[发明专利]一种工民建建筑底层除雪化冰石墨烯发热膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种工民建建筑底层除雪化冰石墨烯发热膜的制备方法，该石墨烯发热膜按质量百分量计，包括10‑30％石墨烯、3‑15％碳纳米管、2‑10％碳纤维。本发明通过石墨烯、碳纳米管、碳纤维的配合使用，能够实现发热的膜高耐热疲劳和热损伤性能，达到100次热循环后，产品电阻变化小于5.4％，表面温度变化率小于1.5％，能够实现长期稳定使用，并保持快速升温，实现快速融雪化冰，降低了长期使用电损耗性能。

技术领域

本发明涉及一种工民建建筑底层除雪化冰石墨烯发热膜的制备方法，设计膜材料制备领域。

背景技术

随着近年我国高速公路运营里程的快速增长和运行流量的急剧增加,每年的高速公路除冰雪显得越来越不可或缺。对高速公路除冰雪的研究也显得越来越重要。我国34个省、市、自治区中,有26个不同程度受冰雪灾害影响。

高速公路的冰雪根据其密度和含水率不同一般分为三种形式,即自然积雪、压实积雪和融冻冰雪。清除冰雪的方法有物理除冰雪、化学除冰雪和机械除冰雪等。物理除冰雪包括洒水融雪、自应力除雪和热融雪等，物理除冰雪功耗大、效率低、除雪费用高,不适合大范围推广。化学除冰雪包括积雪路面撒盐、撒融雪剂等,但是,化学除冰雪对环境的污染十分严重,不适合于所有的冰雪情况，机械除冰雪产生的效果快而直接,但是对路面的损伤也是显而易见的。

传统热融雪方式包括加装发热电缆、安装发热膜等方式，利用发热膜进行融雪，具有融雪速度快，适应性强，安装简便等优点。但是发热膜在使用过程中会经过多次加热、冷却、加热、冷却循环，传统发热膜容易出现热损伤以及热疲劳现象，进而导致发热膜电阻增大、以及表面温度降低等现象，这不利于节约能耗，以及实现快速融雪化冰等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中上述问题，提供一种工民建建筑底层除雪化冰石墨烯发热膜。石墨烯发热膜具有升温速率快，电热转换率高等特点，适合用于制备发热膜，实现化冰融雪，同时通过石墨烯、碳纳米管以及碳纤维的配合使用，能够提高发热膜的耐热损伤和热疲劳性能，提供具有稳定电阻和表面发热温度发热膜，实现提高热融雪发热膜使用寿命以及降低能耗，节约成本的目的。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种工民建建筑底层除雪化冰石墨烯发热膜的制备方法：

（1）将石墨烯、碳纳米管、分散剂加入适量溶剂中混合，机械搅拌2h，超声分散至颜色均匀无分层,得石墨烯分散液；

（2）将碳纤维、分散剂加入适量溶剂中，机械搅拌分散一段时间，加入成膜物质，机械搅拌2h，得碳纤维分散液;

（3）将步骤（1）和步骤（2）中石墨烯分散液以及碳纤维分散液，混合，加入成膜物质，机械搅拌一段时间，至均匀分散，补充适量溶剂，至所需粘度，涂布于基材制膜，烘干，即得，所述发热膜经热循环测试，电阻变化率小于5.4%，表面温度变化率小于1.5%。

所述发热膜包括10-30%石墨烯、3-15%碳纳米管、2-10%碳纤维。优选包括15%石墨烯、5%碳纳米管、5%碳纤维。

所述碳纳米管是单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。

所述单壁碳纳米管和多壁碳纳米管以质量比为1-5：5-10。

采用本发明的优点在于：采用石墨烯材料作为电热转换材料，导热性好，电热转换性能稳定。通过石墨烯、碳纳米管、碳纤维的配合使用，能够实现发热的膜高耐热疲劳和热损伤性能，达到100次热循环后，产品电阻变化小于5.4%，表面温度变化率小于1.5%，能够实现长期稳定使用，并保持快速升温，实现快速融雪化冰，降低了长期使用电损耗性能。

具体实施方式

实施例1

一种工民建建筑底层除雪化冰石墨烯发热膜除雪化冰石墨烯发热膜，包括15%石墨烯、5%碳纳米管、5%碳纤维、74%成膜物质、1%分散剂。