CN107529235A - 相变发热技术的石墨烯模组的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种相变发热技术的石墨烯模组的制造方法。将石墨烯材料和相变材料通过纺织或印染工艺制成片状结构的膜片。本发明采用石墨烯材料和相变材料通过纺织和印染的方法制造成发热膜片，采用电源刺激石墨烯原子发生跳跃，产生远红外光波，通过远红外光波给人体加热。当温度设定为一预定温度时，温度达到预定温度即停止加热。当温度低于预定温度时又重新加热。由于人体本身也是热源，当温度设定为预定温度时，即可维持预定温度一段时间，本发明采用预定温度相变材料，作为电源停止工作时间段的热源，可有效延长电池工作时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种发热模组，具体为一种相变发热技术的石墨烯模组的制造 方法。
背景技术
现阶段的石墨烯发热模组基本是采用电流通过石墨烯纤维，刺激石墨烯原 子中活跃电子产生跳跃产生远红外光波，从而实现加热。当温度设定为设定温 度后，温度达到了设定温度即停止加热。当温度低于设定温度时又重新加热， 一般情况下设定温度高于人体温度，因此维持设定温度时间较短，会产生短时 间内经常性的通断电，反复进行加热，电池工作时间长，耗电量很大，需要携 带较大容量较大体积的电池组件。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种相变发热技术的石墨烯模组的制造方法。
为达到上述目的，本发明一种相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其 特征在于，将石墨烯材料和相变材料通过纺织或印染工艺制成片状结构的膜片。
进一步的，所述相变材料为相变纤维，所述石墨烯材料为石墨烯纤维。
进一步的，将所述相变纤维与所述石墨烯纤维混纺制成混纺纱线，将所述 混纺纱线通过梭织工艺制成梭织石墨烯膜片，或
将所述混纺纱线通过针织工艺制成针织石墨烯膜片。
进一步的，将所述相变纤维纺成相变纱线，将所述石墨烯纤维纺成石墨烯 纱线，将所述相变纱线和所述石墨烯纱线通过梭织工艺制成梭织相变石墨烯膜 片，或
将所述相变纱线和所述石墨烯纱线通过针织工艺制成针织相变石墨烯膜 片。
进一步的，将所述相变纤维纺成相变纱线，将所述石墨烯纤维纺成石墨烯 纱线；
将所述相变纱线通过梭织工艺制成梭织相变膜片或将相变纱线通过针织工 艺制成针织相变膜片，将所述石墨烯纱线通过梭织工艺制成梭织石墨烯膜片或 将石墨烯纱线通过针织工艺制成针织石墨烯膜片；
将相变膜片和石墨烯膜片贴合固定。
进一步的，所述相变材料为相变微胶囊浆料，所述石墨烯材料为石墨烯纱 线。
进一步的，将所述石墨烯纱线通过梭织工艺制成梭织石墨烯膜片或将所述 石墨烯纱线通过针织工艺制成石墨烯膜片，将相变微胶囊浆料采用印染工艺涂 敷在所述石墨烯膜片上。
进一步的，相变微胶囊浆料的制作步骤包括：
S1：取预定比例相变微胶囊和印花染料，在搅拌状态下以5-10重量份/分钟 的速度将相变微胶囊加入印花染料中，添加后以每分钟1-5℃的速度升高温度至 45℃；
S2：以0.1-1重量份/分钟的速度添加0.1-5重量份的粘合剂和分散剂，添加 后调节温至35℃～55℃，保持搅拌，温度恒温4-6小时。
S3：降温至常温后出料。
进一步的，所述相变材料为相变微胶囊与载体树脂混合制成的相变母粒， 所述石墨烯材料为石墨烯粉末与载体树脂混合制成的石墨烯母粒；
将相变母粒和石墨烯母粒通过无纺布制造工艺制成无纺布膜片。
本发明采用石墨烯材料和相变材料通过纺织和印染的方法制造成发热膜 片，采用电源刺激石墨烯原子中的活跃电子发生跳跃，产生远红外光波，通过 远红外光波给人体加热。当温度设定为一预定温度时，温度达到预定温度即停 止加热。当温度低于预定温度时又重新加热。由于人体本身也是热源，当温度 设定为预定温度时，即可维持预定温度一段时间，本专利采用预定温度相变材 料，作为电源停止工作时间段的热源，可有效延长电池工作时间。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施例的实施作进一步的描述。
实施例1
一种相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，将石墨烯材料 和相变材料通过纺织或印染工艺制成片状结构的膜片。
所述相变材料为相变纤维，所述石墨烯材料为石墨烯纤维。
将所述相变纤维与所述石墨烯纤维混纺制成混纺纱线，将所述混纺纱线通 过梭织工艺制成梭织相变石墨烯膜片，或
将所述混纺纱线通过针织工艺制成针织相变石墨烯膜片。
优选的，将所述混纺纱线通过梭织工艺制成梭织石墨烯膜片。石墨烯纤维 形变性较差，采用方梭织工艺进行编制可减小石墨烯纤维的形变，并且梭织工 艺制成的膜片保形性更好。
优选的，将混纺纱线表面涂覆石墨烯浆料。可以增加纱线的导电性，使得 膜片上所有位置均会因电源刺激石墨烯原子中的活跃电子发生跳跃，产生远红 外光波，从而产生热量，也使得所有的相变纤维均储能，从而达到最优的省电 效果。
石墨烯浆料的制备步骤为：(1)取0.1-10重量份的石墨烯粉末，在搅拌状 态下以5-10重量份/分钟的速度添加纯净水90-120重量份，添加后升温至25℃ ～100℃，保持下旋搅拌，温度恒温10小时；
(2)以0.1-1重量份/分钟的速度添加0.1-5重量份的第一分散剂，添加后 升温至25℃～100℃，保持下旋搅拌，温度恒温46-50小时。
本实施例石墨烯采用电源刺激石墨烯原子中的活跃电子发生跳跃，产生远 红外光波，通过远红外光波给人体加热。当温度设定为一预定温度时，温度达 到预定温度即停止加热。当温度低于预定温度时又重新加热。由于人体本身也 是热源，当温度设定为预定温度时，即可维持预定温度一段时间，采用预定温 度相变材料，作为电源停止工作时间段的热源，可有效延长电池工作时间。
实施例2
一种相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，将石墨烯材料 和相变材料通过纺织或印染工艺制成片状结构的膜片。
所述相变材料为相变纤维，所述石墨烯材料为石墨烯纤维。
将所述相变纤维纺成相变纱线，将所述石墨烯纤维纺成石墨烯纱线，将所 述相变纱线和所述石墨烯纱线通过梭织工艺制成相变石墨烯膜片，或
将所述相变纱线和所述石墨烯纱线通过针织工艺制成针织相变石墨烯膜 片。
优选的，将所述混纺纱线通过梭织工艺制成梭织相变石墨烯膜片。石墨烯 纤维形变性较差，采用梭织工艺可减小石墨烯纤维的形变，并且梭织工艺制成 的膜片保形性更好。
优选的，经纱为石墨烯纱线，纬纱为相变纱线；或经纱为相变纱线，纬纱 为石墨烯纱线；或经纱中有相变纱线也有石墨烯纱线。最优选的，经纱和纬纱 的排布规律均为相变纱线和石墨烯纱线一隔一排布。这样排布产生的石墨烯导 通效果最好，相变纱线与石墨烯纱线的接触效果最好，从而相变纱线的储能效 果也最好。
优选的，将相变纱线和石墨烯纱线表面均涂覆石墨烯浆料。可以增加纱线 的导电性，使得膜片上所有位置均会因电源刺激石墨烯原子发生跳跃，产生远 红外光波，从而产生热量，也使得所有的相变纤维均储能，从而达到最优的省 电效果。
石墨烯浆料的制备步骤为：(1)取0.1-10重量份的石墨烯粉末，在搅拌状 态下以5-10重量份/分钟的速度添加纯净水90-120重量份，添加后升温至25℃ ～100℃，保持下旋搅拌，温度恒温10小时；
(2)以0.1-1重量份/分钟的速度添加0.1-5重量份的第一分散剂，添加后 升温至25℃～100℃，保持下旋搅拌，温度恒温46-50小时。
本实施例石墨烯采用电源刺激石墨烯原子中活跃电子发生跳跃，产生远红 外光波，通过远红外光波给人体加热。当温度设定为一预定温度时，温度达到 预定温度即停止加热。当温度低于预定温度时又重新加热。由于人体本身也是 热源，当温度设定为预定温度时，即可维持预定温度一段时间，采用预定温度 相变材料，作为电源停止工作时间段的热源，可有效延长电池工作时间。
实施例3
一种相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，将石墨烯材料 和相变材料通过纺织或印染工艺制成片状结构的膜片。
所述相变材料为相变纤维，所述石墨烯材料为石墨烯纤维。
将所述相变纤维纺成相变纱线，将所述石墨烯纤维纺成石墨烯纱线；
将所述相变纱线通过梭织工艺制成梭织相变膜片或将相变纱线通过通过针 织工艺制成针织相变膜片，将所述石墨烯纱线通过梭织工艺制成梭织石墨烯膜 片或将石墨烯纱线通过针织工艺制成针织石墨烯膜片；
将相变膜片和石墨烯膜片贴合固定。
优选的，将相变膜片和石墨烯膜片粘接或将相变膜片和石墨烯膜片上下贴 合放置后缝接。最优选的，将相变膜片和石墨烯膜片上下贴合放置后缝接，这 样不会影响石墨烯纤维与相变材料的充分结合。
优选的，相变膜片和石墨烯膜片表面均涂覆石墨烯浆料。
石墨烯浆料的制备步骤为：(1)取0.1-10重量份的石墨烯粉末，在搅拌状 态下以5-10重量份/分钟的速度添加纯净水90-120重量份，添加后升温至25℃ ～100℃，保持下旋搅拌，温度恒温10小时；
(2)以0.1-1重量份/分钟的速度添加0.1-5重量份的第一分散剂，添加后 升温至25℃～100℃，保持下旋搅拌，温度恒温46-50小时。
实施例4
一种相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，将石墨烯材料 和相变材料通过纺织或印染工艺制成片状结构的膜片。
所述相变材料为相变浆料，所述石墨烯材料为石墨烯纱线。
将所述相变浆料涂覆在石墨烯纱线表面，将涂覆后的纱线通过梭织工艺制 成梭织相变石墨烯膜片或将涂覆后的纱线通过针织工艺制成针织相变石墨烯膜 片。
优选的，将涂覆后的纱线表面再涂覆一层石墨烯浆料再通过梭织工艺制成 梭织相变石墨烯膜片或针织工艺制成针织相变石墨烯膜片。
优选的，将制成的膜片表面再涂覆一层石墨烯浆料。
实施例5
一种相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，将石墨烯材料 和相变材料通过纺织或印染工艺制成片状结构的膜片。
所述相变材料为相变浆料，所述石墨烯材料为石墨烯纱线。
将所述石墨烯纱线通过梭织工艺制成梭织石墨烯膜片或将所述石墨烯纱线 通过针织工艺制成针织石墨烯膜片，将相变浆料采用印染工艺涂敷在所述石墨 烯膜片上。
优选的，将印染后的膜片表面再涂覆一层石墨烯浆料。
实施例6
在实施例4和实施例5的基础上，相变浆料的制作步骤包括：
S1：取预定比例相变微胶囊和印花染料，在搅拌状态下以5-10重量份/分钟 的速度将相变微胶囊加入印花染料中，添加后以每分钟1-5℃的速度升高温度至 45℃；
S2：以0.1-1重量份/分钟的速度添加0.1-5重量份的粘合剂和分散剂，添加 后调节温至35℃～55℃，保持搅拌，温度恒温4-6小时。
S3：降温至常温后出料。
实施例7
所述相变材料为相变微胶囊与载体树脂混合制成的相变母粒，所述石墨烯 材料为石墨烯粉末与载体树脂混合制成的石墨烯母粒；
将相变母粒和石墨烯母粒通过无纺布制造工艺制成无纺布膜片。
相变母粒的制作步骤包括：
(1)取预定比例相变微胶囊和载体树脂在搅拌状态下以每分钟1-5℃的速 度升高温度至100-200℃；
(2)将混合后的液体加入母粒制备机中制备成相变母粒。
本发明采用石墨烯材料和相变材料通过纺织和印染的方法制造成发热膜 片，采用电源刺激石墨烯原子发生跳跃，产生远红外光波，通过远红外光波给 人体加热。当温度设定为一预定温度时，温度达到预定温度即停止加热。当温 度低于预定温度时又重新加热。由于人体本身也是热源，当温度设定为预定温 度时，即可维持预定温度一段时间，本专利采用预定温度相变材料，作为电源 停止工作时间段的热源，可有效延长电池工作时间。
大量实验表明如14*14cm石墨烯膜片，功率为10W，正常工作1h，所需能 量36000J，40℃相变材料潜热为200J/g,要维持石墨烯膜片工作延长1h，只需18g 相变材料即可。
测试环境：20℃环境下，将石墨烯模组放置暖体假人(体表恒温37℃)外 套夹层处进行测试。设定温度40℃，采用相变材料为相变点为40℃相变调温胶 囊。
测试样品：分别为尺寸14*14cm的A，B，C，D四个模组。
其中A为：径向艾弗石墨烯纤维，纬向普通尼龙纤维；
B为：径向艾弗石墨烯纤维，纬向15J/g粘胶长丝。总焓值为64J；
C为:A类石墨烯模组与14*14cm相变调温面料复合，其中相变调温面料为 PCM含量100g/㎡的涂层面料。总焓值为392J；
D为：对A类石墨烯膜片直接点状印花。其中PCM含量为50g/㎡。总焓值 为196J；
通过实验表明：采用相变调温材料，可有效延长电池供电时间，相变材料 添加量越多，电池续航能力越强。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化 或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以 权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，将石墨烯材料和相变材料通过纺织或印染工艺制成片状结构的膜片。
2.根据权利要求1所述的相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，所述相变材料为相变纤维，所述石墨烯材料为石墨烯纤维。
3.根据权利要求2所述的相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，将所述相变纤维与所述石墨烯纤维混纺制成混纺纱线，将所述混纺纱线通过梭织工艺制成梭织相变石墨烯膜片，或
将所述混纺纱线通过针织工艺制成针织相变石墨烯膜片。
4.根据权利要求2所述的相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，将所述相变纤维纺成相变纱线，将所述石墨烯纤维纺成石墨烯纱线，将所述相变纱线和所述石墨烯纱线通过梭织工艺制成梭织相变石墨烯膜片，或
将所述相变纱线和所述石墨烯纱线通过针织工艺制成针织相变石墨烯膜片。
5.根据权利要求2所述的相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，将所述相变纤维纺成相变纱线，将所述石墨烯纤维纺成石墨烯纱线；
将所述相变纱线通过梭织工艺制成梭织相变膜片或将相变纱线通过针织工艺制成针织相变膜片，将所述石墨烯纱线通过梭织工艺制成梭织石墨烯膜片或将石墨烯纱线通过针织工艺制成针织石墨烯膜片；
将相变膜片和石墨烯膜片贴合固定制成相变石墨烯膜片。
6.根据权利要求1所述的相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，所述相变材料为相变微胶囊浆料，所述石墨烯材料为石墨烯纱线。
7.根据权利要求6所述的相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，将所述相变浆料通过印染工艺涂覆在石墨烯纱线表面，将涂覆后的纱线通过梭织工艺制成梭织相变石墨烯膜片或将涂覆后的纱线通过针织工艺制成针织相变石墨烯膜片。以上所述的印染工艺包括：印花工艺，涂层工艺或浸轧工艺等。
8.根据权利要求6所述的相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，将石墨烯纱线通过梭织工艺制成梭织石墨烯膜片或将石墨烯纱线通过针织工艺制成针织石墨烯膜片。然后将相变微胶囊浆料采用印染工艺涂敷于石墨烯膜片，制成相变石墨烯膜片。以上所述的印染工艺包括：印花工艺，涂层工艺或浸轧工艺等。
9.根据权利要求6所述的相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，相变浆料的制作步骤包括：
S1：取预定比例相变微胶囊和印花染料，在搅拌状态下以5-10重量份/分钟的速度将相变微胶囊加入印花染料中，添加后以每分钟1-5℃的速度升高温度至45℃；
S2：以0.1-1重量份/分钟的速度添加0.1-5重量份的粘合剂和分散剂，添加后调节温至35℃～55℃，保持搅拌，温度恒温4-6小时。
S3：降温至常温后出料。
10.根据权利要求1所述的相变发热技术的石墨烯模组的制造方法，其特征在于，所述相变材料为相变微胶囊与载体树脂混合制成的相变母粒，所述石墨烯材料为石墨烯粉末与载体树脂混合制成的石墨烯母粒；
将相变母粒和石墨烯母粒通过无纺布制造工艺制成相变石墨烯无纺布膜片。
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2017
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