[发明专利]一种多功能石墨烯电热浆料和其制成的多功能电热膜及制备方法和应用

权利要求书

1.一种多功能石墨烯电热浆料，其特征在于：由以下重量配比的原料制备而成：

石墨烯：1-10质量份，

分散液溶剂：20-2000质量份，

表面氧化剂：10-100质量份，

反应乳液：1-20质量份，

助剂：0.1-8质量份，

上述助剂包括以下几种：

分散剂：0-0.5质量份，

成膜助剂：0-0.5质量份，

防腐剂：0-0.5质量份，

粘结剂：0 -2.5质量份，

消泡剂：0-0.5质量份，

阻燃剂：0-2质量份，

功能性填料：0-1.5质量份，

附着力增强剂；0-0.5质量份；

所述反应乳液中，包括含羟基类乳液、含羧基类乳液、羧基酰化反应的乳液或交联反应的乳液；

含羟基类乳液包括聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛树脂、聚乙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、羟乙基纤维素、聚氨酯中的一种；

含羧基类乳液包括羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、脂肪酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、衣康酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、对苯二甲酸、2-氯乙基异氰酸酯、己二酸中的一种；

所述的羧基酰化反应中，反应乳液包含2-(7-氮杂-1-H-苯并三唑-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲六氟磷酸、炔丙醇、聚乙烯亚胺中的一种；

交联反应的乳液包含聚酰胺脂、二甲苯、甲酸、戊二醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅烷偶联剂中的一种；

所述的多功能石墨烯电热浆料的制备方法，包括以下步骤：

（1）选取不同尺寸、厚度的石墨烯粉体或液态分散液，进行预分散；

（2）对预分散后的石墨烯进行化学改性；

所述化学改性是引入化学键合改性的方法，即对石墨烯表面进行可控氧化，引入羧基、羟基或环氧基活性基团，后利用上述基团与其他活性分子间的化学反应引入共价键或离子交换进行化学改性；其中，可控氧化，采用的表面氧化剂包含浓硫酸，浓硝酸，双氧水，高锰酸钾中的一种；所述的化学改性中，与石墨烯表面所含羧基、羟基和环氧基活性基团发生化学键合改性的活性分子包含：γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、六亚甲基二异氰酸酯、甲基丙烯酸甲酯、环戊基聚乙二醇甲醚、聚赖氨酸、聚乙二醇、盐酸阿霉素、4-炔丙氧基重氮苯四氟硼酸盐、氮基聚乙二醇羧酸中的一种；

（3）将修饰改性后不同尺寸石墨烯与反应乳液，各类助剂相混合，搅拌分散；

（4）将上述石墨烯预分散混合液加热至60~150 ℃均匀搅拌，诱导发生酯化、交联反应形成石墨烯基均质电热浆料。

2.根据权利要求1所述的多功能石墨烯电热浆料，其特征在于：所述的石墨烯为黑灰色粉末；石墨烯厚度＜5 nm，横向尺寸0.3～50 μm，晶体结构完整。

3.根据权利要求1所述的多功能石墨烯电热浆料，其特征在于：所述的分散剂包括聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、聚氧乙烯醚丙烯酸酯、聚氧丙烯醚丙烯酸酯、多元醇酯、脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种；所述多元醇酯包括脂肪酸聚乙二醇酯；

所述的成膜助剂包括十二醇酯、十二烷基苯磺酸钠、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种混合；

所述的防腐剂为山梨酸钾；

所述的粘结剂包括水性聚氨酯、水性氯醋、水性饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、丙烯酸酯类低聚物、丙烯酸酯类单体、醇酸树脂、乙烯基树脂、合成纤维素、聚酰胺树脂、聚偏氟乙烯树脂、合成橡胶中的一种；

所述的消泡剂包括硅油、硬脂肪酰胺、硬脂酸铝中的一种；

所述的阻燃剂包括三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种；

所述的功能性填料包括二氧化钛，氧化锆，氧化锌或氧化铝中的一种；

所述的附着力增强剂为AP-3000、聚二甲基硅氧烷、达玛树脂、丙烯酸双环戊二烯酯单体中的一种。

4.根据权利要求1所述的多功能石墨烯电热浆料，其特征在于：步骤（1）所述的石墨烯液态分散液溶剂包括水、脂肪烃类溶剂、芳香烃类溶剂、醇类溶剂、酮类溶剂、醇醚类溶剂中的一种；所述的石墨烯液态分散液的浓度为0.5 mg/mL – 50 mg/mL。