石墨烯无机复合发热体的制作方法

本实用新型属于加热元件领域，尤其涉及一种石墨烯无机复合发热体。

背景技术：

目前需要高温加热的器具中，如烤箱、铁板烧加热板、取暖器、加热辊等，普遍采用电阻丝或金属基加热体，由于材质特性，设计功率偏高，且热衰减明显，随着使用时间的增加，加热体寿命衰减速度越来越快。而碳纤维、浆料印刷加热体，由于产品配方中添加有机成分，超过100℃持续加热，寿命衰减速度加快，无法保证产品寿命。另外，上述加热体远红外发射率低，不能应用于医疗器械等需要进行远红外辐射的设备。

技术实现要素：

本实用新型针对上述的现有技术的技术问题，提出一种寿命长、无热衰减并且能够提供足够远红外辐射的石墨烯无机复合发热体。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种石墨烯无机复合发热体，包括由膨胀石墨与石墨烯浆料混合并通过加热压制一体成型制成的发热膜，所述发热膜的上表面和下表面均贴覆有多层耐高温绝缘膜，用以对发热膜进行封装；

所述耐高温绝缘膜为PET胶膜、云母纸、聚酰亚胺胶膜、环氧树脂坯布和特氟龙布中的至少一种，所述发热膜的两端分别设置为第一连接端和第二连接端，用以对发热膜通电。

作为优选，所述发热膜呈蛇形排布，第一连接端与第二连接端同侧设置。

作为优选，所述发热膜呈U形排布，用以使第一连接端与第二连接端同侧设置。

作为优选，所述发热膜分为串连的第一发热部和第二发热部，所述第一发热部和第二发热部分别位于所述发热膜横向设置的基线的两侧；

所述第一连接端位于第一发热部的一端，所述第一发热部另一端连接第二发热部；所述第二连接端位于第二发热部的一端，第二发热部另一端连接第一发热部，所述第一连接端与第二连接端同侧设置；

所述第一发热部和/或第二发热部呈蛇形排布。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、石墨烯无机复合发热体的发热膜由膨胀石墨和石墨烯浆料混合而成，能够在持续高温加热中，不会发生成分变化，无热衰减现象，使用寿命长。发热膜通过膨胀石墨和石墨烯浆料混合后再进行高温高压的压制，使材料能够充分结合，使导电的石墨烯能够均匀分散，发热体各个部分的加热效果均匀。

2、发热膜的第一连接端与第二连接端能够位于同一侧，从而使连接发热体的导线都能够由发热体的同一端进入到发热体内连接第一连接端与第二连接端，便于发热体与电路系统的连接，减少了电路系统布线的难度，降低了发热体与电路系统组合后所占用的面积，以便能够应用于较小的设备中。

3、发热膜呈蛇形排列，整体可呈U形排布，也可分为分居在两侧的第一发热部和第二发热部，使发热膜不仅结构致密，并且占据面积较大，在发热体上能够形成较大的发热面，具有更好的加热效果。

附图说明

图1为石墨烯无机复合发热体的纵剖结构图；

图2为石墨烯无机复合发热体的横剖结构图一；

图3为石墨烯无机复合发热体的横剖结构图二；

以上各图中：1、发热膜；1.1、第一发热部；1.2、第二发热部；2、耐高温绝缘膜；3.1第一连接端；3.2、第二连接端；4、基线；5、导线。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，石墨烯无机复合发热体为多层结构，包括由膨胀石墨与石墨烯浆料混合并通过加热压制一体成型制成的发热膜1。

发热膜1的上表面和下表面均贴覆有多层耐高温绝缘膜2，耐高温绝缘膜2将能够导电的发热膜1封装在发热体的内部。

耐高温绝缘膜2为PET胶膜、云母纸、聚酰亚胺胶膜、环氧树脂坯布和特氟龙布中的至少一种，发热膜1的两端分别设置为第一连接端3.1和第二连接端3.2，用于对发热膜1通电。第一连接端3.1和第二连接端3.2连接导线5，导线5由发热体内部伸出，连接供电装置，供电装置通过导线5对发热膜2通电，使发热膜2内导电的石墨烯通电后迅速发热，产生热能，实现加热的功能。

膨胀石墨加热后，结构松散且多孔，与其混合的石墨烯浆料具有一定的流动性，能够充分的进入到膨胀石墨的孔隙内，与膨胀石墨充分结合，并且在膨胀石墨中均匀分散。将膨胀石墨与石墨烯浆料加热并混合后，通过一体成型的加工方式，通过高压压制成薄膜状，制成发热膜1。发热膜1内膨胀石墨与石墨烯浆料充分结合，石墨烯浆料均匀分散，发热膜1各部位导电性能均匀，发热膜1通电后发热均匀，进而使发热体发热均匀。膨胀石墨和石墨烯浆料均为无机物，发热受热后，发热膜1不会产生成分变化，使发热体在低于400℃的条件下，不会发生热衰减现象。发热膜1发热，能够产生远红外辐射，使发热体能够应用在医疗器械等需要远红外辐射的加热设备。

为了便于布线，第一连接端3.1与第二连接端3.2同侧设置，使发热膜1的端部均位于发热体的同一侧，进而使位于发热膜1端部的第一连接端3.1与第二连接端3.2均位于发热体的同一侧，连接第一连接端3.1和第二连接端3.2的导线从发热体同一侧伸出，供电装置通过导线连接发热膜1对其通电，通电位置位于发热体同一侧，位置靠近，无须针对不同的通电位置进行导线的布线，两根导线由发热体延伸到供电装置的长度相同，两根导线可并排贴靠，在延伸到供电设备，不会占用安装发热体的设备的面积，能够使设备小型化。

为了增加发热面积，发热膜1呈蛇形排布，使发热膜1所占表面积内结构致密，发热面积较大，在发热体上能够形成较大的发热面，具有更好的加热效果。

为了使发热膜1呈蛇形排布，同时第一连接端3.1与第二连接端3.2能够同侧设置，发热膜1的排布方式可为多种。如图2至3所示，发热膜1整体呈U形排布。设定图2和3中的左侧为前侧，右侧为后侧，则发热膜1由发热体的后侧先向前侧逐渐延伸，到达发热体的前侧后折返，在向后延伸到发热体的后侧，使发热膜1整体呈U形排布，从而使发热膜1的端部位于同一侧，进而使第一连接端3.1与第二连接端3.2能够同侧设置。

如图2至3所示，发热膜1分为串连的第一发热部1.1和第二发热部1.2，第一发热部1.1和第二发热部1.2分别位于发热膜1横向设置的基线4的两侧，即使第一发热部1.1和第二发热部1.2分别位于发热体的左右两侧。

设定图2和3中的左侧为前侧，右侧为后侧，则第一发热部1.1与第二连接端3.2的前端相连，使两者串连；第一连接端3.1位于第一发热部1.1的后端，第二连接端3.2位于第二发热部1.2的后端。第一发热部1.1自后向前延伸，再折返，并由第二发热部1.2自前向后延伸，使发热膜1整体呈U形排布，从而使第一连接端3.1与第二连接端3.2均位于发热体的同一侧，便于导线5连接供电设备。

当发热体为对称结构时，如图2所示，基线4为发热膜1的中心线，第一发热部1.1和第二发热部1.2均呈蛇形排布。

当发热体为非对称结构时，如图3所示，第一发热部1.1成蛇形排布，第二发热部1.2为直线形；或者第二发热部1.2呈蛇形排布，第一发热部1.1为直线形。

蛇形排布的第一发热部1.1和/或第二发热部1.2，使发热膜1整体或大部分呈蛇形排布，发热面积大，在发热体上能够形成较大的发热面，具有更好的加热效果。