【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电热复合膜制备，具体涉及一种氧化石墨烯/单壁碳纳米管/聚乙烯醇电热复合膜及其制备方法。
技术介绍
1、电热材料利用焦耳效应能够容易且可控地将电能转化为热能，因此在我们的生活中得到了广泛的应用。传统的电热材料是镍铬合金和铁铝合金，但是它们本身存在一些缺点，比如刚性高、加热效率低、制造工艺复杂、柔性差、成本较高等。近年来，氧化铟锡(ito)由于有具有高的导电性引起了重要的研究兴趣。不幸的是，铟元素的稀缺性和高成本，同时ito薄膜的制备过程复杂耗时，通常需要较高的温度，并且在机械变形下表现出脆性，这使得它在电热材料领域的广泛应用受到了限制。碳纳米管作为一维碳纳米材料，具有极高的导电性、导热性和优异的力学性能，因此被认为是电热应用的理想原料。但是由于单个碳纳米管之间的范德华引力较强，碳纳米管易于团聚，因此很难实现分散，这很大程度上会影响碳纳米管和基底的结合。复合电热膜的制备不仅需要导电材料，还需要选择基底作为支撑。环氧树脂作为传统的基底材料被人们使用，但是它存在一些缺点，例如无法承受弯曲或变形，粘度过高导致分散效果差等。
2、因此，如何提供一种氧化石墨烯/单壁碳纳米管/聚乙烯醇电热复合膜及其制备方法，实现改性碳纳米管沉积在基体上制备电热复合膜，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供一种氧化石墨烯/单壁碳纳米管/聚乙烯醇电热复合膜及其制备方法，以解决现有技术中由于碳纳米管易于团聚，影响碳纳米管和基底的结合以及环氧树脂作为基底粘度
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、根据本专利技术的第一方面，提供了一种氧化石墨烯/单壁碳纳米管/聚乙烯醇电热复合膜及其制备方法，包括基体和逐层沉积形成于所述基体表面的导电填料；
4、其中，所述导电填料为氧化石墨烯/单壁碳纳米管，所述基体材料为聚乙烯醇。
5、进一步地，其中，单壁碳纳米管(swcnt)，其纯度为＞75wt.％；氧化石墨烯(go)浓度为1.5mg/ml。
6、根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了热复合膜的制备方法，包括如下步骤：
7、(1)使用十二烷基苯磺酸钠(sdbs)作为分散剂，将swcnts粉末分散在去离子水中，并置于超声波细胞粉碎机中超声,然后置于离心机中离心,收集上清液，制备得到swcnts分散液；
8、(2)将go溶液中加入去离子水进行稀释，获得浓度为0.5mg/ml的go溶液；
9、(3)将swcnt分散液和go溶液进行混合，并将混合溶液置于超声波细胞粉碎机中超声,以获得均匀的go/swcnts溶液；
10、(4)将pva颗粒溶解到水溶液中，90℃加热搅拌使其溶解，之后加入丙三醇和羟丙基甲基纤维素(hpmc)，继续机械搅拌使其完全溶解，将制备好的混合溶液置于真空干燥箱，抽真空后储存过夜以去除气泡，制备得到pva溶液；
11、(5)将go/swcnts溶液加入到聚四氟乙烯(ptfe)模具中，随后在烘箱中进行干燥；
12、(6)将pva溶液加入到聚四氟乙烯(ptfe)模具中，在烘箱中继续干燥，通过镊子将其取下以得到电热复合膜。
13、进一步地，其中，氧化石墨烯/单壁碳纳米管(go/swcnts)溶液的制备如下：
14、将氧化石墨烯(go)与单壁碳纳米管(swcnts)以0-2的体积比混合，以获得相应浓度的go/swcnts分散液。
15、进一步地，采用超声波粉碎机制备go/swcnts分散液的功率为120-240w，时间为0.5-2小时，分散剂为羟丙基甲基纤维素(hpmc)。
16、进一步地，所采用的原料为十二烷基苯磺酸钠(sdbs)，分析纯；聚乙烯醇(pva)，分子量为170000。
17、进一步地，配置的pva溶液固含量为6-10％。
18、进一步地，其中，单壁碳纳米管(swcnt)与十二烷基苯磺酸钠(sdbs)分散在去离子水中的质量比为1:10。
19、本专利技术具有如下优点：
20、1、采用逐层沉积(lbl)的方法制备了氧化石墨烯/单壁碳纳米管/聚乙烯醇电热复合膜，电热复合膜具有很好的柔韧性和弹性，可以广泛应用在可穿戴式加热棉织物、理疗健康、地暖、除冰/除霜装置等领域。
21、2、电热复合膜具有良好的电热性能，即快速的温度响应，在90秒内即可达到稳态温度。
22、3、通过调节单壁碳纳米管含量和施加电压，可以实现电热复合膜性能的精确控制。
23、4、由于聚乙烯醇是一种生物可降解的材料，对环境友好，因此选用它作为电热复合膜的基材。
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1.一种氧化石墨烯/单壁碳纳米管/聚乙烯醇电热复合膜，其特征在于，包括基体和逐层沉积形成于所述基体表面的导电填料；
2.如权利要求1所述的氧化石墨烯/单壁碳纳米管/聚乙烯醇电热复合膜，其特征在于，其中，单壁碳纳米管(SWCNT)，其纯度为＞75wt.％；氧化石墨烯(GO)浓度为1.5mg/ml。
3.电热复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的热复合膜的制备方法，其特征在于，其中，氧化石墨烯/单壁碳纳米管(GO/SWCNTs)溶液的制备如下：
5.根据权利要求3所述的热复合膜的制备方法，其特征在于，采用超声波粉碎机制备GO/SWCNTs分散液的功率为120-240W，时间为0.5-2小时，分散剂为羟丙基甲基纤维素(HPMC)。
6.根据权利要求3所述的热复合膜的制备方法，其特征在于，所采用的原料为十二烷基苯磺酸钠(SDBS)，分析纯；聚乙烯醇(PVA)，分子量为170000。
7.根据权利要求3所述的热复合膜的制备方法，其中，配置的PVA溶液固含量为6-10％。
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...【技术特征摘要】
1.一种氧化石墨烯/单壁碳纳米管/聚乙烯醇电热复合膜，其特征在于，包括基体和逐层沉积形成于所述基体表面的导电填料；
2.如权利要求1所述的氧化石墨烯/单壁碳纳米管/聚乙烯醇电热复合膜，其特征在于，其中，单壁碳纳米管(swcnt)，其纯度为＞75wt.％；氧化石墨烯(go)浓度为1.5mg/ml。
3.电热复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的热复合膜的制备方法，其特征在于，其中，氧化石墨烯/单壁碳纳米管(go/swcnts)溶液的制备如下：
5.根据权利要求3所述的热复合膜的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿宏章，耿文浩，刘向乐，
申请(专利权)人：天冀桢材科技河北有限公司，
类型：发明
国别省市：
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