本发明涉及电热膜制备工艺,特别涉及一种低电压烯碳柔性电热膜的制备工艺。
背景技术:
电热膜是一种可以通过通电发热的膜材料,主要用于电热采暖、智能服装等领域。现有电热膜一般需要220V的高电压驱动,一旦漏电容易造成安全隐患。
目前国内外同类碳素发热膜为碳晶膜或者称为碳纤维膜,此类电热膜电阻很高,必须使用220V电压,因此因此会带来人体的安全隐患。目前碳晶膜的市场规模可观,但是存在的安全隐患问题一直未得到解决。随着人们安全意识的提高,高电压碳晶发热膜的市场势必逐渐萎缩,而新兴的低电压发热膜势必将迎来广阔市场。
现有的碳晶发热膜的缺陷有:
1、碳晶电热膜所需的电压极高,大大高于人体的安全电压,使用不当会发生安全隐患。
2、高电压的电热膜不能用锂离子电池等电源进行驱动,导致其使用必须依赖于市电,限制了电热膜的使用场合。
3、碳晶发热膜中使用了对人体有害的粘结剂等材料,粘结剂在高温下容易失稳老化,使电热膜的碳晶颗粒松动,影响到使用寿命和发热量。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种低电压烯碳柔性电热膜的制备工艺,该工艺基于石墨烯的高导电性,将石墨烯作为增强导电的介质加入到涂膜浆料中,得到石墨烯与碳颗粒的均匀分散体系,从而使得整个电热膜的柔性更好,电阻更低,为使用低电压提供了条件。
实现本发明目的的技术方案是:本发明包括以下步骤:
A、制备涂膜浆料;
B、将涂膜浆料涂布于底膜上,并进行烘干,得到初次膜片;
C、对初次膜片的表面进行辐照处理85min~95min;
D、将涂膜浆料第二次涂布于进过辐照处理的初次膜片的上表面,并进行烘干,得到基膜;
E、将基膜进行陈化处理23.5h~24.5h,然后进行涂胶;
F、将上膜覆盖于进行陈化处理并涂胶的基膜的上表面,使用热复合机进行热压粘合获得电热膜;
G、将电热膜通过激光切割或刀具切割,露出用于连接外电路的导电层。
上述制备涂膜浆料包括以下步骤:
a、将10%~30%的石墨烯,10%~30%的有机粘结剂,50%~70%的硬碳粉在搅拌釜中混合,并干混搅拌9.5h~10.5h形成混合粉料;
b、加入30%~50%水做溶剂与上述混合粉料配成浆料,并添加表面活性剂调整粘度和表面张力,搅拌30.5h~40.5h;
c、搅拌完毕后加入水,调节干物质的量为48%~50%,从而得到涂膜浆料。
上述步骤a中将20%的石墨烯,20%的有机粘结剂,60%的硬碳粉在搅拌釜中混合,并干混搅拌10h形成混合粉料。
上述有机粘结剂为羟基纤维素类粘结剂。
上述表面活性剂为亲水性表面活性剂。
上述底膜和上膜均为高熔点高分子薄膜。
上述底膜和上膜均为PET材质。
本发明具有积极的效果:(1)本发明基于石墨烯的高导电性,将石墨烯作为增强导电的介质加入到涂膜浆料中,得到石墨烯与碳颗粒的均匀分散体系,从而使得涂膜浆料具有更低的电阻,从而使得最后形成的电热膜电阻低,为使用低电压提供了条件;
(2)本发明中通过表面活性剂能提高浆料的粘度和表面张力,从而提高其柔性;
(3)本发明通过二次涂布工艺,使得涂膜浆料的厚度得到提高,使得其导电性得到进一步的提高,从而提高发热效果;
(4)本发明中采用羟基纤维素类粘结剂能防止物质挥发,保证使用效果;
(5)本发明中石墨烯的低成本制备技术,使得涂膜浆料的制备成本也能实现低成本;
(6)本发明与传统发热材料的性能对比如下表:
具体实施方式
(实施例1)
本发明包括以下步骤:
A、制备涂膜浆料;
B、将涂膜浆料涂布于底膜上,并进行烘干,得到初次膜片;
C、对初次膜片的表面进行辐照处理85min;
D、将涂膜浆料第二次涂布于进过辐照处理的初次膜片的上表面,并进行烘干,得到基膜;
E、将基膜进行陈化处理23.5h,然后进行涂胶;
F、将上膜覆盖于进行陈化处理并涂胶的基膜的上表面,使用热复合机进行热压粘合获得电热膜;
G、将电热膜通过激光切割或刀具切割,露出用于连接外电路的导电层。
其中,所述制备涂膜浆料包括以下步骤:
a、将10%的石墨烯,30%的羟甲基纤维素粘结剂,60%的硬碳粉在搅拌釜中混合,并干混搅拌10.5h形成混合粉料;
b、加入30%水做溶剂与上述混合粉料配成浆料,并添加吐温-20表面活性剂调整粘度和表面张力,搅拌40.5h;
c、搅拌完毕后加入水,调节干物质的量为50%,从而得到涂膜浆料。
所述底膜和上膜均为PET材质。
(实施例2)
本发明包括以下步骤:
A、制备涂膜浆料;
B、将涂膜浆料涂布于底膜上,并进行烘干,得到初次膜片;
C、对初次膜片的表面进行辐照处理90min;
D、将涂膜浆料第二次涂布于进过辐照处理的初次膜片的上表面,并进行烘干,得到基膜;
E、将基膜进行陈化处理24h,然后进行涂胶;
F、将上膜覆盖于进行陈化处理并涂胶的基膜的上表面,使用热复合机进行热压粘合获得电热膜;
G、将电热膜通过激光切割或刀具切割,露出用于连接外电路的导电层。
其中,所述制备涂膜浆料包括以下步骤:
a、将20%的石墨烯,20%的羟甲基纤维素粘结剂,60%的硬碳粉在搅拌釜中混合,并干混搅拌10h形成混合粉料;
b、加入40%水做溶剂与上述混合粉料配成浆料,并添加吐温-20表面活性剂调整粘度和表面张力,搅拌40h;
c、搅拌完毕后加入水,调节干物质的量为49%,从而得到涂膜浆料。
所述底膜和上膜均为PET材质。
(实施例3)
本发明包括以下步骤:
A、制备涂膜浆料;
B、将涂膜浆料涂布于底膜上,并进行烘干,得到初次膜片;
C、对初次膜片的表面进行辐照处理95min;
D、将涂膜浆料第二次涂布于进过辐照处理的初次膜片的上表面,并进行烘干,得到基膜;
E、将基膜进行陈化处理24.5h,然后进行涂胶;
F、将上膜覆盖于进行陈化处理并涂胶的基膜的上表面,使用热复合机进行热压粘合获得电热膜;
G、将电热膜通过激光切割或刀具切割,露出用于连接外电路的导电层。
其中,所述制备涂膜浆料包括以下步骤:
a、将30%的石墨烯,10%的羟甲基纤维素粘结剂,60%的硬碳粉在搅拌釜中混合,并干混搅拌10h形成混合粉料;
b、加入40%水做溶剂与上述混合粉料配成浆料,并添加吐温-40表面活性剂调整粘度和表面张力,搅拌30.5h;
c、搅拌完毕后加入水,调节干物质的量为48%,从而得到涂膜浆料。
所述底膜和上膜均为PET材质。
(实施例4)
本发明包括以下步骤:
A、制备涂膜浆料;
B、将涂膜浆料涂布于底膜上,并进行烘干,得到初次膜片;
C、对初次膜片的表面进行辐照处理85min;
D、将涂膜浆料第二次涂布于进过辐照处理的初次膜片的上表面,并进行烘干,得到基膜;
E、将基膜进行陈化处理23.5h,然后进行涂胶;
F、将上膜覆盖于进行陈化处理并涂胶的基膜的上表面,使用热复合机进行热压粘合获得电热膜;
G、将电热膜通过激光切割或刀具切割,露出用于连接外电路的导电层。
其中,所述制备涂膜浆料包括以下步骤:
a、将25%的石墨烯,25%的羟甲基纤维素粘结剂,50%的硬碳粉在搅拌釜中混合,并干混搅拌10h形成混合粉料;
b、加入36%水做溶剂与上述混合粉料配成浆料,并添加羧乙基硫代丁二酸调整粘度和表面张力,搅拌40h;
c、搅拌完毕后加入水,调节干物质的量为49%,从而得到涂膜浆料。
所述底膜和上膜均为PET材质。
(实施例5)
本发明包括以下步骤:
A、制备涂膜浆料;
B、将涂膜浆料涂布于底膜上,并进行烘干,得到初次膜片;
C、对初次膜片的表面进行辐照处理90min;
D、将涂膜浆料第二次涂布于进过辐照处理的初次膜片的上表面,并进行烘干,得到基膜;
E、将基膜进行陈化处理24h,然后进行涂胶;
F、将上膜覆盖于进行陈化处理并涂胶的基膜的上表面,使用热复合机进行热压粘合获得电热膜;
G、将电热膜通过激光切割或刀具切割,露出用于连接外电路的导电层。
其中,所述制备涂膜浆料包括以下步骤:
a、将20%的石墨烯,20%的羟甲基纤维素粘结剂,60%的硬碳粉在搅拌釜中混合,并干混搅拌10h形成混合粉料;
b、加入40%水做溶剂与上述混合粉料配成浆料,并添加烷基甲基聚氧乙烯醚季铵盐调整粘度和表面张力,搅拌40h;
c、搅拌完毕后加入水,调节干物质的量为49%,从而得到涂膜浆料。
所述底膜和上膜均为PET材质。
(实施例6)
本发明包括以下步骤:
A、制备涂膜浆料;
B、将涂膜浆料涂布于底膜上,并进行烘干,得到初次膜片;
C、对初次膜片的表面进行辐照处理90min;
D、将涂膜浆料第二次涂布于进过辐照处理的初次膜片的上表面,并进行烘干,得到基膜;
E、将基膜进行陈化处理24h,然后进行涂胶;
F、将上膜覆盖于进行陈化处理并涂胶的基膜的上表面,使用热复合机进行热压粘合获得电热膜;
G、将电热膜通过激光切割或刀具切割,露出用于连接外电路的导电层。
其中,所述制备涂膜浆料包括以下步骤:
a、将13%的石墨烯,17%的羟乙基纤维素粘结剂,70%的硬碳粉在搅拌釜中混合,并干混搅拌10.5h形成混合粉料;
b、加入50%水做溶剂与上述混合粉料配成浆料,并十二烷基苯磺酸钠调整粘度和表面张力,搅拌40.5h;
c、搅拌完毕后加入水,调节干物质的量为49%,从而得到涂膜浆料。
所述底膜和上膜均为PET材质。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。