CN110213845A - 一种石墨烯耐高温云母电热板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电热板及其制备方法，特别涉及一种石墨烯耐高温云母电热板及其制备方法。包括从上到下依次重叠后经过热压机热压合成的石墨烯耐高温云母电热板，包括表面装饰层、上云母绝缘层、石墨烯发热层和下云母绝缘层。本发明石墨烯耐高温云母电热板是采用石墨烯导电纸为发热芯层，防火等级的云母纸作为绝缘材料，用有机硅作为胶黏剂经过热压机热压合成的电热板，具有防火性、安全等级高、耐高温300℃、绝缘性高、发热效率高、发热速度快、结构稳定、使用寿命长，可在200～300℃之间长期使用。解决了电热膜，以及环氧电偶热板只有在100℃以内使用的局限性和容易引起火灾的现象，适宜推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种电热板及其制备方法，特别涉及一种石墨烯耐高温云母电热板及其制备方法。
背景技术
目前，市场上应用的电热板主要材料为碳基体环氧树脂绝缘体材料电热板和PET电热膜。上述电热板耐温系数低，只能在100℃以下使用。并且在使用的过程中具有电热板变形大、防火等级低、安全隐患大、引起故障率高、衰减功率大以及引起火灾现象等缺点。随着市场对于电热板需求的增加，电热板的耐高温性能的要求也越来越高，单纯只能在100℃以下使用的现有技术的电热板不能满足市场的需求。因此，现在市场上急需研发一种耐高温，使用安全的新型的电热板。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明提供一种石墨烯耐高温云母电热板及其制备方法。
本发明的技术方案为：
一种石墨烯耐高温云母电热板，包括从上到下依次固定连接的表面装饰层、上云母绝缘层、石墨烯发热层和下云母绝缘层。
优选的，所述表面装饰层设置为PET热转印膜或UV彩印装饰层。
优选的，所述上云母绝缘层、下云母绝缘层分别包括若干层云母绝缘纸。
优选的，所述石墨烯发热层包括石墨烯导电纸和固定于石墨烯导电纸上且设置于石墨烯导电纸周边的铜带。
优选的，所述铜带通过石墨烯导电胶固定在石墨烯导电纸的周边。
优选的，所述石墨烯发热层的上面和下面涂覆有有机硅树脂胶。
优选的，还包括粘合剂，所述上云母绝缘层、石墨烯发热层和下云母绝缘层通过粘合剂固定连接。
优选的，所述粘合剂包括以下重量份的各组分：有机硅树脂胶30～40份、甲苯50～60份、环氧树脂胶5～10份、固化剂1～3份。
上述一种石墨烯耐高温云母电热板的制备方法，包括如下步骤：
1)制备石墨烯发热层
(1)根据使用规格和功率要求裁剪石墨烯导电纸；
(2)根据功率要求在石墨烯导电纸边缘部位涂上石墨烯导电胶后粘贴铜带形成石墨烯发热层；
(3)将步骤(2)中石墨烯发热层上面和下面涂上有机硅树脂胶；
(4)将步骤(3)中涂胶后的石墨烯发热层用热烘道机进行烘干；
2)将所选卷筒云母绝缘纸用转动棍连续输送到有机硅树脂胶涂胶辊上，连续涂上有机硅树脂胶；
3)将步骤2)中涂胶后的云母绝缘纸连续输送到热烘道机输送帘上进行烘干；
4)将步骤3)中烘干后的涂胶云母绝缘纸按照使用规格要求进行裁剪；
5)依次重叠铺设；下云母绝缘层、粘合剂、石墨烯发热层、粘合剂、上云母绝缘层、粘合剂、表面装饰层；
6)步骤5)中铺设后，用热压机在190℃～220℃内热压1h～2h，热压完后，继续冷却压合15h以上；
7)步骤6)中压合后按规格要求进行裁剪制备出石墨烯耐高温云母电热板。
本发明所达到的有益效果为：
本发明采用石墨烯导电纸为发热材料，石墨烯导电纸是把碳纤维表面用石墨烯复合后利用湿法造纸工艺制备的一种导电发热纸，具有发热均匀、发热快、辐射装换效率高、涂胶透胶性好、层与层之间结合好、克服横向变形力强、没有横向变形、没有横向电阻变化、纵向变化更微小、衰减功率小、使用寿命长成本低。以云母纸作为绝缘材料，现有通用云母板由云母纸与有机硅胶水粘合、加温、压制而成，其中云母含量约为90％，有机硅胶水含量为10％，持续使用条件下耐温为500℃，间歇使用条件下耐温可以达到850℃，云母板具有优良的耐高温绝缘性能，最高耐温高达1000℃，在耐高温绝缘材料中，具有良好的性价比同时云母板具有优良的电气绝缘性能，普通产品的耐电压击穿指标就高达20KV/mm。另外，云母板具有优良的抗弯强度与加工性能、抗弯强度、韧性极好，能各种形状而不分层。
利用石墨烯导电纸和云母绝缘纸制备了石墨烯耐高温云母电热板，克服了环氧绝缘电热板和PET电热膜只有在100℃温度以下使用的不足点，弥补了碳基体发热板可以在100℃－300℃之间高温实用性，以及保证了碳基体发热板的防火等级安全性，提高了发热板的耐温性、结构稳定性、减少了衰减功率、保证了发热板的使用寿命。石墨烯耐高温云母电热板具有发热均匀、发热快、辐射装换效率高、衰减功率小、使用寿命长成本低优点。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明中石墨烯发热层的结构示意图。
其中，1、表面装饰层；2、上云母绝缘层；3、石墨烯发热层；31、石墨烯导电纸；32、铜带；4、下云母绝缘层。
具体实施方式
为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1
如图1和2所示，一种石墨烯耐高温云母电热板，包括从上到下依次通过粘合剂固定连接的表面装饰层1、上云母绝缘层2、石墨烯发热层3和下云母绝缘层4。所述表面装饰层1设置为PET热转印膜或UV彩印装饰层，本实施例选择PET热转印膜。所述上云母绝缘层2、下云母绝缘层4分别包括若干层云母绝缘纸。
所述石墨烯发热层3包括石墨烯导电纸31和固定于石墨烯导电纸31上且设置于石墨烯导电纸周边的铜带32。所述铜带32通过石墨烯导电胶固定在石墨烯导电纸31的周边。所述石墨烯发热层3的上面和下面涂覆有有机硅树脂胶。
所述粘合剂包括以下重量份的各组分：有机硅树脂胶35份、甲苯55份、环氧树脂胶8份、固化剂2份。
上述一种石墨烯耐高温云母电热板的制备方法，包括如下步骤：
1)制备石墨烯发热层
(1)根据使用规格和功率要求裁剪石墨烯导电纸；
(2)根据功率要求在石墨烯导电纸边缘部位涂上石墨烯导电胶后粘贴铜带形成石墨烯发热层；
(3)将步骤(2)中石墨烯发热层上面和下面涂上有机硅树脂胶；
(4)将步骤(3)中涂胶后的石墨烯发热层用热烘道机进行烘干；
2)将所选卷筒云母绝缘纸用转动棍连续输送到有机硅树脂胶涂胶辊上，连续涂上有机硅树脂胶；
3)将步骤2)中涂胶后的云母绝缘纸连续输送到热烘道机输送帘上进行烘干；
4)将步骤3)中烘干后的涂胶云母绝缘纸按照使用规格要求进行裁剪；
5)依次重叠铺设；下云母绝缘层、粘合剂、石墨烯发热层、粘合剂、上云母绝缘层、粘合剂、表面装饰层；
6)步骤5)中铺设后，用热压机在200℃内热压1.5h，热压完后，继续冷却压合15h；
7)步骤6)中压合后按规格要求进行裁剪制备出石墨烯耐高温云母电热板。
实施例2
将实施例1中石墨烯耐高温云母电热板与环氧树脂电热板耐温和绝缘电气强度表征数据表1所示：
表1实施例1中石墨烯耐高温云母电热板与环氧树脂电热板耐温和绝缘电气强度表征数据
如表1所示，环氧树脂碳晶电热板在50℃温度以内的时候变形量不大，但在100℃温度时候变形量已经很大，会引起内部电路被破坏的可能性很大，在200℃温度时候被破坏电路碳晶着火，因此环氧树脂碳晶电热板因耐温性很低适合应用在50℃温度以内加热使用比较有安全性。
实施例1中的石墨烯耐高温云母电热板在300℃温度范围内电热板变形度很小，不到1mm，说明石墨烯耐高温云母电热板耐温性很高且对内部结构性保护性很高，而且云母板本身是防火等级绝缘材料，电气强度也比环氧树脂板高很多，安全性很高。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种石墨烯耐高温云母电热板，其特征在于：包括从上到下依次固定连接的表面装饰层、上云母绝缘层、石墨烯发热层和下云母绝缘层。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯耐高温云母电热板，其特征在于：所述表面装饰层设置为PET热转印膜或UV彩印装饰层。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯耐高温云母电热板，其特征在于：所述上云母绝缘层、下云母绝缘层分别包括若干层云母绝缘纸。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯耐高温云母电热板，其特征在于：所述石墨烯发热层包括石墨烯导电纸和固定于石墨烯导电纸上且设置于石墨烯导电纸周边的铜带。
5.根据权利要求4所述的一种石墨烯耐高温云母电热板，其特征在于：所述铜带通过石墨烯导电胶固定在石墨烯导电纸的周边。
6.根据权利要求4所述的一种石墨烯耐高温云母电热板，其特征在于：所述石墨烯发热层的上面和下面涂覆有有机硅树脂胶。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯耐高温云母电热板，其特征在于：还包括粘合剂，所述上云母绝缘层、石墨烯发热层和下云母绝缘层通过粘合剂固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种石墨烯耐高温云母电热板，其特征在于，所述粘合剂包括以下重量份的各组分：有机硅树脂胶30～40份、甲苯50～60份、环氧树脂胶5～10份、固化剂1～3份。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种石墨烯耐高温云母电热板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制备石墨烯发热层
(1)根据使用规格和功率要求裁剪石墨烯导电纸；
(2)根据功率要求在石墨烯导电纸边缘部位涂上石墨烯导电胶后粘贴铜带形成石墨烯发热层；
(3)将步骤(2)中石墨烯发热层的上面和下面涂上有机硅树脂胶；
(4)将步骤(3)中涂胶后的石墨烯发热层用热烘道机进行烘干；
2)将所选卷筒云母绝缘纸用转动棍连续输送到有机硅树脂胶涂胶辊上，连续涂上有机硅树脂胶；
3)将步骤2)中涂胶后的云母绝缘纸连续输送到热烘道机输送帘上进行烘干；
4)将步骤3)中烘干后的涂胶云母绝缘纸按照使用规格要求进行裁剪；
5)依次重叠铺设；下云母绝缘层、粘合剂、石墨烯发热层、粘合剂、上云母绝缘层、粘合剂、表面装饰层；
6)步骤5)中铺设后，用热压机在190℃～220℃内热压1h～2h，热压完后，继续冷却压合15h以上；
7)步骤6)中压合后按规格要求进行裁剪制备出石墨烯耐高温云母电热板。
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