[发明专利]一种基于石墨烯/氧化铁复合材料的电热膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯/氧化铁复合材料的电热膜及其制备方法，采用膨胀石墨、氯化亚铁为原材料，通过恒温磁力水浴搅拌法一步制备出负载纳米氧化铁的石墨烯粉体材料；紧接着将纳米氧化铁包覆石墨烯复合材料粉末、粘结剂、稀释剂混合在一起，机械搅拌至均匀制成发热膜浆料；采用刮涂的方法将浆料均匀涂覆于PET膜，自然固化后形成发热膜；利用热压贴合法将上层绝缘材料贴合在涂有导电浆料的底层绝缘材料上，形成绝缘材料‑导热浆料‑绝缘材‑红外反射层复合结构的电加热膜。本发明制备工艺简单，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及电发热材料技术领域，尤其涉及一种基于石墨烯/氧化铁复合材料的电热膜及其制备方法，具体采用纳米氧化铁包覆石墨烯复合材料作为电发热膜填充材料，从而使膜层具有良好的热产生性能和远红外辐射性能。

背景技术

石墨烯地暖是一种将电能转化为热能的方法，具有电热利用率高、静音、使用寿命长，舒适性能比电热丝取暖和空调取暖更优，是一种环保型采暖方式。然而，目前石墨烯地暖还有待改进的地方。采用化学法制备氧化石墨烯相对价格昂贵，不利于大量的应用；石墨烯具有非常大的比表面，石墨烯极其容易团聚；石墨烯和有机的树脂等结合不好，因而在石墨烯使用之前需要进行表面改性处理，从而提高了产品的成本。氧化物纳米颗粒经常被用于添加到导电油墨中用于提高电发热膜的红外辐射性能，但纳米氧化物颗粒同样易产生团聚，同时，在浆料配制过程中还需要添加分散剂等。如果石墨烯与纳米氧化物分别加入的话，两者之间的互作用并没有得到充分的展示。

针对现有技术存在的缺陷，本发明提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的以上缺点，本发明提出一种基于石墨烯/氧化铁复合材料的电热膜及其制备方法，采用纳米氧化铁包覆多层石墨烯复合材料作为电热膜主要填料，从而具有比单独采用石墨烯更好的分散性、并提高材料的红外辐射性能。

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明技术方案如下：

一种基于石墨烯/氧化铁复合材料的电热膜，该电热膜采用纳米氧化铁包覆多层石墨烯复合材料作为填料。

本发明还公开了一种基于石墨烯/氧化铁复合材料的电热膜的制造方法，包括以下步骤：

步骤S10，制备负载纳米氧化铁的石墨烯粉体；

步骤S20，利用步骤S10制备的负载纳米氧化铁的石墨烯粉体制备发热膜浆料，该发热膜浆料的重量配比为：5重量份的纳米氧化铁包覆石墨烯复合材料粉末、3重量份的粘结剂和2重量份的稀释剂，机械搅拌直至均匀；

步骤S30，采用刮涂印刷的方法将步骤S20制备的浆料均匀涂覆于PET膜，自然固化后形成0.01～0.1mm的石墨烯复合材料电加热膜；其中，PET膜的背面涂覆有铝膜作为红外反射层；

步骤S40，用热压贴合法将上层绝缘材料贴合在步骤S30制备的PET膜上，形成绝缘材料-导热浆料-绝缘材料-红外反射层复合的电加热膜结构；

其中，所述步骤S10进一步包括：

步骤S10.1，将膨胀石墨放入DMF和水混合溶剂，超声3小时，获得石墨烯溶液；其中DMF和水的体积比为7:3～9:1，膨胀石墨在溶剂中的浓度为1～2mg/ml；

步骤S10.2，加入氯化亚铁和无水乙酸钠，常温下搅拌5分钟后，得到反应前驱体溶液，氯化亚铁在溶剂的浓度为6～14mg/mL；

步骤S10.3，然后将混合液放入90度水浴中搅拌2小时，冷却后进行离心清洗后在60℃烘箱中烘干样品，并手工研磨分散开，得到纳米氧化铁包覆石墨烯复合纳米材料。

作为进一步的改进方案，步骤S20中，粘结剂为丙稀酸树脂，稀释剂为丙稀酸树脂稀释剂或乙酸乙脂。