【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石墨烯电热膜，具体涉及一种可拉伸石墨烯导电油墨及柔性石墨烯电热膜的制备方法。
技术介绍
1、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。
2、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，石墨烯电热膜行业的发展趋势是朝着柔性电热膜的方向不断前进，尤其是在加热服装领域，服装公司对石墨烯电热膜的柔性要求极高，必须耐弯折至少10万次、耐揉搓至少1万次，弯折、揉搓和正常使用时不能产生任何异响，机洗次数最少要达到40次以上。并且，在此领域，石墨烯电热膜还被期望可以随着服装面料一起在外力的作用下反复发生一定的变形或者拉伸，这样就可以为消费者提供更优越的一体化体验，消除电热膜在衣物中的异物感和独立存在感。
3、现有技术中，公告号为cn110798918a的中国专利技术专利申请公开了一种可水洗柔性石墨烯低压电热膜及其制备方法，其方案是将石墨烯导电油墨印刷在聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜等塑料薄膜上，随后再将聚酰亚胺薄膜或者聚酯薄膜覆盖在石墨烯导电油墨层之上，最后上下封装聚氨酯薄膜或者防水布。此方案制备的石墨烯
4、另外，公告号为cn115190660a的中国专利技术专利申请公开了一种石墨烯电热膜的制备方法，该方案预先将离型油墨，石墨烯导电油墨，胶粘剂依次涂布在pet薄膜基材上，然后通过热压转移的方式将各层结构从pet薄膜基材上剥离，并与纤维面料粘结，做成以纤维面料为承载基体的石墨烯柔性电热膜，电热膜不含有pet、pi等塑料材质，解决了电热膜柔韧性和舒适性差的问题；并通过这种热压转移的手段避免了将石墨烯导电油墨直接涂布在纤维面料上制备电热膜所带来的石墨烯导电层厚度不均匀、制备的电热膜温度不均匀的问题。
5、但是，上述现有技术还存在如下技术问题：
6、其一，该方案中所使用的石墨烯油墨主要由聚氨酯、石墨烯粉末及溶剂、助剂组成，其采用常规的聚氨酯作为树脂基体，涂布出来的石墨烯导电层的弯折、揉搓、机洗、拉伸各项性能较差；通过其测试数据可知，该方案制备的石墨烯电热膜在经过弯折100次，电阻变化率在1.6％以内，该方案制备的石墨烯电热膜在经过揉搓100次之后，电阻变化率在2.7-3.2％之间，即均有不同程度的电阻值的变化，可想而知，在经过更多的弯折及揉搓次数之后，其电阻会产生更大的变化，且该方案制备的石墨烯电热膜机洗未超过28次。其二，该制备工艺需要多次涂布基材并借助多步热压转移，一方面对于pet薄膜基材这种耗材浪费较多，另一方面工序较为繁琐，不利于生产效率。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中所存在的上述问题提供了一种可拉伸石墨烯导电油墨及柔性石墨烯电热膜的制备方法。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提供一种可拉伸石墨烯导电油墨，其特征在于，包括如下组分：改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性聚酯弹性体、溶剂、固化剂、石墨烯粉体、碳纳米管、银纳米线；其中，所述改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性聚酯弹性体、溶剂、固化剂、石墨烯粉体、碳纳米管、银纳米线的重量比为1：(0.1～0.6)：(4～7)：(0.05～0.1)：(0.1～1)：(0.05～0.15)：(0.01～0.1)。
4、进一步的，此处所述的可拉伸石墨烯导电油墨，是指油墨涂膜并固化后具备导电性能及可拉伸性能。
5、进一步的，基底面料的拉伸比例范围在5～20％。基底面料的材质可以是涤纶、氨纶、锦纶、腈纶、维纶、芳纶、氯纶、尼龙、棉和麻中的一种；优选涤纶、尼龙和棉。
6、进一步的，所述改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶是通过氨基硅氧烷或氨基硅油对断裂伸长率不低于500％的热塑性聚氨酯弹性体橡胶进行改性制得。
7、进一步的，所述溶剂可以是酮、醇、脂、醚中的一种或几种组合。
8、更进一步的，所述溶剂的沸点不低于140℃，以避免加热搅拌的过程中溶剂快速挥发，影响油墨体系的状态。
9、进一步的，所述固化剂采用异氰酸酯类固化剂。
10、进一步的，所述石墨烯粉末为单层或多层的石墨烯微片，石墨烯微片的片径为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；所述碳纳米管的长度小于10μm；所述银纳米线的长度为10～30μm，直径为10～30nm。
11、另外，还可以依实际情况向其中添加助剂，如消泡剂、分散剂、流平剂。
12、其中，改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶具有高断裂伸长率的特性，可以大幅度提升体系整体的可拉伸性；热塑性聚酯弹性体作为低弹性、高强度的线性增强材料，可以提高体系整体的结构强度；固化剂可促使改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶和热塑性聚酯弹性体固化收缩形成胶状体，并且，石墨烯粉体、碳纳米管、银纳米线在与固化剂混合后，实现了在胶状体中各导电材料的充分接触，进而有效降低油墨体系的电阻；碳纳米管、银纳米线作为线状导电材料，除了可以增强体系整体的导电性外，其线状结构还可使得石墨烯导电层在反复拉伸后方阻基本不变；此外，碳纳米管还可以提高体系整体的回弹性。
13、进一步的，所述可拉伸石墨烯导电油墨的制备方法为：
14、将改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性聚酯弹性体、溶剂和部分固化剂混合并搅拌，得胶状体；
15、将所得胶状体与石墨烯粉体、碳纳米管、银纳米线、剩余部分固化剂混合并搅拌，得预制混料；
16、将所得预制混料研磨，制得可拉伸石墨烯导电油墨。
17、另一方面，本专利技术提供一种柔性石墨烯电热膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
18、s1、在基底面料的一面涂覆附着力促进剂，干燥固化。
19、s2、在基底面料涂覆有附着力促进剂层的表面印刷上述可拉伸石墨烯导电油墨，干燥固化后，在基底面料表面形成石墨烯导电层。
20、所述石墨烯导电层的拉伸比例大于基底面料的拉伸比例，避免出现基底面料拉伸程度大于石墨烯导电层导致导电层开裂的问题；所述石墨烯导电层的拉伸比例范围在10～30％，在此拉伸比例范围内反复拉伸导电层，导电层恢复形变后，导电层方阻与拉伸前保持一致。
21、s3、在石墨烯导电层表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可拉伸石墨烯导电油墨，其特征在于，包括如下组分：改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性聚酯弹性体、溶剂、固化剂、石墨烯粉体、碳纳米管、银纳米线；其中，所述改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性聚酯弹性体、溶剂、固化剂、石墨烯粉体、碳纳米管、银纳米线的重量比为1：(0.1～0.6)：(4～7)：(0.05～0.1)：(0.1～1)：(0.05～0.15)：(0.01～0.1)。
2.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯导电油墨，其特征在于，所述改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶是通过氨基硅氧烷或氨基硅油对断裂伸长率不低于500％的热塑性聚氨酯弹性体橡胶进行改性制得。
3.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯导电油墨，其特征在于，所述溶剂可以是酮、醇、脂、醚中的一种或几种组合。
4.根据权利要求3所述的可拉伸石墨烯导电油墨，其特征在于，所述溶剂的沸点不低于140℃。
5.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯导电油墨，其特征在于，所述固化剂采用异氰酸酯类固化剂。
6.根据权利要求1-5任一项所述的可拉伸石墨烯导电油墨，其特征在于，其制备方法为：<...
【技术特征摘要】
1.一种可拉伸石墨烯导电油墨，其特征在于，包括如下组分：改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性聚酯弹性体、溶剂、固化剂、石墨烯粉体、碳纳米管、银纳米线；其中，所述改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性聚酯弹性体、溶剂、固化剂、石墨烯粉体、碳纳米管、银纳米线的重量比为1：(0.1～0.6)：(4～7)：(0.05～0.1)：(0.1～1)：(0.05～0.15)：(0.01～0.1)。
2.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯导电油墨，其特征在于，所述改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶是通过氨基硅氧烷或氨基硅油对断裂伸长率不低于500％的热塑性聚氨酯弹性体橡胶进行改性制得。
3.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯导电油墨，其特征在于，所述溶剂可以是酮、醇、脂、醚中的一种或几种组合。
4.根据权利要求3所述的可拉伸石墨烯导电油墨，其特征在于，所述溶剂的沸点...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘智军，潘卓成，李磊，
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：
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