CN110312330A - 一种安全电热膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安全电热膜及其制备方法，采用绝缘材料作为基材，将纳米碳导电涂料涂于绝缘基材上，两侧复合导电银浆涂层和紫铜箔载流条，上层贴合绝缘基材，上下层绝缘基材外侧涂布导电静磁屏蔽涂料，得到一种安全的电热膜。通过上述方式，本发明的安全电热膜及其制备方法，方法简单易行，可控性好，有效地解决了电热膜在交流电场作用下产生对人体危害的工频电磁辐射问题，制备得到的电热膜在使用方面更加安全、可靠，适用于大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及电热膜材料及制备技术领域，特别是涉及一种安全电热膜及其制备方法。
背景技术
近年来，电热膜作为一种低碳、环保、舒适的取暖方式，具有发热面积大、温度均匀、采暖舒适度高等优点，已经获得越来越多用户的认可，是目前主要的电采暖方式之一。然而传统电热膜在电压220V、频率50Hz交变电场作用下会产生低频电磁辐射。人体神经系统靠生物电位传送信号，而长期使用电热膜产生的低频电磁辐射场可能会对人体神经系统产生影响，威胁到用户的身体健康，此缺陷使电热膜难以满足消费者的需求，在市场上很难销售。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种安全电热膜及其制备方法，具有工艺简单、易规模化生产、使用安全等优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种安全电热膜，包括第一绝缘基材、第二绝缘基材、纳米碳导电层、导电银浆涂层、紫铜箔载流条、热熔胶层和导电电磁屏蔽层，所述纳米碳导电层设置在所述第一绝缘基材的一面上，所述导电银浆涂层设置在所述第一绝缘基材的两侧且位于所述纳米碳导电层上，所述紫铜箔载流条设置在所述导电银浆涂层上， 所述热熔胶层设置在所述第二绝缘基材的一面上，所述第一绝缘基材和所述第二绝缘基材相贴设置，所述纳米碳导电层、所述导电银浆涂层、所述紫铜箔载流条和所述热熔胶层位于所述第一绝缘基材和所述第二绝缘基之间，所述导电电磁屏蔽层设置在所述安全电热膜的上表面和下表面上。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一绝缘基材的材质为聚酯PET、聚酰亚胺PI、聚氯乙烯PVC中的一种；所述第一绝缘基材的厚度为25μm～350μm。
在本发明一个较佳实施例中，所述纳米碳导电层中包括的组分有纳米碳、树脂、分散助剂和水，所述纳米碳导电层中各组分的含量为：以重量份计，10~30份纳米碳、10~30份树脂、1~5份分散助剂、35~79份水，其中所述纳米碳为石墨烯、碳纳米管、短切碳纤维粉、纳米导电炭黑中的一种或几种，所述树脂为水性酚醛树脂、水性环氧树脂、水性不饱和聚酯树脂、水性聚氨酯树脂中的一种或几种，所述分散助剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；所述纳米碳导电层的厚度为1μm~30μm。
在本发明一个较佳实施例中，所述导电电磁屏蔽层中包括第一组分和第二组分，所述第一组分中各组分的含量为20~30份环氧树脂、30~50份导电电磁屏蔽填料、2~5份偶联剂KH550、0.3~1份分散剂DISPERBYK161、3~6气相二氧化硅组成、15~25份丁醇，所述第二组分中各组分的含量为10~30份酚醛胺固化剂、70~90份丁醇；所述第一组分与第二组分的质量比为2:1；所述导电电磁屏蔽层的厚度为1μm~1000μm。
在本发明一个较佳实施例中，所述导电电磁屏蔽填料包括导电填料和电磁屏蔽填料，所述导电电磁屏蔽填料中各组分的含量为：30~50份导电填料、50~70份电磁屏蔽填料，其中所述导电填料为石墨烯、碳纳米管、短切碳纤维粉、纳米导电炭黑中的一种或几种，所述电磁屏蔽填料为铁粉、硅钢粉、坡莫合金粉中的一种或几种。
提供一种安全电热膜的制备方法，包括步骤为：（1）将纳米碳制备成纳米碳导电涂料，将所述纳米碳导电涂料涂覆于第一绝缘基材的一面上；（2）将导电银浆涂层涂覆于所述纳米碳导电涂料上，且所述导电银浆涂层位于所述第一绝缘基材的两侧呈条状，再将紫铜箔载流条压合于所述导电银浆涂层上；（3）将热熔胶涂覆于第二绝缘基材上，并将所述第一绝缘基材和所述第二绝缘基材进行贴合，其中所述热熔胶、所述纳米碳导电涂料、所述导电银浆涂层、所述紫铜箔载流条位于所述第一绝缘基材和所述第二绝缘基之间；（4）将导电电磁屏蔽涂料涂覆于所述安全电热膜的上表面和下表面上，并进行干燥处理，得到安全电热膜。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）中所述纳米碳导电涂料的涂覆是通过涂布机实现的；步骤（1）中所述第一绝缘基材的材质为聚酯PET、聚酰亚胺PI、聚氯乙烯PVC中的一种；步骤（1）中所述第一绝缘基材的厚度为25μm～350μm；步骤（1）中所述纳米碳导电涂料中包括的组分有纳米碳、树脂、分散助剂和水，所述纳米碳导电涂料中各组分的含量为：以重量份计，10~30份纳米碳、10~30份树脂、1~5份分散助剂、35~79份水，其中所述纳米碳为石墨烯、碳纳米管、短切碳纤维粉、纳米导电炭黑中的一种或几种，所述树脂为水性酚醛树脂、水性环氧树脂、水性不饱和聚酯树脂、水性聚氨酯树脂中的一种或几种，所述分散助剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；步骤（1）中所述纳米碳导电涂料涂覆后的厚度为1μm~30μm；步骤（1）中所述纳米碳导电涂料涂覆后进行干燥，所述干燥温度为130℃~160℃。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中所述导电银浆电极的涂覆是通过丝网印刷机实现的；步骤（3）中所述热熔胶为EVA热熔胶。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（4）中所述导电电磁屏蔽涂料中包括第一组分和第二组分，所述第一组分中各组分的含量为20~30份环氧树脂、30~50份导电电磁屏蔽填料、2~5份偶联剂KH550、0.3~1份分散剂DISPERBYK161、3~6气相二氧化硅组成、15~25份丁醇，所述第二组分中各组分的含量为10~30份酚醛胺固化剂、70~90份丁醇；所述第一组分与第二组分的质量比为2:1；所述导电电磁屏蔽层的厚度为1μm~1000μm。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（4）中所述导电电磁屏蔽填料包括导电填料和电磁屏蔽填料，所述导电电磁屏蔽填料中各组分的含量为：30~50份导电填料、50~70份电磁屏蔽填料，其中所述导电填料为石墨烯、碳纳米管、短切碳纤维粉、纳米导电炭黑中的一种或几种，所述电磁屏蔽填料为铁粉、硅钢粉、坡莫合金粉中的一种或几种。
本发明的有益效果是：本发明的安全电热膜及其制备方法，方法简单易行，可控性好，有效地解决了电热膜在交流电场作用下产生对人体危害的工频电磁辐射问题，制备得到的电热膜在使用方面更加安全、可靠，适用于大规模推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明的安全电热膜一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1所述安全电热膜与普通电热膜的电磁辐射值对比图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，提供一种安全电热膜，包括第一绝缘基材1、第二绝缘基材2、纳米碳导电层3、导电银浆涂层4、紫铜箔载流条5、热熔胶层6和导电电磁屏蔽层7，所述纳米碳导电层3设置在所述第一绝缘基材1的一面上，所述导电银浆涂层4设置在所述第一绝缘基材1的两侧且位于所述纳米碳导电层3上，所述紫铜箔载流条5设置在所述导电银浆涂层4上，所述热熔胶层6设置在所述第二绝缘基材2的一面上，所述第一绝缘基材1和所述第二绝缘基材2相贴设置，所述纳米碳导电层3、所述导电银浆涂层4、所述紫铜箔载流条5和所述热熔胶层6位于所述第一绝缘基材1和所述第二绝缘基2之间，所述导电电磁屏蔽层7设置在所述安全电热膜的上表面和下表面上。
提供一种安全电热膜的制备方法，包括步骤为：
（1）将10份石墨烯，1份十二烷基苯磺酸钠，70份去离子水经充分研磨、搅拌分散，制成12.3wt%的分散液，之后混入19份水性聚氨酯树脂搅拌均匀，制备成纳米碳导电涂料，利用涂布机将所述纳米碳导电涂料涂布于第一绝缘基材的一面上，并在130℃烘箱里干燥处理5min，涂布时严格控制涂层湿膜厚度及均一性，形成的纳米碳导电涂层干膜厚15μm±1μm，所述第一绝缘基材为PET膜，厚度为180μm。
（2）将导电银浆涂层通过丝网印刷机涂覆于所述纳米碳导电涂料上，且所述导电银浆涂层位于所述第一绝缘基材的两侧呈条状，所述导电银浆涂层的宽幅为18mm宽，所述导电银浆涂层紧密附着于纳米碳导电涂料上并在140℃烘箱里干燥处理30min，形成的导电银浆涂层的干膜厚2μm，再将铜箔载流条附着于所述导电银浆电极上并紧密贴合，所述铜箔载流条的宽为15mm、厚为50μm；
（3）将EVA热熔胶涂覆于第二绝缘基材上，所述第二绝缘基材为PET膜，厚度为100μm，并将所述第一绝缘基材和所述第二绝缘基材进行140℃热贴合，其中所述热熔胶、所述纳米碳导电涂料、所述导电银浆涂层、所述紫铜箔载流条位于所述第一绝缘基材和所述第二绝缘基之间。
（4）先将6份气相二氧化硅、2份偶联剂KH550、0.5份分散剂BYK161、纳米导电炭黑15份、30坡莫合金粉、20份丁醇混合均匀并高速分散25min；将26.5份环氧树脂加入该体系，混合均匀后，使用砂磨机研磨20min至细度35μm以下，获得导电电磁屏蔽涂料A组分。将30份酚醛胺固化剂中加入70份丁醇，混合均匀后获得导电电磁屏蔽涂料B组分。将A组分与B组分按照质量比为8:1比例均匀混合后涂布于所述安全电热膜的上表面和下表面上，即所述第一绝缘基材和所述第二绝缘基的外侧，于70℃烘箱烘干2h，干燥后的导电电磁屏蔽涂层厚度50μm，得到具备屏蔽低频电磁辐射效果的安全电热膜。所述偶联剂KH550的来源为广州市守正化工科技有限公司。所述分散剂DISPERBYK161的来源为毕克助剂（上海）有限公司。
将实施一得到的所述安全电热膜中的两条紫铜箔载流条接入AC 220V电源，测试安全电热膜的工频电磁辐射值并与无电磁屏蔽层的电热膜对比。图2为实施例一制备的安全电热膜与无电磁屏蔽效果的电热膜在通电时不同位置电磁辐射值对比图。
本发明提出一种安全电热膜及其制备方法，该方法制备的导电电磁屏蔽涂层，其中纳米碳材料具有优异的导电导热性能以及耐氧化性，而电磁屏蔽填料具有吸波性能，将二者结合，电热膜通电时产生的低频电磁波，在进入导电电磁屏蔽层时，与屏蔽材料作用时发生吸收衰减，从而减弱了低频电磁场在地板空间上的强度，避免电热膜的使用者在低频电磁场强度中长时间暴露而影响人体健康。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种安全电热膜，其特征在于，包括第一绝缘基材、第二绝缘基材、纳米碳导电层、导电银浆涂层、紫铜箔载流条、热熔胶层和导电电磁屏蔽层，所述纳米碳导电层设置在所述第一绝缘基材的一面上，所述导电银浆涂层设置在所述第一绝缘基材的两侧且位于所述纳米碳导电层上，所述紫铜箔载流条设置在所述导电银浆涂层上， 所述热熔胶层设置在所述第二绝缘基材的一面上，所述第一绝缘基材和所述第二绝缘基材相贴设置，所述纳米碳导电层、所述导电银浆涂层、所述紫铜箔载流条和所述热熔胶层位于所述第一绝缘基材和所述第二绝缘基之间，所述导电电磁屏蔽层设置在所述安全电热膜的上表面和下表面上。
2.根据权利要求1所述的安全电热膜，其特征在于，所述第一绝缘基材的材质为聚酯PET、聚酰亚胺PI、聚氯乙烯PVC中的一种；所述第一绝缘基材的厚度为25μm～350μm。
3.根据权利要求1所述的安全电热膜，其特征在于，所述纳米碳导电层中包括的组分有纳米碳、树脂、分散助剂和水，所述纳米碳导电层中各组分的含量为：以重量份计，10~30份纳米碳、10~30份树脂、1~5份分散助剂、35~79份水，其中所述纳米碳为石墨烯、碳纳米管、短切碳纤维粉、纳米导电炭黑中的一种或几种，所述树脂为水性酚醛树脂、水性环氧树脂、水性不饱和聚酯树脂、水性聚氨酯树脂中的一种或几种，所述分散助剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；所述纳米碳导电层的厚度为1μm~30μm。
4.根据权利要求1所述的安全电热膜，其特征在于，所述导电电磁屏蔽层中包括第一组分和第二组分，所述第一组分中各组分的含量为20~30份环氧树脂、30~50份导电电磁屏蔽填料、2~5份偶联剂KH550、0.3~1份分散剂DISPERBYK161、3~6气相二氧化硅组成、15~25份丁醇，所述第二组分中各组分的含量为10~30份酚醛胺固化剂、70~90份丁醇；所述第一组分与第二组分的质量比为2:1；所述导电电磁屏蔽层的厚度为1μm~1000μm。
5.根据权利要求4所述的安全电热膜，其特征在于，所述导电电磁屏蔽填料包括导电填料和电磁屏蔽填料，所述导电电磁屏蔽填料中各组分的含量为：30~50份导电填料、50~70份电磁屏蔽填料，其中所述导电填料为石墨烯、碳纳米管、短切碳纤维粉、纳米导电炭黑中的一种或几种，所述电磁屏蔽填料为铁粉、硅钢粉、坡莫合金粉中的一种或几种。
6.根据权利要求1-5任一所述的安全电热膜的制备方法，其特征在于，包括步骤为：（1）将纳米碳制备成纳米碳导电涂料，将所述纳米碳导电涂料涂覆于第一绝缘基材的一面上；（2）将导电银浆涂层涂覆于所述纳米碳导电涂料上，且所述导电银浆涂层位于所述第一绝缘基材的两侧呈条状，再将紫铜箔载流条压合于所述导电银浆涂层上；（3）将热熔胶涂覆于第二绝缘基材上，并将所述第一绝缘基材和所述第二绝缘基材进行贴合，其中所述热熔胶、所述纳米碳导电涂料、所述导电银浆涂层、所述紫铜箔载流条位于所述第一绝缘基材和所述第二绝缘基之间；（4）将导电电磁屏蔽涂料涂覆于所述安全电热膜的上表面和下表面上，并进行干燥处理，得到安全电热膜。
7.根据权利要求6所述的安全电热膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述纳米碳导电涂料的涂覆是通过涂布机实现的；步骤（1）中所述第一绝缘基材的材质为聚酯PET、聚酰亚胺PI、聚氯乙烯PVC中的一种；步骤（1）中所述第一绝缘基材的厚度为25μm～350μm；步骤（1）中所述纳米碳导电涂料中包括的组分有纳米碳、树脂、分散助剂和水，所述纳米碳导电涂料中各组分的含量为：以重量份计，10~30份纳米碳、10~30份树脂、1~5份分散助剂、35~79份水，其中所述纳米碳为石墨烯、碳纳米管、短切碳纤维粉、纳米导电炭黑中的一种或几种，所述树脂为水性酚醛树脂、水性环氧树脂、水性不饱和聚酯树脂、水性聚氨酯树脂中的一种或几种，所述分散助剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；步骤（1）中所述纳米碳导电涂料涂覆后的厚度为1μm~30μm；步骤（1）中所述纳米碳导电涂料涂覆后进行干燥，所述干燥温度为130℃~160℃。
8.根据权利要求6所述的安全电热膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述导电银浆电极的涂覆是通过丝网印刷机实现的；步骤（3）中所述热熔胶为EVA热熔胶。
9.根据权利要求6所述的安全电热膜的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述导电电磁屏蔽涂料中包括第一组分和第二组分，所述第一组分中各组分的含量为20~30份环氧树脂、30~50份导电电磁屏蔽填料、2~5份偶联剂KH550、0.3~1份分散剂DISPERBYK161、3~6气相二氧化硅组成、15~25份丁醇，所述第二组分中各组分的含量为10~30份酚醛胺固化剂、70~90份丁醇；所述第一组分与第二组分的质量比为2:1；所述导电电磁屏蔽层的厚度为1μm~1000μm。
10.根据权利要求9所述的安全电热膜的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述导电电磁屏蔽填料包括导电填料和电磁屏蔽填料，所述导电电磁屏蔽填料中各组分的含量为：30~50份导电填料、50~70份电磁屏蔽填料，其中所述导电填料为石墨烯、碳纳米管、短切碳纤维粉、纳米导电炭黑中的一种或几种，所述电磁屏蔽填料为铁粉、硅钢粉、坡莫合金粉中的一种或几种。
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Effective date of registration: 20200918 Address after: 214411 No. 109 Xingyuan Road, Changjing Town, Jiangyin City, Wuxi City, Jiangsu Province Applicant after: Jiangsu graphene Technology Co.,Ltd. Address before: 214411 No. 109 Xingyuan Road, Changjing Town, Jiangyin City, Wuxi City, Jiangsu Province Applicant before: Jiangyin Warm Elene Graphene Technology Co.,Ltd. |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191008 |