石墨烯发热膜、发热装置及其应用的制作方法

本发明涉及机械领域，特别是，涉及一种石墨烯发热膜、发热装置及其应用。

背景技术：

现有技术中，石墨烯发热膜中石墨烯加热膜一般通过涂布银浆与电极连接，而银浆涂层与电极接触不好会出现火花、起火的质量问题，造成石墨烯发热膜质量不稳定，且有一定的安全隐患。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种石墨烯发热膜，其无需银浆涂层，具有更高的安全性，且质量稳定，使用寿命更长。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种石墨烯发热膜，包括从下到上依次贴合的底膜、石墨烯加热膜、金属箔条和顶膜，所述金属箔条为两条，位于石墨烯加热膜的两侧；还包括导电胶层，所述导电胶层位于金属箔条和石墨烯加热膜之间。

优选的，还包括夹线环，所述夹线环设置金属箔条的一端，与金属箔条电连接。

优选的，所述底膜和顶膜均为聚酰亚胺膜。

优选的，所述金属箔条为铜箔条。

优选的，所述金属箔条的宽度为0.5-1.5cm。

优选的，所述导电胶层中导电胶由以下重量份组分制备而成：耐热树脂120-160份、催化剂0.5-25份、交联剂0.5-2份、溶剂550-650份和高导电微粒15-25份。

优选的，所述耐热树脂为丙烯酸树脂、有机硅树脂、硅橡胶、环氧树脂、聚酯树脂、合成橡胶、酚醛树脂、酮醛树脂中的任一种或几种的组合。

优选的，所述高导电微粒为石墨烯、碳纳米管、导电石墨、导电炭黑或导电金属微粒。

本发明还包括一种发热装置，包括导线、电源端子、温度传感器、限温器和上述任一项所述的石墨烯发热膜，所述电源端子通过两导线分别与两金属箔条电连接，所述限温器分别设置在两导线上，位于电源端子和金属箔条之间，所述温度传感器与电源端子电连接。

本发明还包括发热装置在家用电器、汽车领域中的应用。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明中，采用导电胶层替代银浆涂层，有效避免了银浆涂层与电极接触不好会出现火花、起火的质量问题，大大提高了安全性，且质量更加稳定，使用寿命更长。

附图说明

图1为本发明中石墨烯发热膜结构示意图；

图2为图1中石墨烯发热膜的剖视图；

图3为本发明中发热装置的结构示意图；

其中，1为底膜、2为石墨烯加热膜、3为导电胶层、4为金属箔条、5为顶膜、6为夹线环、71为电源端子、72为限温器、73为温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明包括一种石墨烯发热膜，包括从下到上依次贴合的底膜1、石墨烯加热膜2、金属箔条4和顶膜5，金属箔条4为两条，位于石墨烯加热膜2的两侧，构成石墨烯加热膜2的两电极；还包括导电胶层3，导电胶层3位于金属箔条4和石墨烯加热膜2之间。

具体的，还包括夹线环6，夹线环6设置金属箔条4的一端，与金属箔条4电连接；夹线环6可贯穿石墨烯发热膜设置。底膜1和顶膜5均为聚酰亚胺膜。金属箔条4为铜箔条；金属箔条4的宽度为0.5-1.5cm。导电胶层3中导电胶由以下重量份组分制备而成：耐热树脂120-160份、催化剂0.5-25份、交联剂0.5-2份、溶剂550-650份和高导电微粒15-25份。其中，所述耐热树脂为丙烯酸树脂（甲基丙烯酸甲酯）、有机硅树脂（乙烯基mq硅树脂、苯基mq硅树脂、甲基mq硅树脂等）硅橡胶（二羟基聚硅氧烷、二甲基聚硅氧烷）、环氧树脂（e41，e44，e51）、聚酯树脂、合成橡胶（丁腈橡胶，端羧基液体丁腈橡胶、丙烯酸橡胶）、酚醛树脂（热固性酚醛树脂)、酮醛树脂中的任一种或几种的组合；所述高导电微粒为石墨烯、碳纳米管、导电石墨、导电炭黑或导电金属微粒。导电胶由耐热树脂、催化剂、交联剂、溶剂和高导电微粒混合均匀制得后，涂覆在金属箔条4上，然后将底膜1、石墨烯加热膜2、涂覆导电胶后的金属箔条4和顶膜5经冷压（压力大于2kg/cm²、辊压压合速度20m/min)或热压(温度160-190℃，压力15kg/cm²，辊压速度5m/min,或静态压合15s）压合在一起，制得石墨烯发热膜。

本发明还包括一种发热装置，包括导线、电源端子71、限温器72、温度传感器73和上述所述的石墨烯发热膜，电源端子71通过两导线分别与两金属箔条4电连接，限温器72分别设置在两导线上，位于电源端子71和金属箔条4之间，温度传感器73与电源端子71电连接。电源端子71与便于与外界电源连接，温度传感器73可实现对石墨烯发热膜所在空间温度的实时监测，辅助控制石墨烯发热膜的发热功率，限温器用于保证石墨烯发热膜的最高温度，当温度过高时实现断电保护。

本发明中红发热装置可应用在家用电器和汽车领域等领域，如化霜的风冷冰箱、辅助加热的空调、电水壶、电烤箱、发动机发热装置、汽车座椅发热膜、汽车玻璃防雾发热膜、汽车后视镜加热除水雾、电动汽车电源热管理系统等。

实施例1

1-1.导电胶的制备

将上述组分混合均匀后，获得导电胶。

将导电胶涂覆在金属箔条上，然后将底膜、石墨烯加热膜、涂覆导电胶后的金属箔条和顶膜经冷压：压力3kg/cm²、辊压压合速度20m/min压合在一起，制得石墨烯发热膜m-1。

实施例2

2-1.导电胶的制备

将上述组分混合均匀后，获得导电胶。

将导电胶涂覆在金属箔条上，然后将底膜、石墨烯加热膜、涂覆导电胶后的金属箔条和顶膜经热压：温度180℃，压力15kg/cm²，辊压速度5m/min压合在一起，制得石墨烯发热膜m-2。

实施例3

3-1.导电胶的制备

将上述组分混合均匀后，获得导电胶。

将导电胶涂覆在金属箔条上，然后将底膜、石墨烯加热膜、涂覆导电胶后的金属箔条和顶膜经热压：温度185℃，压力15kg/cm²，静态压合15s压合在一起，制得石墨烯发热膜m-3。

实施例4

对实施例1-3中制备的导电胶的导电性能进行检测，导电胶导电效果优异，且具有良好的粘附粘性。

对实施例1-3制备的石墨烯发热膜m-1~m-3进行长时间通电检测，发热效率稳定，且金属箔条与石墨烯加热膜之间通电稳定，无电火花产生，安全性大大提升，使用寿命远优于银浆导电类石墨烯加热膜。

将石墨烯发热膜m-1~m-3分别与导线、电源端子71、限温器72、温度传感器73拼装后，用于化霜的风冷冰箱、辅助加热的空调、电水壶、电烤箱、发动机发热装置、汽车座椅发热膜、汽车玻璃防雾发热膜、汽车后视镜加热除水雾、电动汽车电源热管理系统等，发热效果显著，且大大降低了能耗。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。