CN114245496A - 石墨烯远红外线电加热柔性膜及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石墨烯远红外线电加热柔性膜及其生产工艺，柔性膜包括上层塑料膜和下层塑料膜，上层塑料膜和下层塑料膜之间设有石墨烯发热层，石墨烯发热层两端设有用于导电的铜箔；所述石墨烯发热层采用玻纤布作为载体，玻纤布表面附着有石墨烯导电膜；石墨烯发热层通过热熔胶与上层塑料膜和下层塑料膜粘接；本发明尤其适用于作为电采暖、电烘干设备或远红外理疗器械的红外线发热源，发热层采用独立单元，以电子玻纤布为载体，避免了以塑料为载体的热变形，又能使导电浆料彻底干燥，同时也方便较为随意的裁剪和封装，可适用与多种应用场景。
Description
技术领域
本发明属于电热材料技术领域，具体涉及一种石墨烯远红外线电加热柔性膜及其生产工艺。
背景技术
碳类电热膜材料最早在韩国和日本特别流行，被用作远红外理疗器械的发热源或用于建筑供暖。进入到我国也有近15年时间。自2008年之后，中国“电地暖”产品便开始朝着多元化的方向发展，目前国内“电地暖”市场上流通的产品主要有发热电缆、电热带、碳晶电热膜、石墨烯电热膜、电热布、电热毯、电热板、暖芯地板/地砖等等。低碳经济为中国“电地暖”的发展提供了大的经济背景，为其在中国的普及提供了一个前提条件。而我国大力发展核电、风电、水电以及太阳能发电事业的国家政策为“电地暖”在中国的普及提供了核心动力和根本保障。
目前电地暖主要以碳材料为发热材料的柔性电热膜产品，其工艺是在PET塑料膜上印刷导电碳浆油墨，经烘干后压铜箔电极，然后经过带背胶的PET膜塑封，连接导线并密封成电热膜产品。由于PET膜的耐温温度为120℃，超过该温度后就会有一定的变形，导致了印刷导电油墨在通过烘道烘干（150℃左右）过程中会产生一定变形，在地暖使用过程中，由于长期加热（70℃左右）也会有一定变形，从而导致了导电碳浆发热层也一起变形，甚至涂层有破坏的风险，而涂层是直接发热体，因此有时会出现局部高温的情况，存在较大的安全风险。
同时，由于导电碳浆是印刷在PET膜或PI膜上的，在几分钟内经过十几米的烘道，很难使得导电油墨里的溶剂完全挥发出来，而形成残留，等封装完成后就被固定在发热膜内了，会对电热膜的使用带来很大问题，比方说电阻变化，在膜内鼓包等现象。
例如，专利CN205491216U公开了一种石墨烯改性远红外电热膜，将石墨烯导电碳浆印刷在PET绝缘层上，通过封装获得电热膜。专利CN207039924U公开了一种耐高温石墨烯远红外电热膜，仍然是将导电碳浆印刷在PET膜上，只是增加了玻璃纤维网格布作为增强用，起不到保护导电碳浆层的目的。
有鉴于此，有必要提供一种性能更为稳定的石墨烯远红外线电加热柔性膜。
发明内容
本发明的目的是针对目前柔性电热膜导电碳浆直接印刷存在的问题，提供一种性能更为稳定的石墨烯远红外线电加热柔性膜及其生产工艺。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种石墨烯远红外线电加热柔性膜，包括上层塑料膜和下层塑料膜，上层塑料膜和下层塑料膜之间设有石墨烯发热层，石墨烯发热层两端设有用于导电的铜箔；
所述石墨烯发热层采用玻纤布作为载体，玻纤布表面附着有石墨烯导电膜；石墨烯发热层通过热熔胶与上层塑料膜和下层塑料膜粘接。
优选的是，所述铜箔一端设有导线，导线通过衔接装置与铜箔连接。
优选的是，所述衔接装置及导线裸露处采用硅橡胶密封。
优选的是，所述玻纤布为电子玻纤布。
优选的是，所述上层塑料膜和下层塑料膜采用PET或PI材料。
优选的是，所述衔接装置为铜夹或铜环。
优选的是，所述石墨烯导电膜厚度为5-30μm；石墨烯远红外线电加热柔性膜的厚度为100μm-300μm。
优选的是，所述石墨烯发热层的单体面积5cm2～5m2，功率为100W～500W/m2。
一种石墨烯远红外线电加热柔性膜的生产工艺，包括如下步骤：
S1.采用电子玻纤布作为载体，在玻纤布上均匀浸涂一层石墨烯导电浆料，再经120～150℃烘道进行烘干，使得石墨烯导电浆料形成干膜状态的石墨烯导电膜，制得石墨烯发热层；
S2.将S1中制得的石墨烯发热层放置于带背胶的PET或PI膜上，把作为电极的铜箔贴于石墨烯发热层的两端，再将另一带背胶的PET或PI膜放置于贴好铜箔的石墨烯发热层上，经热塑封机进行热塑封；
S3.在铜箔的一端打孔，打孔处放置固定衔接装置，在衔接装置上接导线，衔接装置及导线裸露处采用硅橡胶胶贴密封。
优选的是，所述背胶为热熔胶。
本发明尤其适用于作为电采暖、电烘干设备或远红外理疗器械的红外线发热源，发热层采用独立单元，以电子玻纤布为载体，避免了以塑料为载体的热变形，又能使导电浆料彻底干燥，同时也方便较为随意的裁剪和封装，可适用与多种应用场景。
附图说明
图1为一种石墨烯远红外线电加热柔性膜的爆炸图。
图2为石墨烯远红外线电加热柔性膜的横截面示意图。
图中标号为：1-上层塑料膜，2-下层塑料膜，3-石墨烯发热层，4-铜箔，5-玻纤布，6-石墨烯导电膜，7-导线，8-衔接装置。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
如图1-2所示，一种石墨烯远红外线电加热柔性膜，包括上层塑料膜1和下层塑料膜2，上层塑料膜和下层塑料膜之间设有石墨烯发热层3，石墨烯发热层两端设有用于导电的铜箔4；
所述石墨烯发热层采用玻纤布5作为载体，玻纤布表面附着有石墨烯导电膜6；石墨烯发热层通过热熔胶与上层塑料膜和下层塑料膜粘接。
所述铜箔一端设有导线7，导线通过衔接装置8与铜箔连接。本实施例中，所述导线为镀锡铜线或镀银铜线，铜线规格根据膜的总功率而定，以高于实际功率50%以上为佳。
所述衔接装置及导线裸露处采用硅橡胶密封。
所述玻纤布为电子玻纤布。电子玻纤布的特点是耐500℃高温，网格状结构，属于绝缘体，电热非常稳定。在电子玻纤布上浸涂导电碳浆材料，经烘道烘干时，能保持性能稳定，避免了PET或PI材料的长期受热变形的问题。同时，由于电子玻纤布是多孔结构，能确保浸涂有导电碳浆的玻纤布在烘干过程中导电碳浆里的溶剂最大限度的挥发掉，确保了后期产品的质量稳定。
所述上层塑料膜和下层塑料膜采用PET或PI材料。本实施例中，上层塑料膜和下层塑料膜采用PET材料。
所述衔接装置为铜夹或铜环。
所述石墨烯导电膜厚度为5-30μm；石墨烯远红外线电加热柔性膜的厚度为100μm-300μm。发热层的功率密度跟导电浆料的电阻和涂布的厚度直接相关，可根据实际功率要求进行调整，石墨烯导电膜厚度控制在5-30μm为宜。
所述石墨烯发热层的单体面积5cm2～5m2，功率为100W～500W/m2。
实施例2
一种石墨烯远红外线电加热柔性膜的生产工艺，包括如下步骤：
S1.采用电子玻纤布（优选100～200g/m2的电子玻纤布）作为载体，在玻纤布上均匀浸涂一层石墨烯导电浆料，再经120～150℃烘道进行烘干，使得石墨烯导电浆料形成干膜状态的石墨烯导电膜，制得石墨烯发热层；除石墨烯导电浆料外，也可采用含有石墨或碳颗粒的导电浆。
S2.将S1中制得的石墨烯发热层放置于带背胶的PET或PI膜上，把作为电极的铜箔贴于石墨烯发热层的两端，再将另一带背胶的PET或PI膜放置于贴好铜箔的石墨烯发热层上，经热塑封机进行热塑封；
S3.在铜箔的一端打孔，打孔处放置固定衔接装置，打孔时应使较多的铜箔露出于塑料膜以保证衔接装置的电连接效果；在衔接装置上接导线，衔接装置及导线裸露处采用硅橡胶胶贴密封（如采用硅橡胶胶片密封压实）。密封后的衔接装置及导线裸露处应达到IPX6以上防水等级，如有必要，可再包装一层PVC封套。在铜箔的一端打孔时，如衔接装置采用铜环，则打孔的大小与铜环相适应，如采用铜夹，可打两排与铜夹上锯齿位置相适应的小孔，以增大接触面积。
所述背胶为热熔胶。本实施例中，选用可在120℃附近实现软化粘结的热熔胶。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (10)
1.一种石墨烯远红外线电加热柔性膜，其特征在于，包括上层塑料膜和下层塑料膜，上层塑料膜和下层塑料膜之间设有石墨烯发热层，石墨烯发热层两端设有用于导电的铜箔；
所述石墨烯发热层采用玻纤布作为载体，玻纤布表面附着有石墨烯导电膜；石墨烯发热层通过热熔胶与上层塑料膜和下层塑料膜粘接。
2.根据权利要求1所述的石墨烯远红外线电加热柔性膜，其特征在于，所述铜箔一端设有导线，导线通过衔接装置与铜箔连接。
3.根据权利要求2所述的石墨烯远红外线电加热柔性膜，其特征在于，所述衔接装置及导线裸露处采用硅橡胶密封。
4.根据权利要求1所述的石墨烯远红外线电加热柔性膜，其特征在于，所述玻纤布为电子玻纤布。
5.根据权利要求1所述的石墨烯远红外线电加热柔性膜，其特征在于，所述上层塑料膜和下层塑料膜采用PET或PI材料。
6.根据权利要求2所述的石墨烯远红外线电加热柔性膜，其特征在于，所述衔接装置为铜夹或铜环。
7.根据权利要求1所述的石墨烯远红外线电加热柔性膜，其特征在于，所述石墨烯导电膜的厚度为5-30μm；石墨烯远红外线电加热柔性膜的厚度为100μm-300μm。
8.根据权利要求1所述的石墨烯远红外线电加热柔性膜，其特征在于，所述石墨烯发热层的单体面积为5cm2～5m2，功率为100W～500W/m2。
9.一种石墨烯远红外线电加热柔性膜的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1.采用电子玻纤布作为载体，在玻纤布上均匀浸涂一层石墨烯导电浆料，再经120～150℃烘道进行烘干，使得石墨烯导电浆料形成干膜状态的石墨烯导电膜，制得石墨烯发热层；
S2.将S1中制得的石墨烯发热层放置于带背胶的PET或PI膜上，把作为电极的铜箔贴于石墨烯发热层的两端，再将另一带背胶的PET或PI膜放置于贴好铜箔的石墨烯发热层上，经热塑封机进行热塑封；
S3.在铜箔的一端打孔，打孔处放置固定衔接装置，在衔接装置上接导线，衔接装置及导线裸露处采用硅橡胶胶贴密封。
10.根据权利要求9所述的石墨烯远红外线电加热柔性膜的生产工艺，其特征在于，所述背胶为热熔胶。
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