[发明专利]一种基于石墨烯的热敏电热膜及成型固化方法

说明书

本发明公开一种基于石墨烯的热敏电热膜，按照质量份数包括以下物质：30份至45份水溶性环氧树脂；15份至25份羧甲基纤维素钠；10份至30份炭黑；1份至5份石墨烯；0.2份至3份导电填料纳米颗粒；助剂适量；本发明还公开了该电热膜的成型固化方法；本发明所得的水性体系，混合均匀，粘度适宜，低温固化，在加热‑冷却的循环过程中结构稳定。

技术领域

本发明涉及电热膜技术领域，特别是涉及一种基于石墨烯的热敏电热膜及成型固化方法。

背景技术

电热复合材料主要应用于智能加热、电磁屏蔽以及限流保护等方面，在化工、电子、电器、机械制造、农业及日常生活等领域应用及其广泛。

电发热涂料是由基料、分散介质、助剂和导电填料混合而成，现有的典故热涂料由于成膜物质的不同而分为有机电发热涂料和无机电发热涂料。有机点发热涂料所使用的粘结剂或者成膜物质需要溶解于有机溶剂，而后烘干固化成型后，涂料中的有机溶剂挥发获得目标涂层，所得涂层具有良好的导热效率，但是有机溶剂的挥发，严重污染环境。

使用的水性发热涂料在涂覆的过程中，粘度不易控制，所得电热膜的均匀性和稳定性有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于石墨烯的热敏电热膜，该发明所得的水性体系，混合均匀，粘度适宜，低温固化，在加热-冷却的循环过程中结构稳定。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种基于石墨烯的热敏电热膜，按照质量份数包括以下物质：

优选按照质量份数包括以下物质：

进一步优选所述水溶性环氧树脂与羧甲基纤维素钠的质量比为2:1。本发明中通过控制水溶性环氧树脂与羧甲基纤维素钠用量，有效保证内部组分之间相互连接，提高膜层的稳定性。

优选所述导电填料纳米颗粒为二氧化钛纳米颗粒或者铜纳米颗粒或者氧化锡颗粒中的一种或者几种。本发明的导电填料纳米颗粒有效提高膜层内导电网络的形成，通过颗粒结构补充片状或者条状结构之间接触的缝隙，从而保证电热膜整体导电结构的形成。

优选所述助剂包括十二烷基硫酸钠和海藻酸钠；

十二烷基硫酸钠的质量为水溶性环氧树脂质量的1％至3％；

海藻酸钠的质量为水溶性环氧树脂质量的5％至10％。

本发明中通过使用上述用量的两种助剂配合膜层结构中羧甲基纤维素钠作为成膜物质,利用钠离子导电，一方面降低混合物料的表面张力，电热膜的成膜均匀，同时补充钠离子，利于膜层内部三维导电网络的形成。

优选所述导电填料纳米颗粒通过水热法与石墨烯混合。导电填料纳米颗粒与石墨烯水热反应负载混合，有效防止石墨烯或者是导电填料纳米颗粒之间的形成团聚，保证膜层电发热效果。

优选炭黑的颗粒尺寸为5μm至20μm。本发明中通过优选炭黑的颗粒尺寸配合成膜物质易获得成膜性能好的组合物，从而获得结构稳定的膜层。

优选还包括质量份数为8份至15份的水玻璃。本发明在原有组份的基础上进一步将水玻璃分散在成膜物质中间，有效强化三维导电结构的形成，保证所得膜层在长时间循环中依然结构稳定。

本发明的另一目的在于提供一种基于石墨烯的热敏电热膜的成型固化方法，该发明所得的水性涂料粘度适宜，低温固化。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种电热膜的成型固化方法，包括以下步骤：

使用去离子水将上述组份混合均匀，涂覆于基材表面；

将所得涂层置于真空干燥箱中烘烤至质量不变；