[发明专利]一种柔性石墨烯发热膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种柔性石墨烯发热膜，包括载体和涂覆于载体上的若干并排设置的石墨烯发热涂层，所述石墨烯发热涂层上热压覆合有高分子绝缘膜；任一所述石墨烯发热涂层两端的底部均设有电极条，所述电极条与所述石墨烯发热涂层电连接，所述电极条与载体间设有阻隔电极条与载体接触的石墨烯条；所述石墨烯发热涂层的两端还设有电极载流条；所述石墨烯发热涂层为钯量子点掺杂石墨烯基导电油墨制成。本发明柔性石墨烯发热膜为钯量子点掺杂石墨烯基导电油墨制成，具有钯量子点掺杂均匀、量子点纳米尺寸均一、平均粒径小、氧化石墨烯结构稳定、石墨烯发热涂层厚度可控、方阻适宜等优势。本发明还提供了一种柔性石墨烯发热膜的制备方法。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种柔性石墨烯发热膜，本发明还涉该柔性石墨烯发热膜的制备方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子通过sp2杂化轨道形成六角形呈蜂巢晶格结构且只有一层碳原子厚度的二维纳米材料。石墨烯的独特结构赋予其众多优异特性，如高理论比表面积(2630m²/g)、超高电子迁移率(～200000cm²/v.s)、高热导率(5000W/m.K)、高杨氏模量(1.0TPa)和高透光率(～97.7％)等。凭其结构和性能优势，石墨烯在能源存储与转换器件、纳米电子器件、多功能传感器、柔性可穿戴电子、电磁屏蔽、防腐等领域均有巨大应用前景。鉴于石墨烯的柔性和导电特性，将石墨烯浆体加入到油墨中制备出一种导电油墨，进一步通过油墨喷涂、干燥制备成柔性石墨烯发热层，制成石墨烯发热体，具有生产过程快速、用料省、成本低等特点。

随着人们对美好和健康生活的向往，改进传统的供暖系统，寻找更加经济、清洁的替代能源，发展新型的绿色低碳供暖系统刻不容缓。基于石墨烯红外发射性能的电加热取暖技术即石墨烯基红外发热油墨及其红外发热体技术为解决上述问题提供了行之有效的解决方案。与传统的燃煤、蒸汽、热风和电阻等取暖方法相比，石墨烯加热具有加热速度快、电-热转化率高、自动控温、分区控制、加热稳定、加热过程无异响、运行费用低、加热相对均匀、占地面积小、投资与生产费用低、使用寿命长和工作效率高等诸多优点，更有利于推广应用。用它代替传统加热，其节电效果尤其显著，一般可节电30％左右，个别场合甚至可达60％～70％。

石墨烯红外加热壁画、壁纸、地板等器件中最为核心的部分即为石墨烯加热膜。现有技术中，一般通过将石墨烯制成石墨烯浆料、油墨或涂料，再通过印刷方式制备成石墨烯发热膜等。但这些方式制备石墨烯发热膜存在厚度可控性差、方阻太大难以实际应用，石墨烯发热膜结构不稳定、柔性差、不耐弯曲和磨损、长期使用容易脆裂，另外，石墨烯发热膜可选用的印刷基材单一、使用寿命短、长期使用产热不均匀等问题也限制了石墨烯发热膜的推广应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种柔性石墨烯发热膜及其制备方法，以解决现有的发热膜存在的发热均匀性难以保证、石墨烯发热涂层与载体或者中间层之间的粘附效果不佳、易老化变质、长期使用引起“脆变”等缺陷，另外，保护层仅铺设于石墨烯层表面，抗剥离力差，耐高压击穿力差且使用寿命大打折扣等缺陷。

第一方面，本发明提供了一种柔性石墨烯发热膜，包括载体和涂覆于载体上的若干并排设置的石墨烯发热涂层，所述石墨烯发热涂层上热压覆合有高分子绝缘膜；

任一所述石墨烯发热涂层两端的底部均设有电极条，所述电极条与所述石墨烯发热涂层电连接，所述电极条与载体间设有阻隔电极条与载体接触的石墨烯条；

所述石墨烯发热涂层的两端还设有电极载流条，所述电极载流条夹设于石墨烯发热涂层与高分子绝缘膜之间，若干并排设置的石墨烯发热涂层均与电极载流条电连接；

任一所述石墨烯发热涂层的两端还设有电极连接段，所述电极连接段夹设于石墨烯发热涂层与电极载流条之间，并排设置的石墨烯发热涂层均通过电极连接段与电极载流条电连接；

所述石墨烯发热涂层为钯量子点掺杂石墨烯基导电油墨制成。