糖苷、苄基4,6-o-亚苄基-α-d-甘露吡喃糖苷、苄基2-乙酰氨基-2-去氧--d-吡喃葡萄糖苷、甲基-2,3,4-三-o-苄基-α-d-吡喃葡萄糖苷、甲基2,3,4,-三-o-苄基-β-l-呋喃果糖苷、3,4,6-三-o-苄基-2-脱氧-d-吡喃葡萄糖、苄基 4,6-o-亚苄基-α-d-吡喃半乳糖苷、4-甲氧苯基2,6-二-o-苄基-β-d-吡喃半乳糖苷、乙基 2,3,4-o-三苄基-β-d-硫代吡喃葡萄糖苷、乙基 2,3,6-o-三苄基-β...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄庆，曹达平，曹新金，鲍计萍，
申请(专利权)人：江西省极热科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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