CN109089338A - 一种石墨烯电热膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯电热膜及其制备方法和应用，将金属基材通过去离子水清洗后烘干，再利用乙醇清洗后风干，再用离子水清洗烘干，石墨烯导电膜涂液对金属基材涂刷后固化烘干制得石墨烯电热膜，其中石墨烯导电膜涂液包括以下按重量份的原料：石石墨烯188份、辅助溶剂68份、混合树脂58份；墨烯电热膜制成电极片应用在新能源电池领域中。本发明石墨烯电热膜及其制备方法，采用由按质量比为3:1:1的石英砂、丙烯酸树脂和导电环氧树脂组成的混合树脂，石墨烯电热膜耐磨不易脱落，使用寿命长；石墨烯电热膜的制备方法，工艺简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种石墨烯电热膜，具体是一种石墨烯电热膜及其制备方法和应用。
背景技术
石墨烯，一种完全由SP2杂化的碳原子构成的厚度仅为单原子层数或数个单原子层的准二维晶体材料，具有高导电、高强度、高导热等优异性能，石墨烯的这些优异的性能。石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道，并有如下的特点：碳原子有4个价电子，其中3个电子生成SP2键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10-10米，键与键之间的夹角为120度。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。
目前，石墨烯电热膜在制成产品后易脱落，不耐磨，寿命短，且制备工艺复杂，成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯电热膜及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种石墨烯电热膜，将金属基材通过去离子水清洗后烘干，再利用乙醇清洗后风干，再用离子水清洗烘干，石墨烯导电膜涂液对金属基材涂刷后固化烘干制得石墨烯电热膜，其中石墨烯导电膜涂液包括以下按重量份的原料：石墨烯180-200份、辅助溶剂50-80份、混合树脂40-70份。
作为本发明进一步的方案：所述石墨烯电热膜，将金属基材通过去离子水清洗后烘干，再利用乙醇清洗后风干，再用离子水清洗烘干，石墨烯导电膜涂液对金属基材涂刷后固化烘干制得石墨烯电热膜，其中石墨烯导电膜涂液包括以下按重量份的原料：石墨烯188份、辅助溶剂68份、混合树脂58份。
作为本发明再进一步的方案：所述辅助溶剂由乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂组成。
作为本发明再进一步的方案：所述乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂加入的重量比为2-5:1-6:3-7:2-9。
作为本发明再进一步的方案：所述乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂加入的重量比为3:2:5:7。
作为本发明再进一步的方案：所述交联剂包括金属偶联剂、异氰酸酯、硅烷偶联剂和多元胺中的一种或多种。
作为本发明再进一步的方案：所述混合树脂由按质量比为3:1:1的石英砂、丙烯酸树脂和导电环氧树脂组成。
作为本发明的另一个目的上提供一种石墨烯电热膜的制备方法，包括以下步骤：
1)金属基材处理
第一步，将金属基材通过去离子水清洗后烘干；
第二步，再利用乙醇清洗后风干；
第三步，再用离子水清洗烘干；
2)石墨烯导电膜涂液的制备
第一步，向石墨烯中加入辅助溶剂，匀速搅拌30min后再超声分散50min，得到第一制备液；
第二步，向第一制备液中加入混合树脂，导入高速搅拌机中搅拌40-60min，得到第二制备液；
第三步，将第二制备液放入到80℃的环境下进行浓缩，再化学气相沉积制得石墨烯导电膜涂液；
3)步骤2)制得的石墨烯导电膜涂液对经过步骤1)处理后的金属基材涂刷，再固化烘干制得石墨烯电热膜。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤2)中的高速搅拌机搅拌的时间为58min。
本发明还提供了上述石墨烯电热膜制成电极片在新能源电池领域中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用由按质量比为3:1:1的石英砂、丙烯酸树脂和导电环氧树脂组成的混合树脂，石墨烯电热膜耐磨不易脱落，使用寿命长；
2、石墨烯电热膜的制备方法，工艺简单，成本低。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种石墨烯电热膜，将金属基材通过去离子水清洗后烘干，再利用乙醇清洗后风干，再用离子水清洗烘干，石墨烯导电膜涂液对金属基材涂刷后固化烘干制得石墨烯电热膜，其中石墨烯导电膜涂液包括以下按重量份的原料：石墨烯180份、辅助溶剂50份、混合树脂40份。
其中，所述辅助溶剂由乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂组成；所述乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂加入的重量比为3:2:5:7；所述交联剂包括金属偶联剂、异氰酸酯、硅烷偶联剂和多元胺中的一种或多种；所述混合树脂由按质量比为3:1:1的石英砂、丙烯酸树脂和导电环氧树脂组成。
实施例2
本发明实施例中，一种石墨烯电热膜，将金属基材通过去离子水清洗后烘干，再利用乙醇清洗后风干，再用离子水清洗烘干，石墨烯导电膜涂液对金属基材涂刷后固化烘干制得石墨烯电热膜，其中石墨烯导电膜涂液包括以下按重量份的原料：石墨烯200份、辅助溶剂80份、混合树脂70份。
其中，所述辅助溶剂由乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂组成；所述乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂加入的重量比为3:2:5:7；所述交联剂包括金属偶联剂、异氰酸酯、硅烷偶联剂和多元胺中的一种或多种；所述混合树脂由按质量比为3:1:1的石英砂、丙烯酸树脂和导电环氧树脂组成。
实施例3
本发明实施例中，一种石墨烯电热膜，将金属基材通过去离子水清洗后烘干，再利用乙醇清洗后风干，再用离子水清洗烘干，石墨烯导电膜涂液对金属基材涂刷后固化烘干制得石墨烯电热膜，其中石墨烯导电膜涂液包括以下按重量份的原料：石墨烯188份、辅助溶剂68份、混合树脂58份。
其中，所述辅助溶剂由乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂组成；所述乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂加入的重量比为2:1:3:2；所述交联剂包括金属偶联剂、异氰酸酯、硅烷偶联剂和多元胺中的一种或多种；所述混合树脂由按质量比为3:1:1的石英砂、丙烯酸树脂和导电环氧树脂组成。
实施例4
本发明实施例中，一种石墨烯电热膜，将金属基材通过去离子水清洗后烘干，再利用乙醇清洗后风干，再用离子水清洗烘干，石墨烯导电膜涂液对金属基材涂刷后固化烘干制得石墨烯电热膜，其中石墨烯导电膜涂液包括以下按重量份的原料：石墨烯188份、辅助溶剂68份、混合树脂58份。
其中，所述辅助溶剂由乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂组成；所述乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂加入的重量比为5:6:7:9；所述交联剂包括金属偶联剂、异氰酸酯、硅烷偶联剂和多元胺中的一种或多种；所述混合树脂由按质量比为3:1:1的石英砂、丙烯酸树脂和导电环氧树脂组成。
实施例5
本发明实施例中，一种石墨烯电热膜，将金属基材通过去离子水清洗后烘干，再利用乙醇清洗后风干，再用离子水清洗烘干，石墨烯导电膜涂液对金属基材涂刷后固化烘干制得石墨烯电热膜，其中石墨烯导电膜涂液包括以下按重量份的原料：石墨烯188份、辅助溶剂68份、混合树脂58份。
其中，所述辅助溶剂由乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂组成；所述乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂加入的重量比为3:2:5:7；所述交联剂包括金属偶联剂、异氰酸酯、硅烷偶联剂和多元胺中的一种或多种；所述混合树脂由按质量比为3:1:1的石英砂、丙烯酸树脂和导电环氧树脂组成。
一种石墨烯电热膜的制备方法，包括以下步骤：
1)金属基材处理
第一步，将金属基材通过去离子水清洗后烘干；
第二步，再利用乙醇清洗后风干；
第三步，再用离子水清洗烘干；
2)石墨烯导电膜涂液的制备
第一步，向石墨烯中加入辅助溶剂，匀速搅拌30min后再超声分散50min，得到第一制备液；
第二步，向第一制备液中加入混合树脂，导入高速搅拌机中搅拌40-60min，得到第二制备液；
第三步，将第二制备液放入到80℃的环境下进行浓缩，再化学气相沉积制得石墨烯导电膜涂液；
3)步骤2)制得的石墨烯导电膜涂液对经过步骤1)处理后的金属基材涂刷，再固化烘干制得石墨烯电热膜。
其中，所述步骤2)中的高速搅拌机搅拌的时间为58min。
上述石墨烯电热膜制成电极片应用在新能源电池领域中。
对比例1
一种石墨烯电热膜，将金属基材通过去离子水清洗后烘干，再利用乙醇清洗后风干，再用离子水清洗烘干，石墨烯导电膜涂液对金属基材涂刷后固化烘干制得石墨烯电热膜，其中石墨烯导电膜涂液包括以下按重量份的原料：石墨烯188份、辅助溶剂68份。
上述实施例1、2、5和对比例1中石墨烯电热膜的配方组分如下表1：
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例5 | 对比例1 | |
| 石墨烯 | 180 | 200 | 188 | 188 |
| 辅助溶剂 | 50 | 80 | 68 | 68 |
| 混合树脂 | 40 | 70 | 58 | 0 |
分别对实施例1、2、5和对比例1中制得的产品进行检测实验，其检测结果如下表2：
表2
| 实验1个月的磨痕深度 | 折弯脱落性 | |
| 实施例1 | 0.05mm | 无脱落 |
| 实施例2 | 0.06mm | 无脱落 |
| 实施例5 | 0.04mm | 无脱落 |
| 对比例1 | 0.5mm | 部分脱落 |
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种石墨烯电热膜，其特征在于，将金属基材通过去离子水清洗后烘干，再利用乙醇清洗后风干，再用离子水清洗烘干，石墨烯导电膜涂液对金属基材涂刷后固化烘干制得石墨烯电热膜，其中石墨烯导电膜涂液包括以下按重量份的原料：石墨烯180-200份、辅助溶剂50-80份、混合树脂40-70份。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯电热膜，其特征在于，所述石墨烯电热膜，将金属基材通过去离子水清洗后烘干，再利用乙醇清洗后风干，再用离子水清洗烘干，石墨烯导电膜涂液对金属基材涂刷后固化烘干制得石墨烯电热膜，其中石墨烯导电膜涂液包括以下按重量份的原料：石墨烯188份、辅助溶剂68份、混合树脂58份。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种石墨烯电热膜，其特征在于，所述辅助溶剂由乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂组成。
4.根据权利要求3所述的一种石墨烯电热膜，其特征在于，所述乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂加入的重量比为2-5:1-6:3-7:2-9。
5.根据权利要求3所述的一种石墨烯电热膜，其特征在于，所述乙二醇、丙三醇、交联剂和助溶剂加入的重量比为3:2:5:7。
6.根据权利要求3所述的一种石墨烯电热膜，其特征在于，所述交联剂包括金属偶联剂、异氰酸酯、硅烷偶联剂和多元胺中的一种或多种。
7.根据权利要求1-2任一所述的一种石墨烯电热膜，其特征在于，所述混合树脂由按质量比为3:1:1的石英砂、丙烯酸树脂和导电环氧树脂组成。
8.一种根据权利要求1-7任一所述的一种石墨烯电热膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)金属基材处理
第一步，将金属基材通过去离子水清洗后烘干；
第二步，再利用乙醇清洗后风干；
第三步，再用离子水清洗烘干；
2)石墨烯导电膜涂液的制备
第一步，向石墨烯中加入辅助溶剂，匀速搅拌30min后再超声分散50min，得到第一制备液；
第二步，向第一制备液中加入混合树脂，导入高速搅拌机中搅拌40-60min，得到第二制备液；
第三步，将第二制备液放入到80℃的环境下进行浓缩，再化学气相沉积制得石墨烯导电膜涂液；
3)步骤2)制得的石墨烯导电膜涂液对经过步骤1)处理后的金属基材涂刷，再固化烘干制得石墨烯电热膜。
9.根据权利要求8所述的一种石墨烯电热膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的高速搅拌机搅拌的时间为58min。
10.一种根据权利要求1-7任一所述的石墨烯电热膜制成电极片在新能源电池领域中的应用。
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| CN201811278564.6A Pending CN109089338A (zh) | 2018-10-30 | 2018-10-30 | 一种石墨烯电热膜及其制备方法和应用 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110324920A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-11 | 乐福之家纳米材料有限责任公司 | 一种保温型石墨烯电热膜的制备方法 |
| CN113056044A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-29 | 刘忠海 | 一种石墨烯金属网及其制备方法以及电加热带及其应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104109836A (zh) * | 2013-04-22 | 2014-10-22 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 石墨烯镀层的制造方法 |
| CN106633890A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-05-10 | 黄宇 | 一种高韧性石墨烯改性橡胶材料 |
| CN107502076A (zh) * | 2017-09-27 | 2017-12-22 | 苏州大学 | 抗腐蚀石墨烯工业涂料及其制备方法和应用 |
| CN107564874A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-01-09 | 硕阳科技股份公司 | 一种柔性散热薄膜及其制作方法和复合柔性散热薄膜 |
-
2018
- 2018-10-30 CN CN201811278564.6A patent/CN109089338A/zh active Pending
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