CN112812687B - 一种含原位聚合绝缘涂层的石墨烯电热膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料制备领域，公开了一种含原位聚合绝缘涂层的石墨烯电热膜的制备方法，本发明首先通过将石墨烯水分散液置于聚四氟乙烯滤膜上，抽滤、干燥、剥离，得到石墨烯薄膜，然后在石墨烯薄膜表面负载一层柔性的活性硅层，再将偏苯三酸酐和二异氰酸酯制备得到的聚酰胺酰亚胺预聚体加入，在石墨烯薄膜表面原位聚合得到聚酰胺酰亚胺绝缘层；实现了聚酰胺酰亚胺绝缘材料在电热膜上的应用。该绝缘层耐热性能好，不易老化，且通过原位聚合的方式与电热膜复合，贴合度好，无需外加胶黏剂。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料制备领域，尤其涉及一种含原位聚合绝缘涂层的石墨烯电热膜的制备方法。
背景技术
电热膜是近年来发展很快的新型电加热技术，以电热膜为发热元件，通电后能够产生热能，热量以辐射的形式进入周围空间中。与传统的利用电热丝为电阻元件的通电散发热量方式相比，电热膜在使用时无需二次传、导热，加热快速、均匀，使用安全、方便，热能利用率能达到95％以上，是一种清洁高效的加热方式。根据电热膜使用的材料可以将电热膜分为金属材料电热膜和非金属材料电热膜，其中碳系电热薄膜为最常见的非金属材料电热膜。
石墨烯自发现以来，因其高导电率、高光电转化效率、高灵敏度和高透光性等优异的性质，在电子产品触摸屏、太阳能电池、发光二极管及导电膜、发热膜等领域表面出很好的应用前景；石墨烯自身易成膜可直接制作成膜，通电后发热为面状发热，电能几乎全部转化为热能，无发光损耗，热量分布均匀，散发热量速度快，可很快提高周围温度，是理想的电热膜材料。
电热膜两侧分别为绝缘层和装饰层，其中装饰层作为电热膜的最外层由电热膜加热，将热量直接以辐射热方式散发，绝缘层可以防止热量以热传导的方式向另一侧散失，同时也防止漏电危险性。常用的绝缘层采用阻燃聚酯薄膜，其耐热性能有限容易老化，且需要通过黏结剂才能和电热膜进行复合，而传统黏结剂也容易受热老化，因此容易导致绝缘层脱落。
聚酰胺酰亚胺是由柔性酰胺基团和耐热酰亚胺环有规则排列的一种热塑性树脂，具有一定的柔性和优良的耐高温性、介电性、绝缘性，对金属及其他材料有很突出的粘结性能，作为耐高温绝缘涂层已广泛应用于航空航天、电子、消防、漆包线漆等领域。聚酰胺酰亚胺是一种理想的绝缘层材料，但由于聚酰胺酰亚胺无法和PET聚酯一样作为基体膜材料，贴合碳材料膜来形成电热膜，因此将聚酰胺酰亚胺应用到电热膜中尚未见文献报道。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含原位聚合绝缘涂层的石墨烯电热膜的制备方法。本发明首先通过将石墨烯水分散液置于聚四氟乙烯滤膜上，抽滤、干燥、剥离，得到石墨烯薄膜，然后在石墨烯薄膜表面负载一层柔性的活性硅层，再将偏苯三酸酐和二异氰酸酯制备得到的聚酰胺酰亚胺预聚体加入，在石墨烯薄膜表面原位聚合得到聚酰胺酰亚胺绝缘层；实现了聚酰胺酰亚胺绝缘材料在电热膜上的应用。该绝缘层耐热性能好，不易老化，且通过原位聚合的方式与电热膜复合，贴合度好，无需外加胶黏剂。
本发明的具体技术方案为：一种含原位聚合绝缘涂层的石墨烯电热膜的制备方法，包括以下步骤：
1)石墨烯薄膜的制备：将石墨烯水分散液置于含聚四氟乙烯滤膜的抽滤装置中，真空抽滤3-4h，然后在70-90℃下干燥3-4h，将表面沉积有石墨烯薄膜的聚四氟乙烯滤膜取出，浸泡于无水乙醇中，机械剥离及室温干燥后，得到石墨烯薄膜。
2)活性硅层的制备：将正硅酸四乙酯和硅烷偶联剂溶于无水乙醇中，然后加入氨水和水，搅拌10-30min，加入有机溶剂和甲苯，升温至100-120℃，将乙醇和水蒸馏除去，加入羟值为80-120mg KOH/g的羟基树脂进行混合，然后将所得产物均匀涂布在石墨烯薄膜上，得到负载有活性硅层的石墨烯薄膜。
3)绝缘涂层的制备：将偏苯三酸酐溶于N-甲基吡咯烷酮中，然后加入二异氰酸酯，升温至120-140℃，保温反应2-3h，加入封闭剂，继续保温反应1-2h，得到聚酰胺酰亚胺预聚体，均匀涂布在负载有活性硅层的石墨烯薄膜上，升温至180-200℃，保温反应1-2h，使聚酰胺酰亚胺预聚体解封，与活性硅层发生原位聚合反应，得到含原位聚合绝缘涂层的石墨烯电热膜。
本发明的技术原理如下：
步骤1)中，本发明采用真空抽滤法制备石墨烯薄膜，将石墨烯分散液沉积在聚四氟乙烯微孔滤膜上，干燥后剥离得到，制备方法简单，薄膜缺陷少。
步骤2)中，本发明通过将正硅酸四乙酯和硅烷偶联剂在氨水的催化下，发生水解反应，形成预水解混合物，溶于有机溶剂后，除去水分，和高羟值的柔性树脂一起，涂布于石墨烯薄膜上，形成柔性的活性硅层(而若不添加柔性树脂，活性硅层会由于柔性不佳而难以适用于电热膜中)，该活性硅层中含有丰富的羟基、硅羟基、氨基/环氧基，在后续的原位聚合的过程中，可继续发生缩合等化学反应，对石墨烯薄膜和聚酰胺酰亚胺绝缘层都有非常好的粘结力。
步骤3)中，本发明通过封闭剂对偏苯三酸酐和二异氰酸酯反应的产物进行封闭，得到的聚酰胺酰亚胺预聚体分子量低，然后在原位聚合的过程中，升温至解封温度，脱去封闭剂，重新生成异氰酸酯基，自身发生交联固化反应，同时和活性硅层进行反应，牢固的结合在石墨烯薄膜表面。
作为优选，步骤1)中：所述石墨烯薄膜的厚度为20-40μm。
作为优选，步骤2)中：所述硅烷偶联剂选自γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
作为优选，步骤2)中：所述有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺。
所述羟基树脂选自羟基聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂。
作为优选，步骤2)中：所述正硅酸四乙酯、硅烷偶联剂、无水乙醇、氨水、水、有机溶剂、甲苯和羟基树脂的质量比为10-20∶1-5∶20-40∶2-5∶20-40∶20-40∶1-5∶10-20。
作为优选，步骤2)中：所述活性硅层的厚度为10-20μm。
作为优选，步骤3)中：所述二异氰酸酯选自二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯和3，3′-二甲基-4，4′-联苯二异氰酸酯中的一种或多种。
作为优选，步骤3)中：所述偏苯三酸酐和二异氰酸酯的摩尔比为1∶1-1.02。
作为优选，步骤3)中：所述N-甲基吡咯烷酮的质量为偏苯三酸酐和二异氰酸酯的质量总和的2-3倍。
作为优选，步骤3)中：所述封闭剂选自苯酚、对氯苯酚。
作为优选，步骤3)中：所述封闭剂的质量为二异氰酸酯的2-5wt％。
作为优选，步骤3)中：所述聚酰胺酰亚胺绝缘层的厚度为10-25μm。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明通过真空抽滤法制备石墨烯薄膜，薄膜厚度可控，均匀缺陷少。
2、本发明通过将正硅酸四乙酯和硅烷偶联剂预水解的方式，和高羟基柔性树脂一起在石墨烯薄膜上涂布形成具有丰富羟基、硅羟基、氨基/环氧基活性官能团的活性硅层，用于黏结石墨烯薄膜和聚酰胺酰亚胺绝缘层。
3、本发明通过苯酚类封闭剂对聚酰胺酰亚胺的异氰酸酯基进行封闭，得到的聚酰胺酰亚胺预聚体涂布在活性硅层上，在达到解封温度后，重新生成异氰酸酯基，发生原位聚合反应，在石墨烯薄膜表面生成牢固结合的绝缘层，无需外加胶黏剂，贴合度好。
4、本发明的合成方法简单、易于工业化，制备得到的石墨烯电热膜可应用于低电压电热产品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
总实施例
一种含原位聚合绝缘涂层的石墨烯电热膜的制备方法，包括以下步骤：
1)石墨烯薄膜的制备：将石墨烯水分散液置于含聚四氟乙烯滤膜的抽滤装置中，真空抽滤3-4h，然后在70-90℃下干燥3-4h，将表面沉积有石墨烯薄膜的聚四氟乙烯滤膜取出，浸泡于无水乙醇中，机械剥离及室温干燥后，得到石墨烯薄膜(厚度为20-40μm)。
2)活性硅层的制备：将正硅酸四乙酯和硅烷偶联剂溶于无水乙醇中，然后加入氨水和水，搅拌10-30min，加入有机溶剂和甲苯，升温至100-120℃，将乙醇和水蒸馏除去，加入羟值为80-120mg KOH/g的羟基树脂进行混合，然后将所得产物均匀涂布在石墨烯薄膜上，得到负载有活性硅层(厚度为10-20μm)的石墨烯薄膜。
其中，硅烷偶联剂选自γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺。羟基树脂选自羟基聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂。正硅酸四乙酯、硅烷偶联剂、无水乙醇、氨水、水、有机溶剂、甲苯和羟基树脂的质量比为10-20∶1-5∶20-40∶2-5∶20-40∶20-40∶1-5∶10-20。
3)绝缘涂层的制备：将偏苯三酸酐溶于N-甲基吡咯烷酮中，然后加入二异氰酸酯，升温至120-140℃，保温反应2-3h，加入封闭剂，继续保温反应1-2h，得到聚酰胺酰亚胺预聚体，均匀涂布在负载有活性硅层的石墨烯薄膜上，升温至180-200℃，保温反应1-2h，使聚酰胺酰亚胺预聚体解封，与活性硅层发生原位聚合反应，得到含原位聚合绝缘涂层的石墨烯电热膜，聚酰胺酰亚胺绝缘层的厚度为10-25μm。
其中，二异氰酸酯选自二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯和3，3′-二甲基-4，4′-联苯二异氰酸酯中的一种或多种。封闭剂选自苯酚、对氯苯酚。偏苯三酸酐和二异氰酸酯的摩尔比为1∶1-1.02。N-甲基吡咯烷酮的质量为偏苯三酸酐和二异氰酸酯的质量总和的2-3倍。封闭剂的质量为二异氰酸酯的2-5wt％。
实施例1
1)石墨烯薄膜的制备：将石墨烯水分散液置于聚四氟乙烯滤膜的布氏漏斗中，抽滤4h，然后在70℃干燥4h，将聚四氟乙烯滤膜取出，浸泡在无水乙醇中，通过机械剥离，室温干燥后，得到厚度为20μm的石墨烯薄膜；
2)活性硅层的制备：将正硅酸四乙酯和γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷溶于无水乙醇中，然后加入氨水和水，搅拌10min，加入N，N-二甲基甲酰胺和甲苯，升温至100℃，将乙醇和水蒸馏除去，加入羟值为80mg KOH/g的羟基聚酯树脂进行混合，然后均匀涂布在石墨烯薄膜上，厚度为15μm；正硅酸四乙酯、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、无水乙醇、氨水、水、N，N-二甲基甲酰胺、甲苯和羟基聚酯树脂的质量比为10∶1∶20∶2∶20∶20∶1∶10。
3)绝缘涂层的制备：将偏苯三酸酐溶于N-甲基吡咯烷酮，然后加入二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯，升温至120℃，保温反应3h，加入苯酚，继续保温反应2h，得到聚酰胺酰亚胺预聚体，均匀涂布在负载活性硅层的石墨烯薄膜上，升温至180℃，保温反应2h，使聚酰胺酰亚胺预聚体解封，与活性硅层发生原位聚合反应，得到石墨烯电热膜表面原位聚合的绝缘涂层，厚度为25μm。偏苯三酸酐和二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯的摩尔比为1∶1，N-甲基吡咯烷酮的质量为偏苯三酸酐和二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯的质量总和的3倍，苯酚的质量为二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯的2wt％。
实施例2
1)石墨烯薄膜的制备：将石墨烯水分散液置于聚四氟乙烯滤膜的布氏漏斗中，抽滤3h，然后在90℃干燥3h，将聚四氟乙烯滤膜取出，浸泡在无水乙醇中，通过机械剥离，室温干燥后，得到厚度为40μm的石墨烯薄膜；
2)活性硅层的制备：将正硅酸四乙酯和β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷溶于无水乙醇中，然后加入氨水和水，搅拌30min，加入N，N-二甲基乙酰胺和甲苯，升温至120℃，将乙醇和水蒸馏除去，加入羟值为120mg KOH/g的羟基丙烯酸树脂进行混合，然后均匀涂布在石墨烯薄膜上，厚度为10μm；正硅酸四乙酯、β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、无水乙醇、氨水、水、N，N-二甲基乙酰胺、甲苯和羟基丙烯酸树脂的质量比为20∶5∶40∶3∶40∶40∶5∶20。
3)绝缘涂层的制备：将偏苯三酸酐溶于N-甲基吡咯烷酮，然后加入甲苯二异氰酸酯，升温至140℃，保温反应2h，加入对氯苯酚，继续保温反应1h，得到聚酰胺酰亚胺预聚体，均匀涂布在负载活性硅层的石墨烯薄膜上，升温至200℃，保温反应1h，使聚酰胺酰亚胺预聚体解封，与活性硅层发生原位聚合反应，得到石墨烯电热膜表面原位聚合的绝缘涂层，厚度为10μm。偏苯三酸酐和甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1∶1.02，N-甲基吡咯烷酮的质量为偏苯三酸酐和甲苯二异氰酸酯的质量总和的2倍，对氯苯酚的质量为甲苯二异氰酸酯的5wt％。
实施例3
1)石墨烯薄膜的制备：将石墨烯水分散液置于聚四氟乙烯滤膜的布氏漏斗中，抽滤4h，然后在80℃干燥3h，将聚四氟乙烯滤膜取出，浸泡在无水乙醇中，通过机械剥离，室温干燥后，得到厚度为30μm的石墨烯薄膜；
2)活性硅层的制备：将正硅酸四乙酯和γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于无水乙醇中，然后加入氨水和水，搅拌20min，加入N，N-二甲基乙酰胺和甲苯，升温至120℃，将乙醇和水蒸馏除去，加入羟值为100mg KOH/g的羟基聚酯树脂进行混合，然后均匀涂布在石墨烯薄膜上，厚度为10μm；正硅酸四乙酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇、氨水、水、N，N-二甲基乙酰胺、甲苯和羟基聚酯树脂的质量比为20∶3∶40∶5∶40∶40∶3∶20。
3)绝缘涂层的制备：将偏苯三酸酐溶于N-甲基吡咯烷酮，然后加入对苯二异氰酸酯，升温至140℃，保温反应2h，加入苯酚，继续保温反应1h，得到聚酰胺酰亚胺预聚体，均匀涂布在负载活性硅层的石墨烯薄膜上，升温至200℃，保温反应1h，使聚酰胺酰亚胺预聚体解封，与活性硅层发生原位聚合反应，得到石墨烯电热膜表面原位聚合的绝缘涂层，厚度为20μm。偏苯三酸酐和对苯二异氰酸酯的摩尔比为1∶1.01，N-甲基吡咯烷酮的质量为偏苯三酸酐和对苯二异氰酸酯的质量总和的2倍，苯酚的质量为对苯二异氰酸酯的3wt％。
实施例4
1)石墨烯薄膜的制备：将石墨烯水分散液置于聚四氟乙烯滤膜的布氏漏斗中，抽滤3h，然后在90℃干燥3h，将聚四氟乙烯滤膜取出，浸泡在无水乙醇中，通过机械剥离，室温干燥后，得到厚度为20μm的石墨烯薄膜；
2)活性硅层的制备：将正硅酸四乙酯和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷溶于无水乙醇中，然后加入氨水和水，搅拌15min，加入N，N-二甲基甲酰胺和甲苯，升温至110℃，将乙醇和水蒸馏除去，加入羟值为100mg KOH/g的羟基丙烯酸树脂进行混合，然后均匀涂布在石墨烯薄膜上，厚度为20μm；正硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、无水乙醇、氨水、水、N，N-二甲基甲酰胺、甲苯和羟基丙烯酸树脂的质量比为15∶2∶30∶3∶30∶30∶2∶15。
3)绝缘涂层的制备：将偏苯三酸酐溶于N-甲基吡咯烷酮，然后加入3，3′-二甲基-4，4′-联苯二异氰酸酯，升温至140℃，保温反应2h，加入对氯苯酚，继续保温反应2h，得到聚酰胺酰亚胺预聚体，均匀涂布在负载活性硅层的石墨烯薄膜上，升温至200℃，保温反应1h，使聚酰胺酰亚胺预聚体解封，与活性硅层发生原位聚合反应，得到石墨烯电热膜表面原位聚合的绝缘涂层，厚度为20μm。偏苯三酸酐和3，3′-二甲基-4，4′-联苯二异氰酸酯的摩尔比为1∶1，N-甲基吡咯烷酮的质量为偏苯三酸酐和3，3′-二甲基-4，4′-联苯二异氰酸酯的质量总和的3倍，对氯苯酚的质量为3，3′-二甲基-4，4′-联苯二异氰酸酯的5wt％。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，不添加活性硅层，其余步骤以及物料与组成与实施例1一致。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，步骤2)中不添加羟基树脂，其余步骤以及物料与组成与实施例1一致。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，步骤3)中不添加封闭剂苯酚，其余步骤以及物料与组成与实施例1一致。
对比例4
采用实施例1步骤1)制备的石墨烯薄膜为电热膜，以市售的PET为绝缘层通过耐热胶黏剂粘贴在石墨烯薄膜上。
性能测试
实施例1-4及对比例1-4制备的电热膜膜厚控制在60μm，对其拉伸强度、热稳定性、电热转换效率、温度均匀性及电热稳定性进行检测，其中拉升强度通过将电热膜裁剪成60*20mm的样品，两端加固后，采用电子万能试验机对其进行拉升性能测试，拉升速度为0.5mm/min；热稳定性通过热重分析测试得到的初始热分解温度进行判定；电热转换效率通过测量升高单位温度需要消耗的电功率计算得到，计算公式为hr+c＝Ic·Vi/(Tm-Ti)，hr+c为电热转换效率(mW/℃)，Ic为稳态电流(mA)，Vi为施加电压(V)，测试电压设定为36V，Ti为初始温度(℃)，Tm为稳定最高温度(℃)；温度均匀性通过红外热成像仪测试电热膜通电后3个不同位置的样品温度，温差≤1℃，温度均匀性为优，温差在1-3℃为良，温差＞3℃为差；电热稳定性通过循环测试30次升降温变化后，测定升温相同时间同一位置的温差来判定，温差≤1℃，温度均匀性为优，温差在1-3℃为良，温差＞3℃为差；检测结果如表1。
表1实施例1-4以及对比例1-4产品性能测试结果：
经检验，对比例1不添加活性硅层，苯酚封闭的聚酰胺酰亚胺在石墨烯薄膜上仍然能都发生原位聚合，但缺少了活性硅层的连接作用，聚酰胺酰亚胺层与石墨烯薄膜的粘结力下降，得到的绝缘层不均一，有空鼓现象，因此拉伸强度和电热转换效率急剧下降，温度均匀性和电热稳定性都较差；对比例2以正硅酸四乙酯和硅烷偶联剂为活性硅层，不添加羟基树脂，仍有较多的硅羟基可以连接聚酰胺酰亚胺层和石墨烯薄膜，但活性硅层的柔韧性较差，电热膜的柔性不足，拉伸强度和电热转换效率也有一定程度的下降；对比例3未添加封闭剂苯酚，涂布在活性硅层上的聚酰胺酰亚胺已经聚合完成，无法做到原位聚合，粘结力不佳，绝缘层不完整，拉伸强度、电热转换效率、温度均匀性和电热稳定性都较差；对比例4常用常规的聚酯绝缘层，通过胶黏剂和石墨烯薄膜复合，拉伸强度、电热转换效率和温度均匀性好，但初始热分解温度下降较多，电热稳定性也不佳，说明聚酯绝缘层的耐热性和耐老化性不佳。
由上可知，实施例1-4制备的石墨烯电热膜的电热转换效率高、温度均匀性好，且热稳定性和电热稳定性优于常规的聚酯绝缘层，说明通过活性硅层的连接，解封后原位聚合的聚酰胺酰亚胺可以在石墨烯薄膜表面生成牢固结合的绝缘层，无需外加胶黏剂，贴合度好。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种含原位聚合绝缘涂层的石墨烯电热膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）石墨烯薄膜的制备：将石墨烯水分散液置于含聚四氟乙烯滤膜的抽滤装置中，真空抽滤3-4h，然后在70-90℃下干燥3-4h，将表面沉积有石墨烯薄膜的聚四氟乙烯滤膜取出，浸泡于无水乙醇中，机械剥离及室温干燥后，得到石墨烯薄膜；
2）活性硅层的制备：将正硅酸四乙酯和硅烷偶联剂溶于无水乙醇中，然后加入氨水和水，搅拌10-30min，加入有机溶剂和甲苯，升温至100-120℃，将乙醇和水蒸馏除去，加入羟值为80-120mg KOH/g的羟基树脂进行混合，然后将混合产物均匀涂布在石墨烯薄膜上，得到负载有活性硅层的石墨烯薄膜；
3）绝缘涂层的制备：将偏苯三酸酐溶于N-甲基吡咯烷酮中，然后加入二异氰酸酯，升温至120-140℃，保温反应2-3h，加入封闭剂，继续保温反应1-2h，得到聚酰胺酰亚胺预聚体，均匀涂布在负载有活性硅层的石墨烯薄膜上，升温至180-200℃，保温反应1-2h，使聚酰胺酰亚胺预聚体解封，与活性硅层发生原位聚合反应，得到含原位聚合绝缘涂层的石墨烯电热膜。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中：所述石墨烯薄膜的厚度为20-40μm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中：
所述硅烷偶联剂选自γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；和/或
所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺；和/或
所述羟基树脂选自羟基聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中：所述正硅酸四乙酯、硅烷偶联剂、无水乙醇、氨水、水、有机溶剂、甲苯和羟基树脂的质量比为10-20:1-5:20-40:2-5:20-40:20-40:1-5:10-20。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中：所述活性硅层的厚度为10-20μm。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中：所述二异氰酸酯选自二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯和3,3'-二甲基-4,4'-联苯二异氰酸酯中的一种或多种。
7.如权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中：所述偏苯三酸酐和二异氰酸酯的摩尔比为1:1-1.02。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中：所述N-甲基吡咯烷酮的质量为偏苯三酸酐和二异氰酸酯的质量总和的2-3倍。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中：
所述封闭剂选自苯酚、对氯苯酚；和/或
所述封闭剂的质量为二异氰酸酯的2-5wt%。
10.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中：所述原位聚合绝缘涂层的厚度为10-25μm。
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