CN114479633A - 一种发热涂料、石墨烯远红外发热膜及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石墨烯发热膜领域，特别是涉及一种发热涂料，所述发热涂料包括如下质量百分比的组分：高分子树脂合成材料20‑30％，分散剂2‑5％，颜料3‑5％，石墨烯5‑10％，溶剂50‑60％。本发明提供一种发热更均匀稳定、健康环保的发热涂料、石墨烯远红外发热膜；本发明还提供一种石墨烯远红外发热膜的应用，发热膜应用于服饰同时兼顾保暖和美观。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯发热膜领域，特别是涉及一种发热涂料、石墨烯远红外发热膜及其应用。
背景技术
传统的服饰只具备保温功能，为抵御寒冷的冬天，只能增加衣服的层数厚度，即影响美观，也对行动带来不便。
石墨烯在发热状态下会产生6-14nm的远红外波，研究表明石墨烯加热发射的远红外波，对人类生存和健康有重要意义，它具有扩张微细血管、增加组织血流量、增强代谢修复、调节机体失衡等多种生物学作用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种发热更均匀稳定、健康环保的发热涂料、石墨烯远红外发热膜。
本发明还提供一种石墨烯远红外发热膜的应用，发热膜应用于服饰同时兼顾保暖和美观。
本发明采用如下技术方案：
一种发热涂料，所述发热涂料包括如下质量百分比的组分：高分子树脂合成材料20-30％，分散剂2-5％，颜料3-5％，石墨烯5-10％，溶剂50-60％。
对上述技术方案的进一步改进为，所述高分子树脂合成材料为低TG点的热塑性聚氨酯。
对上述技术方案的进一步改进为，所述分散剂为聚氨酯类分散剂。
对上述技术方案的进一步改进为，所述颜料包括导电性炭黑、碳纳米管。
对上述技术方案的进一步改进为，所述石墨烯的片层小于五层。
对上述技术方案的进一步改进为，所述溶剂为酮类溶剂。
对上述技术方案的进一步改进为，所述发热涂料的制备方法包括如下步骤：
S1、将高分子树脂合成材料、分散剂、溶剂加入分散釜中以300-500转/分钟的转速分散3-5分钟；
S2、分散中加入颜料、石墨烯，加入完成后以2000-3000转/分钟高速分散60分钟；
S3、转移至砂磨机研磨约2小时，细度<5um为合格；
S4、加入溶剂调节粘度至90-100KU，过滤包装。
一种石墨烯远红外发热膜，所述石墨烯远红外发热膜的制备方法包括如下步骤：使用上述的发热涂料；采用涂布机将上述发热涂料涂布于离型膜上，经烘干后将干膜涂层剥离。
对上述技术方案的进一步改进为，所述离型膜采用表面经过硅处理的PET膜材。
一种石墨烯远红外发热膜的应用，使用上述的石墨烯远红外发热膜应用于家纺穿戴产品。
本发明的有益效果为：
本发明相对于传统的发热技术，具有更高的能耗比，发热更均匀稳定，更轻便的结构，更好的柔韧性，使产品可折叠揉搓，更好的防水，使产品不怕潮湿，可水洗，健康环保。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明的实施方式不限于此。
一种发热涂料，所述发热涂料包括如下质量百分比的组分：高分子树脂合成材料20-30％，分散剂2-5％，颜料3-5％，石墨烯5-10％，溶剂50-60％。
所述高分子树脂合成材料为低TG点的热塑性聚氨酯，作为主体成膜物质，具有良好的可剥离性，良好的柔韧性。
所述分散剂为聚氨酯类分散剂，用于润湿分散涂料中的功能性颜填料。
所述颜料包括导电性炭黑、碳纳米管，作为功能性填料，起到导电、着色、填充的作用。
所述石墨烯的片层小于五层，石墨烯提供了优秀的导电、导热及热幅射效果。
所述溶剂为酮类溶剂，用于溶解树脂，为涂料提供流动性。
所述发热涂料的制备方法包括如下步骤：
S1、将高分子树脂合成材料、分散剂、溶剂加入分散釜中以300-500转/分钟的转速分散3-5分钟；
S2、分散中加入颜料、石墨烯，加入完成后以2000-3000转/分钟高速分散60分钟；
S3、转移至砂磨机研磨约2小时，细度<5um为合格；
S4、加入溶剂调节粘度，过滤包装。
在所述步骤S4中，所述粘度为90-100KU。
优选地，所述发热涂料的制备方法包括如下步骤：
将30％热塑性聚氨酯、3％聚氨酯类分散剂、50％酮类溶剂加入分散釜中300-500转/分钟分散3-5分钟；
分散中加入2％炭黑、2％碳纳米管、5％石墨烯，加入完成后以2000-3000转/分钟高速分散60分钟；
转移至砂磨机研磨约2小时，细度<5um为合格；
加入8％酮类溶剂调节粘度90-100KU，过滤包装。
一种石墨烯远红外发热膜，所述石墨烯远红外发热膜的制备方法包括如下步骤：使用上述的发热涂料；采用涂布机将上述发热涂料涂布于离型膜上，经烘干后将干膜涂层剥离；所述离型膜采用表面经过硅处理的PET膜材。
一种石墨烯远红外发热膜的应用，使用上述的石墨烯远红外发热膜应用于家纺穿戴产品。
本发明采用PU类材料复合石墨烯经涂布加工成膜，由移动电源提供电流，使PU发热膜中的石墨烯产生35-55度之间的温度，为人体提供热量；在提供热量的同时可能使服饰更薄，使服饰可同时兼顾保暖和美观。
石墨烯发热原理是基于单层石墨烯的特性，首先石墨烯是目前为止导热系数最高的材料，具有非常好的热传导性能。其次石墨烯在室温下载流子(导电离子)为15000cm/(v.s)，这一数值超出硅材料的十倍，是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。
石墨烯发热膜和常规发热膜一样需要通电发热，在石墨烯发热膜两端电极通电的情况下，电热膜中的碳分子在电阻中产生声子、离子和电子，由产生的碳分子团之间相互摩擦、碰撞(也称布朗运动)而产生热能，热能又通过控制波长在5—14微米的远红外线以平面方式均匀地辐射出来。
有效电热能总转换率达99％以上，同时加上特殊的石墨烯材料的超导性，保证发热性能稳定。但是与常规金属丝发热膜不同的地方在于，发热稳定安全，而且散发出来的红外线被称为“生命光线”。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种发热涂料，其特征在于，所述发热涂料包括如下质量百分比的组分：高分子树脂合成材料20-30％，分散剂2-5％，颜料3-5％，石墨烯5-10％，溶剂50-60％。
2.根据权利要求1所述的发热涂料，其特征在于，所述高分子树脂合成材料为低TG点的热塑性聚氨酯。
3.根据权利要求1所述的发热涂料，其特征在于，所述分散剂为聚氨酯类分散剂。
4.根据权利要求1所述的发热涂料，其特征在于，所述颜料包括导电性炭黑、碳纳米管。
5.根据权利要求1所述的发热涂料，其特征在于，所述石墨烯的片层小于五层。
6.根据权利要求1所述的发热涂料，其特征在于，所述溶剂为酮类溶剂。
7.根据权利要求1所述的发热涂料，其特征在于，所述发热涂料的制备方法包括如下步骤：
S1、将高分子树脂合成材料、分散剂、溶剂加入分散釜中以300-500转/分钟的转速分散3-5分钟；
S2、分散中加入颜料、石墨烯，加入完成后以2000-3000转/分钟高速分散60分钟；
S3、转移至砂磨机研磨约2小时，细度<5um为合格；
S4、加入溶剂调节粘度至90-100KU，过滤包装。
8.一种石墨烯远红外发热膜，其特征在于，所述石墨烯远红外发热膜的制备方法包括如下步骤：使用如权利要求1-7任一项所述的发热涂料；采用涂布机将上述发热涂料涂布于离型膜上，经烘干后将干膜涂层剥离。
9.根据权利要求8所述的石墨烯远红外发热膜，其特征在于，所述离型膜采用表面经过硅处理的PET膜材。
10.一种石墨烯远红外发热膜的应用，其特征在于，使用如权利要求8-9任一项所述的石墨烯远红外发热膜应用于家纺穿戴产品。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220513 |