[发明专利]一种石墨烯发热膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯发热膜的制备方法，包括以下步骤：PET薄膜的加工处理；石墨烯导电油墨的制备；网版的制作与处理；石墨烯条、银电极、电极连接段及石墨烯发热涂层的涂布；热覆合高分子绝缘膜；石墨烯发热膜性能检测。本发明的制备方法，其作为基膜的PET薄膜附着力强，导电油墨的升/降温速度快，散热温度均匀，石墨烯发热层厚度分布均匀，无寄生电容，电热转换效率高，制备的石墨烯发热膜的远红外线法向全发射率达到89%，电热转换率高达99%以上，节能省电。

技术领域

本发明涉及石墨烯材料应用技术领域，具体涉及一种石墨烯发热膜的制备方法。

背景技术

石墨烯发热原理是基于单层石墨烯的特性，首先石墨烯是目前为止导热系数最高的材料，具有非常好的热传导性能。其次石墨烯在室温下载流子为15000cm/(v.s），这一数值超出硅材料的十倍，是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟的两倍以上。

石墨烯发热膜和常规发热膜一样需要通电发热，在石墨烯发热膜两端电极通电的情况下，电热膜中的碳分子在电阻中产生声子、离子和电子，由产生的碳分子团之间相互摩擦、碰撞而产生热能，热能又通过控制波长在5-14微米的远红外线以平面方式均匀地辐射出来。

有效电热能总转换率达99%以上，同时加上特殊的石墨烯材料的超导性，保证发热性能稳定。但是与常规金属丝发热膜不同的地方在于，发热稳定安全，而且散发出来的红外线被称为“生命光线”。

现有技术中的石墨烯发热膜的制备方法，存在石墨烯油墨的附着力差、阻抗分布不均匀、电热转化效率低等缺陷。如中国发明制授权专利，授权公告号CN107592685B，授权公告日2019年11月15日，该发明公开了一种制备双发热层石墨烯电热膜的方法，步骤为：先将石墨烯粉末、远红外发射剂、粘结剂和溶剂均匀混合，再将混合液通过一字形模口挤出并在乙醇中凝固成膜，干燥后得到厚度为0.001-0.2mm的石墨烯发热片；然后采用多根无纺布纺织成方格状的韧性层，将韧性层夹持在两张石墨烯发热片之间，再以热压成型的方式将韧性层与石墨烯发热片压制成一体，得到石墨烯发热层；再在石墨烯发热层的两张石墨烯发热片之间粘接电极层；最后在石墨烯发热层的上下表面粘接由PVC膜、PE膜或PET膜制成的绝缘防水层。

上述技术方案中的双发热层石墨烯电热膜的制备方法，其石墨烯发热层的上下表面粘接的绝缘防水层均未经任何处理，其对石墨烯发热膜的附着力差，产品的稳定性和可靠性均会下降，且混合液通过挤出的方式成膜，石墨烯发热膜的均匀性很难保证，从而影响阻抗分布的均匀性，产生寄生电容，因而电热转化效率低。

发明内容

为解决现有石墨烯发热膜制备方法存在的问题，本发明提供一种石墨烯发热膜的制备方法，其作为基膜的PET薄膜附着力强，导电油墨的升/降温速度快，散热温度均匀，石墨烯发热层厚度分布均匀，无寄生电容，电热转换效率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯发热膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

S1. PET薄膜的加工处理：将PET薄膜的双面先进行电晕处理，使其双面达英值达到54-56；然后进行表面加硬涂层处理；再进行180℃，30分钟热定型、脱硫处理；

S2. 石墨烯导电油墨的制备：

S21. 按以下重量份计比称取石墨烯粉体0.1-50份，远红外导电树脂1-20份，高分子纳米导电石墨粉1-20份，二氧化硅0.1-10份，三氧化二铝0.1-20份，石墨烯稀释剂1-3份，流平剂1-10份，氧化分散液2.5-3.5份，消泡剂3-5份；

S22. 将S21步骤称取的原料进行搅拌分散，先正转10分钟，再反转10分钟，经反复搅拌60分钟以上分散均匀，使石墨烯粉体和浆料发生化学作用产生电子源，制得石墨烯浆料；