【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电热膜，具体涉及一种多温区自控温电热膜及其制备方法。
技术介绍
1、电热膜作为一种新型的清洁供热装置，具有静音、超薄轻薄、高温稳定性和能量效率高，市场一直在逐渐扩大，并且受到了不同领域的广泛关注。在家用电器市场、汽车座椅加热、医疗设备、电子设备等领域具有广泛应用
2、ptc特性是指材料的电阻随着温度的增加而升高，温度降低可恢复。将ptc材料应用于电热膜制备ptc电热膜，相对于传统电热膜具有一些显著的技术优点：1、自调温性能：ptc电热膜具有自恢复特性，随温度的升高，电阻急剧增加，从而能够自动调节功率，避免过热和损坏。传统电热膜在这方面通常需要额外的温控装置。2、高效能：ptc电热膜在工作过程中可以实现高效能的转换，将电能迅速转化为热能，提高了能源利用效率。相比之下，传统电热膜可能存在能源浪费的问题。3、快速升温：ptc电热膜在通电初试时具有较快的升温速度，使其在需要快速加热的应用中表现出色。传统电热膜可能需要更长的时间来达到相同的温度。4、安全性增强：由于ptc电热膜的自调温性能，其在一定程度上提高了系统的安全性，降低了过热引起的安全风险。传统电热膜可能需要额外的安全措施来避免过热问题。
3、目前ptc电热膜的技术以溶剂法制备油墨，印刷在基材上的方式为主，以cn201810713204.8为例，采用液相制备石墨烯，配制浆料涂覆的方法，流程复杂，包含大量强酸和溶剂的使用。另因为需要采用溶剂溶解聚合物，可采用的ptc效应聚合物种类较窄，直接造成电热膜ptc响应温区较窄，限制了ptc电热膜的应用。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种多温区自控温电热膜的制备方法，其通过将电热膜各组分在水中制成悬浮液，通过脱水成型、热压合的方式制备得到一款无基材一体式ptc电热膜，该多温区自控温电热膜具有更好的ptc强度和性能，水可循环使用，避免了溶剂和基材的使用，避免了常规印刷方式对二甲苯、强酸等溶剂的使用。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种多温区自控温电热膜，该多温区自控温电热膜中通过使用低温区聚合物和中高温区聚合物原料结合的方式，以保证该一体式电热膜的温度多区分布，同时设置质量比例的分配来保证分区的稳定性。
3、本专利技术通过以下技术方案实现：
4、一种多温区自控温电热膜，所述自控温电热膜包括如下组分：
5、功能聚合物10-20份，基体树脂30-40份，膨胀剥离石墨烯5-8份，阻燃剂1-3份，增稠剂3-5份和水100份；
6、所述功能聚合物为具有ptc效应的功能聚合物；
7、所述功能聚合物包括低温区聚合物和中高温区聚合物；
8、所述低温区为40-120℃；所述中高温区为120-280℃；
9、所述低温区聚合物和中高温区聚合物的质量比为1:1.5-2。
10、上述中高温区聚合物用量为低温区聚合物用量的1.5～2倍，以保证在高温区时，低温区聚合物流动性过强，破坏导电网络，影响ptc效果。
11、作为优选地，所述功能聚合物包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚甲醛、对苯二甲酸四次甲基酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯聚偏氟乙烯、聚苯硫醚中的任意一种；
12、所述低温区聚合物为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯；
13、所述中高温区聚合物为聚酰胺、对苯二甲酸四次甲基酯、对苯二甲酸四次甲基酯、聚偏氟乙烯、聚苯硫醚。
14、作为优选地，所述功能聚合物为粉体物质，粒径为0.1-50μm。
15、作为优选地，所述基体树脂包括聚丙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚醚砜、聚乙烯、聚苯砜中的任意一种。
16、作为优选地，所述基体树脂为粉体物质，粒径为0.1-50μm。
17、上述原料使用粒径越小越容易混合均匀，但混合难度增加。
18、作为优选地，所述阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐(mpp)、甲基膦酸二甲酯(dmmp)、三聚氰胺氰尿酸盐(mca)中的任意一种。
19、作为优选地，所述增稠剂为聚环氧乙烷聚、丙烯酰胺、羟甲基纤维素钠中的任意一种。
20、一种多温区自控温电热膜的制备方法，包括如下步骤：
21、s1、选取功能聚合物、基体树脂、膨胀剥离石墨烯、阻燃剂、增稠剂和水，经机械搅拌制成悬浮液；
22、s2、将上述悬浮液铺设到100-300目的编织钢滤网上，真空抽滤成型成湿膜、经干燥处理后，转移到高温离型纸上方，在高温离型纸两端铺设集流体；
23、s3、采用40-120℃的温度、50-100mpa的压力进行低温区的热压合处理定型；
24、s4、随后再采用120-280℃的温度、50-100mpa的压力进行中高温区的热压合处理定型后，获得多温区自控温电热膜。
25、作为优选地，所述s1中，悬浮液的粘度为100-2000cps；所述s3中，热压合处理的时长为5-15min。
26、上述对于悬浮液的粘度进行设定，是由于该粘度不能太高，太高脱水成型太慢。
27、作为优选地，所述多温区自控温电热膜的变温区间为40-280℃，ptc强度不小于50；
28、所述多温区自控温电热膜为单层结构。
29、与现有技术相比，本专利技术至少具有如下技术效果：
30、(一)本专利技术提供了一种多温区自控温电热膜的制备方法，经过该方法制备得到的电热膜为单层结构。该方法中是将导电组分(膨胀剥离石墨烯)，自控温树脂组分(具有ptc效应的功能聚合物)，阻燃组分及少量增稠剂采用水分散制备成悬浮液，通过斜网纸机脱水后热压一步制成。脱出的水可以循环使用。
31、(二)该制备方法具有如下优点：第一，避免了溶解树脂及配置印刷油墨的大量溶剂使用：第二，常规ptc印刷电热膜需要添加可溶解的自控温树脂组分，自控树脂并非都可采用常规溶剂溶解，因此限制了ptc电热膜的性能。而本申请通过采用分散悬浮的方式制备电热膜，可采用的自控温树脂适用范围增大，使得自控温电热膜在更大温度范围内具有较好的控温性能。
32、(三)本申请该多温区自控温电热膜的ptc变温区间大(40-280℃)，远超印刷电热膜区间(50-120℃)可设计性强，基体树脂可选性强，极大拓展了其应用领域，ptc强度≥50；采用循环水制浆工艺，溶剂使用减少100％，无须印刷基材。
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1.一种多温区自控温电热膜，其特征在于，所述自控温电热膜包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种多温区自控温电热膜，其特征在于，所述功能聚合物包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚甲醛、对苯二甲酸四次甲基酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚苯硫醚中的任意一种；
3.根据权利要求2所述的一种多温区自控温电热膜，其特征在于，所述功能聚合物为粉体物质，粒径为0.1-50μm。
4.根据权利要求1所述的一种多温区自控温电热膜，其特征在于，所述基体树脂包括聚丙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚醚砜、聚乙烯、聚苯砜中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的一种多温区自控温电热膜，其特征在于，所述基体树脂为粉体物质，粒径为0.1-50μm。
6.根据权利要求1所述的一种多温区自控温电热膜，其特征在于，所述阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐、甲基膦酸二甲酯、三聚氰胺氰尿酸盐中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种多温区自控温电热膜，其特征在于，所述增稠剂为聚环氧乙烷聚、丙烯酰胺、羟甲基纤维素钠中的任意一
8.一种如权利要求1-7任一项所述的多温区自控温电热膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种多温区自控温电热膜的制备方法，其特征在于，所述S1中，悬浮液的粘度为100-2000cps；
10.根据权利要求8所述的一种多温区自控温电热膜的制备方法，其特征在于，所述多温区自控温电热膜的变温区间为40-280℃，PTC强度不小于50；
...【技术特征摘要】
1.一种多温区自控温电热膜，其特征在于，所述自控温电热膜包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种多温区自控温电热膜，其特征在于，所述功能聚合物包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚甲醛、对苯二甲酸四次甲基酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚苯硫醚中的任意一种；
3.根据权利要求2所述的一种多温区自控温电热膜，其特征在于，所述功能聚合物为粉体物质，粒径为0.1-50μm。
4.根据权利要求1所述的一种多温区自控温电热膜，其特征在于，所述基体树脂包括聚丙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚醚砜、聚乙烯、聚苯砜中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的一种多温区自控温电热膜，其特征在于，所述基体树脂为粉体物质，粒径为0....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈利军，贺洪影，袁科，李明，王玉倩，张林，
申请(专利权)人：北京创新爱尚家科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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