【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石墨烯电热膜材料，具体涉及柔性高温石墨烯电热膜及其制备方法。
技术介绍
1、随着科技的发展，柔性石墨烯电热膜在柔性电子、医疗器械、智能纺织品等领域展现出了广泛的应用前景。柔性石墨烯电热膜具有高导电性、优异的柔韧性和可弯曲性，使其成为一种理想的加热元件。然而，有效的制备柔性石墨烯电热膜浆料是实现大面积、低成本制备的关键。
2、现有的电热膜主要是通过将石墨烯等粉体材料与溶剂、树脂、助剂混合得到的导电浆料印刷涂布在基体上形成发热体，并再覆盖一层基体，以两层基体夹一层发热体的“三明治”结构热压成型。一般承载基体使用的是pet或pi的片材，但由于pet或pi的片材质地较硬，弯曲角度小，不耐折叠、揉搓等，柔韧性较差；且可达加热的温度范围比较小，无法达到250℃以上的高温。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种柔韧性好、使用寿命长、可加热温度范围宽的高温石墨烯电热膜及其制备方法。
2、制备出的石墨烯电热膜以柔性面料为衬底基体，不含有pet、pi等塑料材质，从而解决了现有技术中电热膜柔韧性较差的问题，并设计电极固定方式与浆料组成成分，提高了电热膜的使用寿命并拓宽了加热的可加热温度范围，使其可达到300℃以上的高温，有着更广泛的实际应用场景。
3、本专利技术提供的高温石墨烯电热膜的制备方法，具体步骤如下：
4、(1)石墨烯电热膜浆料的配制；
5、石墨烯电热膜浆料按重量份计的组分为：石墨烯：2-10份，粘结剂：1-5份
6、石墨烯、与去离子水混合，经过6-24h、200-400r/min的球磨，得到石墨烯浆料，记为浆料a；
7、由醇类溶剂、树脂混合形成树脂浆料，记为浆料b；
8、将浆料a、浆料b及粘结剂混合搅拌均匀，得到石墨烯电热膜浆料；
9、(二)石墨烯电热膜的制备：
10、(1)采用绝缘柔性材料作为基底，将金属导线作为电极，以所设计方式排布，固定在基底上；
11、(2)选择合适的模板，通过涂覆或印刷的方式，将石墨烯电热膜浆料在所述基底上形成一定厚度和形状的石墨烯层，作为导电发热膜层；
12、(3)将制备有石墨烯层的基底在60℃～120℃温度下，热处理烘干2h～24h；
13、(4)在石墨烯层上涂覆耐高温材料，作为保护膜层；
14、(5)然后在60℃～220℃的温度下，热处理烘干2h～24h，即制得所述石墨烯电热膜。
15、本专利技术中，导电发热膜层厚度为10μm-300μm。
16、本专利技术中，保护膜层厚度为10μm-300μm。
17、本专利技术中，石墨烯可由各种物理法或化学方法生产得到，物理法如液相剥离法生产石墨烯，化学法如氧化还原法生产石墨烯；石墨烯具有优越的导电性及导热性，可促使制备的石墨烯电热膜发热均匀，提高电热膜的综合性能。
18、本专利技术中，石墨烯与去离子水组成的浆料a进行球磨，使得石墨烯颗粒粒径更小，涂覆成的加热膜发热更加均匀。
19、本专利技术中，粘结剂可以提高石墨烯颗粒之间的粘结性，使石墨烯浆料涂覆过后能够形成膜，让电荷运行更加顺畅，从而形成更均匀更有效的导热网络。
20、本专利技术中，粘结剂与树脂的选择，与基底和保护膜层材料相匹配，从而增强加热膜与衬底之间、加热膜与保护膜之间的黏着性，从而增强加热膜的可折叠性及使用寿命。
21、本专利技术中，涂覆耐高温材料作为保护膜层，可以提高加热膜表面的耐磨性，并能对加热膜起到固定作用，防止加热膜从衬底脱落。
22、本专利技术中，所述柔性基底材料包括但不限于玻纤布、耐热聚酰亚胺纤维、石墨纤维、陶瓷纤维、aramid纤维等。
23、本专利技术中，石墨烯电热膜浆料中的树脂，具体采用包括但不限于苯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚醚醚酮、聚醚醚酮醚酮、聚醚酮、聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚酰亚胺中的一种或几种。
24、本专利技术中，作为保护膜层的高温材料，具体采用包括但不限于苯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚醚醚酮、聚醚醚酮醚酮、聚醚酮、聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚酰亚胺中的一种或几种。
25、本专利技术中，所述醇类溶剂为乙醇、丙酮、四氢呋喃、乙二醇中的一种或几种。
26、本专利技术中，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚四氟乙烯、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯中的一种或几种。
27、本专利技术中，基底上电极排布可根据不同的需求进行不同的电路设计；
28、进一步地，所述加热膜层，可重复涂覆步骤，以增加厚度，从而达到更均匀的发热效果；
29、进一步地，所述保护膜层，可重复涂覆步骤，以增加厚度，从而达到更好的保护效果及固定效果。
30、本专利技术中，所述金属电极导线为铜丝、银丝、不锈钢丝的一种或几种；
31、所述金属电极导线半径为0.05mm～0.5mm；
32、所述金属电极导线在柔性衬底上的缝制距离为1cm～2cm；
33、所述石墨烯电热膜的电极的制作包括但不限于缝制、贴覆、刮涂、印刷等手段；
34、所述石墨烯加热膜保护膜的烘干过程，需由低温到高温逐步升高的过程中进行，防止保护膜产生气泡；
35、所述加热膜、保护膜通过多次涂覆达到指定厚度，可避免加热过程中，保护膜产生气泡；
36、进一步地，在加热膜与保护膜之间粘贴一层导热层，包括但不限于石墨导热层、硅胶导热层等。
37、本专利技术制备的高温石墨烯电热，使用时直接通电施加电压，即可发热，所述电压为5-250v。
38、本方案的有益效果如下：
39、本专利技术的石墨烯电热膜是以柔性纤维材料为承载基体，不含有pet、pi等塑料材质，解决了现有技术中电热膜柔韧性的问题。通过对电极固定方式与浆料组成成分进行设计，避免了电极与衬底之间胶水高温下老化的问题，提高了电热膜的使用寿命，并且拓宽了可加热温度范围(最大温度范围50℃-350℃)，因而具有广泛的应用前景。
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1.一种高温石墨烯电热膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电发热膜层厚度为10μm-300μm；所述保护膜层厚度为10μm-300μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述柔性基底材料采用玻纤布、耐热聚酰亚胺纤维、石墨纤维、陶瓷纤维或ARAMID纤维。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯电热膜浆料中的树脂选自采用苯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚醚醚酮、聚醚醚酮醚酮、聚醚酮、聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚酰亚胺；所述保护膜层的材料选自苯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚醚醚酮、聚醚醚酮醚酮、聚醚酮、聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醇类溶剂为乙醇、丙酮、四氢呋喃、乙二醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇、聚四氟乙烯、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电加热膜层和
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属电极导线为铜丝、银丝、不锈钢丝的一种或几种；所述金属电极导线半径为0.05mm～0.5mm；金属电极导线在柔性衬底上布置的距离为1cm～2cm。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在电加热膜层与保护膜层之间粘贴有一层导热层。
10.一种由权利要求1-9之一所述制备方法得到的高温石墨烯电热膜。
...【技术特征摘要】
1.一种高温石墨烯电热膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电发热膜层厚度为10μm-300μm；所述保护膜层厚度为10μm-300μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述柔性基底材料采用玻纤布、耐热聚酰亚胺纤维、石墨纤维、陶瓷纤维或aramid纤维。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯电热膜浆料中的树脂选自采用苯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚醚醚酮、聚醚醚酮醚酮、聚醚酮、聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚酰亚胺；所述保护膜层的材料选自苯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚醚醚酮、聚醚醚酮醚酮、聚醚酮、聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：包志豪，石建军，梅永丰，周杰，陈祥，何宇飞，左雪芹，
申请(专利权)人：复旦大学义乌研究院，
类型：发明
国别省市：
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