[发明专利]石墨烯柔性发热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了石墨烯柔性发热材料及其制备方法。石墨烯柔性发热材料包括石墨烯发热层和柔性基布，石墨烯发热层设置在柔性基布上，石墨烯发热层上覆盖有PE膜，PE膜与石墨烯发热层为复合或不复合的，PE膜中含有银离子或负氧离子，柔性基布层背离石墨烯发热层的一面设有无机材料层，无机材料层与柔性基布层之间设有平衡层，柔性基布与石墨烯发热层之间设有接地层，石墨烯发热层的两侧设有导电条，石墨烯发热层包括如下组分及其重量份数：石墨烯粉末10～20份，粘结剂1～5份，分散剂1～5份，导电填料5～10份。本发明的石墨烯柔性发热材料能够耐受较高的发热温度，各方面性能指标良好。

技术领域

本发明涉及发热材料技术领域，具体涉及一种石墨烯柔性发热材料及其制备方法。

背景技术

石墨烯是目前为止市场所见导热系数最高的材料，其具有良好的热传导性能，因此大量应用在采暖行业。与传统的燃煤、蒸汽、热风和电阻等取暖方法相比，石墨烯具有发热速度快、电-热转化率高、发热稳定、发热过程无异响、运行费用低、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。用石墨烯代替传统发热，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％。并且石墨烯发热过程中还能够产生对人力有益的远红外光波，能够促使表皮温升，相对于其他发热方式，人体的舒适度较高。

市场上常见的石墨烯发热形式多采用发热板、发热膜等。其中，发热板是通过对片状石墨烯板通电，使其产生热量来发热的。但是由于完整的片状石墨烯成本较高，现有的石墨烯发热板采用的制造工艺是将石墨烯浆料涂覆在基板上形成石墨烯发热层。再在基材的两端配置电极，通电后使石墨烯发热层发热。这种方式的石墨烯发热材料存在的问题是温度过高的情况下容易损坏，不能够耐高温。

发明内容

本发明提供石墨烯柔性发热材料及其制备方法，石墨烯柔性发热材料能够耐受较高的发热温度，性能指标较好。具体地，本发明包括以下内容。

本发明的第一方面，提供一种石墨烯柔性发热材料，包括石墨烯发热层和柔性基布，所述石墨烯发热层设置在所述柔性基布上，所述石墨烯发热层上覆盖有PE膜，所述PE膜与石墨烯发热层为复合或不复合的，所述PE膜中含有银离子或负氧离子，所述柔性基布层背离石墨烯发热层的一面设有无机材料层，所述无机材料层与柔性基布层之间设有平衡层，所述柔性基布与所述石墨烯发热层之间设有接地层，所述石墨烯发热层的两侧设有导电条，所述石墨烯发热层包括如下组分及其重量份数：

在某些示例性的实施方案中，所述导电填料为乙炔黑、碳纳米管、纳米竹炭粉或鳞片状石墨。

在某些示例性的实施方案中，所述导电条为铜、银、金或铂。

在某些示例性的实施方案中，所述粘结剂为酚醛树脂、远红外导电树脂、甲醚化氨基树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、羟基丙烯酸树脂或含氯树脂。

在某些示例性的实施方案中，所述分散剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或海藻酸钠。

在某些示例性的实施方案中，所述柔性基布选自PET膜、PI膜、PVC膜、PP膜、PE膜、PC膜、PS膜、ABS膜中一种或几种。

在某些示例性的实施方案中，所述柔性基布采用PE基复合材料，包括如下组分以及重量份：HDPE30～40份、LDPE40～50份、三元乙丙橡胶25份、过氧化苯甲酰5份、双二辛氧基焦磷酸酯基钛酸酯1份、己二酸二异癸酯1份、环氧脂肪酸辛酯1份。

在某些示例性的实施方案中，所述无机材料层采用氧化镁、硫酸镁、氯氧镁、硅酸钙、水泥或玻镁板，所述平衡层采用浸渍纸、木板、竹板、软木、玻纤纸、玻纤布或发泡塑料。

本发明的第二方面，提供一种石墨烯柔性发热材料的制备方法，具体包括如下步骤：