CN118064005A - 一种导电油墨、布基柔性石墨烯电热膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种导电油墨、布基柔性石墨烯电热膜及其制备方法，涉及电热膜领域，导电油墨包括如下组分及其质量份数：聚氨酯树脂10～30份、异氰酸酯固化剂5～15份、有机溶剂20～40份、复合导电填料39‑95份以及增塑剂、分散剂、消泡剂；其中，复合导电填料包括预处理银包铜粉、导电粉体、聚氨酯树脂，所述导电粉体为石墨烯、导电炭黑和碳纳米管的混合物；将上述导电油墨涂布在离型膜上，烘干至完全干燥后，再将涂层从离型膜上剥离，得到自支撑的石墨烯导电层，再进一步制得布基柔性石墨烯电热膜；本发明制得石墨烯导电层的方阻可低至0.8Ω/sq/50μm，制备的布基柔性石墨烯电热膜宽度在220mm以内都可采用两条FPC铜电极进行电连接。
Description
技术领域
本发明涉及电热膜技术领域，具体涉及一种导电油墨、布基柔性石墨烯电热膜及其制备方法。
背景技术
近些年来，利用石墨烯具有超高导电性的特点，行业内不断研究开发出石墨烯电热膜。石墨烯电热膜具有电热转换效率高、发热温度均匀、节能环保、防水、防腐蚀、耐压耐候性好等优点，被市场上广泛应用，客户反馈效果好，逐步替代传统电加热器件。目前，石墨烯电热膜行业的发展趋势是朝着柔性电热膜的方向不断前进，尤其是在加热服装领域，服装公司对石墨烯电热膜的柔性要求极高。
为了改善石墨烯电热膜的柔性，行业内开发了一种布基柔性石墨烯电热膜技术，其是将封装材料由聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜等塑料薄膜替换为更为柔软的布料，这样的材料替换在一定程度上可以提高电热膜的柔性。
影响石墨烯电热膜柔性的主要因素除了封装材料以外还有铜电极数量(注：现有技术也出现了采用高银含量的银浆印刷制造电极替代铜电极，柔性可明显提高，不过因高银含量的银浆售价太高所以其制造成本也极高，且工艺技术较为复杂，暂未出现大规模的市场应用，现阶段铜电极的应用依然是主流)，左右两条铜电极的存在基本不会影响电热膜的柔性，但是，铜电极数量越多柔性越差。目前，宽度在110mm以内的布基柔性石墨烯电热膜的铜电极数量是两条，宽度超过110mm的电热膜最少都是3条以上(即正负正、正负正负、正负正负正等以此类推)，这是因为电热膜中的石墨烯导电层的方阻现有技术最低只能做到5Ω/sq/50μm(注：5V移动电源供电，方阻5Ω/sq/50μm，两条铜电极，电极间距70mm，每条电极宽度10mm，两边各预留宽度10mm用于封装操作，因此可计算出电热膜总宽度为110mm，发热温度约60℃)，所以只能通过增加铜电极的数量来缩小电极间距从而使得电热膜温度能达到60℃左右(注：服装加热均是5V移动电源供电，需要达到的最低温度是60℃)(注：方阻和电极间距分别与发热温度成反比)。
发明内容
本发明针对现有技术中所存在的上述问题提供了一种导电油墨、布基柔性石墨烯电热膜及其制备方法，由该导电油墨制备的石墨烯导电层的方阻最低可以做到0.8Ω/sq/50μm，在保证使用两条铜电极的情况下，电热膜的宽度最大可以做到220mm(注：5V移动电源供电，方阻0.8Ω/sq/50μm，两条铜电极，电极间距180mm，每条电极宽度10mm，两边各预留宽度10mm用于封装操作，因此可计算出电热膜总宽度为220mm，发热温度约60℃)，即电热膜宽度在220mm以内都可以采用两条铜电极。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种导电油墨，其特征在于，包括如下组分及其质量份数：
聚氨酯树脂10～30份、异氰酸酯固化剂5～15份、有机溶剂20～40份、复合导电填料39-95份以及增塑剂、分散剂、消泡剂；其中，
复合导电填料包括预处理银包铜粉、导电粉体、聚氨酯树脂，所述导电粉体为石墨烯、导电炭黑和碳纳米管的混合物。
本发明聚氨酯树脂的用量低，增塑剂的使用可有效提高导电油墨固化成膜的成膜性和柔韧性。
进一步的，所述预处理银包铜粉为原料银包铜粉经硅烷偶联剂进行表面处理而得。具体为：将20～40份银包铜粉和2～10份乙醇水解的硅烷表面处理剂混合，在转速3000～4500r/min、温度70～90℃的条件下搅拌，得到表面处理过的银包铜粉。本技术方案中，导电粉体是通过聚氨酯树脂粘结包裹在银包铜粉表面，表面处理的作用是增强银包铜粉表面与聚氨酯树脂的粘结性；因此，对银包铜粉进行预处理的目的是为了让导电粉体充分包裹在银包铜粉表面。
其中，原料银包铜粉可以是球型银包铜粉、片状银包铜粉、树枝状银包铜粉，优选树枝状银包铜粉，树枝状银包铜粉能够在石墨烯导电层中建立起丰富的导电网络；银包铜粉粒径为1～10μm。
银包铜粉中的银含量不低于3％，优选3％～30％。银含量低于3％时，导电性相对较差，影响后期石墨烯导电层的导电性；银含量高于30％时，成本高，并且对石墨烯导电层的导电性的提升并不明显。
进一步的，所述复合导电填料的制备方法为：
1.将1～10份石墨烯、10～20份导电炭黑和1～5份碳纳米管三种碳材料粉体放入到封闭的空间内，随后向封闭的空间内通入经过压缩的空气，使封闭空间内的三种粉体呈现出流化的状态，充分混合成均匀的导电粉体。由于三种碳材料粉体很轻且体积大，难以均匀混合，上述混合方式的作用就是为了将三种碳材料粉体混合分散均匀，之后分散在油墨体系中，达到分散均匀的目的，从而使得石墨烯导电层的方阻均匀性能进一步提高。
2.将表面处理过的银包铜粉和导电粉体以及20～40份乙醇和5～10份聚氨酯树脂进行混合，干燥后挥发掉溶剂乙醇，得到一种导电粉体充分包裹银包铜粉的复合导电填料。聚氨酯树脂起到相当于粘结剂的作用，使得导电粉体粘结包裹在银包铜粉表面。其中，
所述石墨烯的层数在10层以下，片层直径为2～15μm；所述导电炭黑的粒径为5～100nm；所述碳纳米管的长度为20～80μm，直径为6～20nm。
进一步的，所述增塑剂采用CTBN或者HTBN中的一种或者两种的组合。
进一步的，所述有机溶剂可以是DMF、DMAC、NMP、THF、BCS中的一种或两种以上的组合。
所述分散剂为BYK系列分散剂，如BYK-P104S、BYK-P104、BYK-161、BYK-163、BYK-164，优选BYK-P104S。
所述消泡剂优选有机硅消泡剂。
第二方面，本发明提供一种布基柔性石墨烯电热膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤；
将上述导电油墨涂布在离型膜上，烘干至完全干燥后，再将涂层从离型膜上剥离，得到自支撑的石墨烯导电层；
将自支撑的石墨烯导电层分切成条状，随后将条状石墨烯导电层采用导电胶粘接在FPC铜电极的开窗位置上，最后用带有热熔胶的布料对其进行热压封装，制得布基柔性石墨烯电热膜。
进一步的，所述自支撑的石墨烯导电层的平均厚度控制在50μm。
进一步的，所述FPC铜电极包括一条正极和一条负极，每一极上都有多个开窗，正极和负极的开窗位置相互对应，间距控制220mm以内。
所述布料材质可以是涤纶、氨纶、锦纶、腈纶、维纶、芳纶、氯纶、尼龙、棉和麻中的一种。
第三方面，本发明提供一种布基柔性石墨烯电热膜，其特征在于，采用上述制备方法制得，其包括粘接有FPC铜电极的石墨烯导电层以及位于石墨烯导电层两侧的上封装层、下封装层。
本发明的有益效果是：
1、本发明制备的复合导电填料是将石墨烯、导电炭黑、碳纳米管三种碳材料混合均匀的导电粉体充分包裹表面处理过的银包铜粉，包裹后的银包铜粉不会出现团聚，提升其应用在油墨体系的分散性，进而可提升石墨烯导电层方阻的均匀性；片状结构的石墨烯、点状结构的导电炭黑和线状结构的碳纳米管三者相互配合，形成“点+线+面”的密集导电网络，配合树枝状银包铜粉建立的导电网络，使得复合导电填料的导电性极好，可极大降低石墨烯导电层的方阻。
2、本发明在制备导电油墨的阶段添加了增塑剂，增塑剂可有效提高导电油墨固化成膜的成膜性和柔韧性，从而可降低油墨体系中聚氨酯树脂的用量，聚氨酯树脂用量越低，油墨涂布烘干后制得的石墨烯导电层的导电性也就越好，同时结合复合导电填料的使用，二者协同，制得石墨烯导电层的方阻最低能够做到0.8Ω/sq/50μm。
3、基于本发明制得的石墨烯导电层的方阻可低至0.8Ω/sq/50μm，本发明制备的布基柔性石墨烯电热膜宽度在220mm以内都可采用两条FPC铜电极进行电连接，而现有技术是宽度在110mm以内采用两条铜电极，因此本发明制得的布基柔性石墨烯电热膜在原有基础上宽度提升了一倍。
附图说明
图1是本发明各实施例制备的布基柔性石墨烯电热膜的结构示意图；
图中：1、石墨烯导电层；2、正FPC铜电极；3、负FPC铜电极；4、开窗位置；5、非开窗位置；6、热熔胶；7、封装布料。
具体实施方式
本发明提供一种布基柔性石墨烯电热膜，其制备方法包括如下步骤：
S1、制备复合导电填料
S11、将20～40份银包铜粉和2～10份乙醇水解的硅烷表面处理剂混合，在转速3000～4500r/min、温度70～90℃的条件下搅拌10～20min，得到表面处理过的银包铜粉。
所述银包铜粉可以是球型银包铜粉、片状银包铜粉、树枝状银包铜粉，优选树枝状银包铜粉，树枝状银包铜粉能够在石墨烯导电层中建立起丰富的导电网络。
所述银包铜粉的银含量为3～30％。银含量低于3％时，导电性相对较差，影响后期石墨烯导电层的导电性；银含量高于30％时，成本高，并且对石墨烯导电层的导电性的提升并不明显。
所述银包铜粉粒径为1～10μm。
所述硅烷偶联剂可以是KH-550、KH-560、KH-570中的一种或两种以上的组合。
S12、将1～10份石墨烯、10～20份导电炭黑和1～5份碳纳米管三种碳材料粉体放入到封闭的空间内，随后向封闭的空间内通入经过压缩的空气，使封闭空间内的三种粉体呈现出流化的状态，充分混合成均匀的导电粉体。
所述石墨烯的层数在10层以下，片层直径为2～15μm；所述导电炭黑的粒径为5～100nm；所述碳纳米管的长度为20～80μm，直径为6～20nm。
S13、将步骤S11制备的表面处理过的银包铜粉和步骤S12制备的导电粉体以及20～40份乙醇和5～10份聚氨酯树脂进行混合，在转速3000～4000r/min、温度70～90℃的条件下搅拌30～60min，干燥后，乙醇挥发掉，得到一种导电粉体充分包裹银包铜粉的复合导电填料。
S2、制备自支撑石墨烯导电层
S21、将1～10份增塑剂和5～10份有机溶剂混合，在转速100～500r/min、室温的条件下搅拌30～120min，得到增塑剂体系。
所述增塑剂可以是CTBN或者HTBN中的一种或者两种的组合。
S22、将10～30份聚氨酯树脂、5～15份异氰酸酯固化剂和20～40有机溶剂先混合均匀，随后再依次加入步骤S1制备的复合导电填料、步骤S21制备的增塑剂体系、1～3份分散剂、1～3份消泡剂，在转速1000～2000r/min、室温的条件下搅拌120～240min，最后进行真空脱泡处理，得到导电油墨。
所述有机溶剂可以是DMF、DMAC、NMP、THF、BCS中的一种或两种以上的组合。
所述分散剂为BYK系列分散剂，如BYK-P104S、BYK-P104、BYK-161、BYK-163、BYK-164，优选BYK-P104S。
所述消泡剂优选有机硅消泡剂。
S23、将步骤S22制备的导电油墨采用刮刀或者线棒涂布在离型膜上，放入烘箱中烘干至完全干燥后，再将涂层从离型膜上剥离，得到自支撑的石墨烯导电层，石墨烯导电层的平均厚度控制在50μm(小于50μm的厚度导电层力学强度降低，大于50μm的厚度会影响电热膜的整体柔性)。
S3、将步骤S2制备的自支撑石墨烯导电层分切成条状，随后将条状石墨烯导电层采用导电胶粘接在FPC铜电极的开窗位置上，最后用带有热熔胶的布料对其进行热压封装，制备出一种布基柔性石墨烯电热膜；条状形式的石墨烯导电层能够提高石墨烯电热膜的柔性；FPC铜电极只分为一条正极和一条负极，每一极上都有多个开窗，开窗位置的宽度为10mm，非开窗的位置宽度为2～5mm，缩小非开窗位置的宽度可以进一步提高石墨烯电热膜的柔性；正极和负极的开窗位置相互对应，间距控制220mm以内。
所述导电胶可以用导电银胶或者导电碳胶，优选导电碳胶，因为导电碳胶的成本远低于导电银胶；所述导电碳胶优选昆明纳太科技有限公司的NT-Adh-W01。
所述布料材质可以是涤纶、氨纶、锦纶、腈纶、维纶、芳纶、氯纶、尼龙、棉和麻中的一种。
下面对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
S1、制备复合导电填料
S11、将30份银含量30％的树枝状银包铜粉和6份乙醇水解的KH-560硅烷表面处理剂混合，在转速4000r/min、温度80℃的条件下搅拌15min，得到表面处理过的树枝状银包铜粉。
S12、将5份石墨烯、15份导电炭黑和3份碳纳米管三种碳材料粉体放入到封闭的空间内，随后向封闭的空间内通入经过压缩的空气，使封闭空间内的三种粉体呈现出流化的状态，充分混合成均匀的导电粉体。
S13、将步骤S11制备的表面处理过的树枝状银包铜粉和步骤S12制备的导电粉体以及30份乙醇和7份聚氨酯树脂进行混合，在转速3500r/min、温度80℃的条件下搅拌45min，干燥后，乙醇挥发掉，得到一种导电粉体充分包裹银包铜粉的复合导电填料。
S2、制备自支撑石墨烯导电层
S21、将6份CTBN增塑剂和7份DMF混合，在转速400r/min、室温的条件下搅拌60min，得到CTBN增塑剂体系。
S22、将20份聚氨酯树脂、10份异氰酸酯固化剂和30份DMF先混合均匀，随后再依次加入步骤S1制备的复合导电填料、步骤S21制备的CTBN增塑剂体系、2份BYK-P104S分散剂、2份有机硅消泡剂，在转速1500r/min、室温的条件下搅拌180min，最后进行真空脱泡处理，得到导电油墨。
S23、将步骤S22制备的导电油墨采用刮刀涂布在离型膜上，放入烘箱中烘干至完全干燥后，再将涂层从离型膜上剥离，得到自支撑的石墨烯导电层，石墨烯导电层的平均厚度为50μm，方阻0.8Ω/sq。
S3、将步骤S2制备的自支撑石墨烯导电层分切成条状，随后将条状石墨烯导电层采用NT-Adh-W01导电碳胶粘接在FPC铜电极的开窗位置上，最后用带有热熔胶的涤纶布料对其进行热压封装，制备出一种布基柔性石墨烯电热膜；FPC铜电极只分为一条正极和一条负极，每一极上都有4个开窗，开窗位置的宽度为10mm，非开窗的位置宽度为2mm；FPC铜电极间距180mm，每条电极最宽处的宽度10mm，两边各预留宽度10mm用于封装操作，因此可计算出电热膜总宽度为220mm。
实施例2
S1、制备复合导电填料
S11、将20份银含量15％的树枝状银包铜粉和2份乙醇水解的KH-570硅烷表面处理剂混合，在转速3000r/min、温度70℃的条件下搅拌10min，得到表面处理过的树枝状银包铜粉。
S12、将1份石墨烯、10份导电炭黑和1份碳纳米管三种碳材料粉体放入到封闭的空间内，随后向封闭的空间内通入经过压缩的空气，使封闭空间内的三种粉体呈现出流化的状态，充分混合成均匀的导电粉体。
S13、将步骤S11制备的表面处理过的树枝状银包铜粉和步骤S12制备的导电粉体以及20份乙醇和5份聚氨酯树脂进行混合，在转速3000r/min、温度70℃的条件下搅拌30min，干燥后，乙醇挥发掉，得到一种导电粉体充分包裹银包铜粉的复合导电填料。
S2、制备自支撑石墨烯导电层
S21、将1份CTBN增塑剂和5份NMP混合，在转速100r/min、室温的条件下搅拌30min，得到CTBN增塑剂体系。
S22、将10份聚氨酯树脂、5份异氰酸酯固化剂和20份NMP先混合均匀，随后再依次加入步骤S1制备的复合导电填料、步骤S21制备的CTBN增塑剂体系、1份BYK-P104S分散剂、1份有机硅消泡剂，在转速1000r/min、室温的条件下搅拌120min，最后进行真空脱泡处理，得到导电油墨。
S23、将步骤S22制备的导电油墨采用刮刀涂布在离型膜上，放入烘箱中烘干至完全干燥后，再将涂层从离型膜上剥离，得到自支撑的石墨烯导电层，石墨烯导电层的平均厚度为50μm，方阻1Ω/sq。
S3、将步骤S2制备的自支撑石墨烯导电层分切成条状，随后将条状石墨烯导电层采用NT-Adh-W01导电碳胶粘接在FPC铜电极的开窗位置上，最后用带有热熔胶的涤纶布料对其进行热压封装，制备出一种布基柔性石墨烯电热膜；FPC铜电极只分为一条正极和一条负极，每一极上都有4个开窗，开窗位置的宽度为10mm，非开窗的位置宽度为2mm；FPC铜电极间距150mm，每条电极最宽处的宽度10mm，两边各预留宽度10mm用于封装操作，因此可计算出电热膜总宽度为190mm。
实施例3
S1、制备复合导电填料
S11、将40份银含量3％的树枝状银包铜粉和10份乙醇水解的KH-550硅烷表面处理剂混合，在转速4500r/min、温度90℃的条件下搅拌20min，得到表面处理过的树枝状银包铜粉。
S12、将10份石墨烯、20份导电炭黑和5份碳纳米管三种碳材料粉体放入到封闭的空间内，随后向封闭的空间内通入经过压缩的空气，使封闭空间内的三种粉体呈现出流化的状态，充分混合成均匀的导电粉体。
S13、将步骤S11制备的表面处理过的树枝状银包铜粉和步骤S12制备的导电粉体以及40份乙醇和10份聚氨酯树脂进行混合，在转速4000r/min、温度90℃的条件下搅拌60min，干燥后，乙醇挥发掉，得到一种导电粉体充分包裹银包铜粉的复合导电填料。
S2、制备自支撑石墨烯导电层
S21、将10份HTBN增塑剂和10份DMAC混合，在转速500r/min、室温的条件下搅拌120min，得到HTBN增塑剂体系。
S22、将30份聚氨酯树脂、15份异氰酸酯固化剂和40份DMAC先混合均匀，随后再依次加入步骤S1制备的复合导电填料、步骤S21制备的HTBN增塑剂体系、3份BYK-P104S分散剂、3份有机硅消泡剂，在转速2000r/min、室温的条件下搅拌240min，最后进行真空脱泡处理，得到导电油墨。
S23、将步骤S22制备的导电油墨采用线棒涂布在离型膜上，放入烘箱中烘干至完全干燥后，再将涂层从离型膜上剥离，得到自支撑的石墨烯导电层，石墨烯导电层的平均厚度为50μm，方阻2Ω/sq。
S3、将步骤S2制备的自支撑石墨烯导电层分切成条状，随后将条状石墨烯导电层采用NT-Adh-W01导电碳胶粘接在FPC铜电极的开窗位置上，最后用带有热熔胶的涤纶布料对其进行热压封装，制备出一种布基柔性石墨烯电热膜；FPC铜电极只分为一条正极和一条负极，每一极上都有4个开窗，开窗位置的宽度为10mm，非开窗的位置宽度为2mm；FPC铜电极间距110mm，每条电极最宽处的宽度10mm，两边各预留宽度10mm用于封装操作，因此可计算出电热膜总宽度为150mm。
对比例1
采用徐州非烯科技有限公司生产的RT-10石墨烯导电油墨，将其刮刀涂布在离型膜上，烘干至完全干燥后从离型膜上剥离得到石墨烯导电层，石墨烯导电层的平均厚度为50μm，方阻10Ω/sq；
将整块石墨烯导电层采用导电银胶粘接在预先按照设计模具冲切好的PI覆铜箔电极上；最后用带有热熔胶的涤纶布料对其进行热压封装，制备出布基柔性石墨烯电热膜；PI覆铜箔电极共采用四条电极，即正负正负；电极间距50mm，每条电极宽度为10mm，两边各预留宽度10mm用于封装操作，因此可计算出电热膜总宽度为210mm。
对比例2
采用徐州非烯科技有限公司生产的RT-5石墨烯导电油墨，将其刮刀涂布在离型膜上，烘干至完全干燥后从离型膜上剥离得到石墨烯导电层，石墨烯导电层的平均厚度为50μm，方阻5Ω/sq；
将整块石墨烯导电层采用导电银胶粘接在预先按照设计模具冲切好的PI覆铜箔电极上；最后用带有热熔胶的涤纶布料对其进行热压封装，制备出布基柔性石墨烯电热膜；PI覆铜箔电极共采用3条电极，即正负正；电极间距70mm，每条电极宽度为10mm，两边各预留宽度10mm用于封装操作，因此可计算出电热膜总宽度为190mm。
对比例3
将整块对比例1制备的石墨烯导电层采用导电银胶粘接在预先按照设计模具冲切好的PI覆铜箔电极上；最后用带有热熔胶的涤纶布料对其进行热压封装，制备出布基柔性石墨烯电热膜；PI覆铜箔电极共采用三条电极，即正负正；电极间距50mm，每条电极宽度为10mm，两边各预留宽度10mm用于封装操作，因此可计算出电热膜总宽度为150mm。
对比例4
将整块对比例2制备的石墨烯导电层采用导电银胶粘接在预先按照设计模具冲切好的PI覆铜箔电极上；最后用带有热熔胶的涤纶布料对其进行热压封装，制备出布基柔性石墨烯电热膜；PI覆铜箔电极共采用两条电极；电极间距70mm，每条电极宽度为10mm，两边各预留宽度10mm用于封装操作，因此可计算出电热膜总宽度为110mm。
对比例5
本对比例石墨烯电热膜的制备方法基本同实施例1，所不同的是，其复合导电填料中的银包铜粉采用未经硅烷偶联剂表面处理的银包铜粉。
结果：导电粉体无法包裹银包铜粉，银包铜粉会出现团聚，无法在油墨体系内分散均匀。
对比例6
本对比例石墨烯电热膜的制备方法基本同实施例1，所不同的是，S12中导电粉体的制备方法为：将5份石墨烯、15份导电炭黑和3份碳纳米管三种碳材料粉体放入到罐中进行机械搅拌混合，搅拌速度为60r/min，搅拌时间30min。
对比例7
本对比例石墨烯电热膜的制备方法基本同实施例1，所不同的是，导电油墨中未添加增塑剂。
结果：油墨涂布烘干后无法成膜，导电层收缩开裂且易碎。
测试：
将实施例1～3和对比例1～4分别用手弯折和揉搓，感受比较实施例和对比例的柔性；实施例1～3和对比例1～4分别连接5V移动电源，室温25℃，通电10min后达到稳态，用红外热成像仪测量实施例和对比例的最高红外温度。实施例1～3和对比例5～6分别连接5V移动电源，室温25℃，通电10min后达到稳态，用红外热成像仪测量实施例和对比例的最低点红外温度和最高点红外温度，计算温差。结果见表1和表2。
表1
表2
| 最低点红外温度/℃ | 最高点红外温度/℃ | 温差/℃ | |
| 实施例1 | 60.2 | 61.1 | 0.9 |
| 实施例2 | 61.3 | 62.4 | 1.1 |
| 实施例3 | 60.8 | 62.6 | 1.8 |
| 对比例5 | 53.6 | 65.5 | 11.9 |
| 对比例6 | 55.4 | 63.2 | 7.8 |
从表1中数据可以看出，实施例在电热膜总宽度220mm以内都可以采用两条电极，电热膜整体柔性高；对比例在电热膜总宽度110mm以内可以采用两条电极，电热膜整体柔性高；但当电热膜总宽度超过110mm时，对比例的电极数量超过2条，电热膜整体较硬。因此，本发明提供的布基柔性石墨烯电热膜，其石墨烯导电层的方阻最低可以做到0.8Ω/sq/50μm，在保证使用两条电极的情况下，电热膜的宽度最大可以做到220mm，且电热膜柔性高。
从表2中数据可以看出，实施例的温差不超过2℃，而对比例5和对比例6的温差分别为11.9℃和7.8℃，均是高于实施例的温差。因此，实施例的温度均匀性要显著的优于对比例5～6的温度均匀性。
Claims (10)
1.一种导电油墨，其特征在于，包括如下组分及其质量份数：
聚氨酯树脂10～30份、异氰酸酯固化剂5～15份、有机溶剂20～40份、复合导电填料39-95份以及增塑剂、分散剂、消泡剂；其中，
复合导电填料包括预处理银包铜粉、导电粉体、聚氨酯树脂，所述导电粉体为石墨烯、导电炭黑和碳纳米管的混合物。
2.根据权利要求1所述的导电油墨，其特征在于，所述预处理银包铜粉为原料银包铜粉经硅烷偶联剂进行表面处理而得。
3.根据权利要求2所述的导电油墨，其特征在于，所述复合导电填料的制备方法为：
将1～10份石墨烯、10～20份导电炭黑和1～5份碳纳米管三种碳材料粉体放入到封闭的空间内，随后向封闭的空间内通入经过压缩的空气，使封闭空间内的三种粉体呈现出流化的状态，充分混合成均匀的导电粉体；
将表面处理过的银包铜粉和导电粉体以及乙醇、聚氨酯树脂进行混合，干燥后挥发掉乙醇，得到一种导电粉体充分包裹银包铜粉的复合导电填料。
4.根据权利要求3所述的导电油墨，其特征在于，所述石墨烯的层数在10层以下，片层直径为2～15μm；所述导电炭黑的粒径为5～100nm；所述碳纳米管的长度为20～80μm，直径为6～20nm。
5.根据权利要求3所述的导电油墨，其特征在于，所述银包铜粉为球型银包铜粉、片状银包铜粉、树枝状银包铜粉中的至少一种，银包铜粉粒径为1～10μm，银包铜粉中的银含量不低于3％。
6.根据权利要求1所述的导电油墨，其特征在于，所述增塑剂采用CTBN或者HTBN中的一种或者两种的组合。
7.一种布基柔性石墨烯电热膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤；
将权利要求1-6任一项所述的导电油墨涂布在离型膜上，烘干至完全干燥后，再将涂层从离型膜上剥离，得到自支撑的石墨烯导电层；
将自支撑的石墨烯导电层分切成条状，随后将条状石墨烯导电层采用导电胶粘接在FPC铜电极的开窗位置上，最后用带有热熔胶的布料对其进行热压封装，制得布基柔性石墨烯电热膜。
8.根据权利要求7所述的布基柔性石墨烯电热膜的制备方法，其特征在于，所述自支撑的石墨烯导电层的平均厚度控制在50μm。
9.根据权利要求7所述的布基柔性石墨烯电热膜的制备方法，其特征在于，所述FPC铜电极包括一条正极和一条负极，每一极上都有多个开窗，正极和负极的开窗位置相互对应，间距控制220mm以内。
10.一种布基柔性石墨烯电热膜，其特征在于，采用权利要求7-9任一项所述的制备方法制得，其包括粘接有FPC铜电极的石墨烯导电层以及位于石墨烯导电层两侧的上封装层、下封装层。
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