一种石墨烯复合加热膜及其石墨烯复合加热膜组的制作方法

本发明属于石墨烯加热膜制备领域，特涉及一种石墨烯复合加热膜及其石墨烯复合加热膜组。

背景技术：

随着石墨烯制备技术的快速发展，石墨烯的应用也愈发成熟。其中，石墨烯加热膜技术节能环保，符合当代煤改电等一系列能源环保政策的要求，是传统家装水暖技术的极佳可替代方案。

然而，目前主流的石墨烯复合加热膜的制备工艺比较简陋，仅仅是将石墨烯调制成复合浆料之后，涂覆或者印刷在基材表面烘干，贴金属箔条对电极，辊压封装成膜。这种方法制备的石墨烯复合加热膜存在的主要问题包括封装不严，层与层之间实际上是处于剥离状态，电极与膜存在接触电阻，电能利用率有待进一步提高，热空气膨胀产生气泡而破坏多层结构，存在安全隐患并缩短产品使用寿命等一系列问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种石墨烯复合加热膜及其石墨烯复合加热膜组。本发明的聚酯材料包裹石墨烯/聚酯复合物膜实现了聚酯膜对石墨烯/聚酯复合物膜的完全封装。本发明的石墨烯复合加热膜不存在层层接触电阻，可满足各种应用领域的需求。

为了实现上述目标，本发明是通过下列技术方案实现的：

一种石墨烯复合加热膜，依次贴合第一聚酯膜、石墨烯/聚酯复合物膜、第二聚酯膜，其特征在于：石墨烯/聚酯复合物膜两侧为金属箔条，两侧的金属箔条形成金属箔条对电极。

根据如上所述的石墨烯复合加热膜，其特征在于：金属箔条宽度为1～3cm。

根据如上所述的石墨烯复合加热膜，其特征在于：还包括聚酯封边，聚酯封边为1～5cm宽。

根据如上所述的石墨烯复合加热膜，其特征在于：第一聚酯膜、第二聚酯膜的厚度范围为50～150μm，石墨烯/聚酯复合物膜的厚度范围为50～200μm。

根据如上所述的石墨烯复合加热膜，其特征在于：石墨烯复合加热膜的功率为1w/m²～1200w/m²。

根据如上所述的石墨烯复合加热膜，其特征在于：金属箔条的厚度为15～50μm。

根据如上所述的石墨烯复合加热膜，其特征在于：金属箔条的长度与石墨烯/聚酯复合物膜一致。

根据如上所述的石墨烯复合加热膜，其特征在于：第一聚酯膜、石墨烯/聚酯复合物膜、第二聚酯膜为一体化夹心结构。

本发明还公开了一种石墨烯复合加热膜组，包括多个如上所述的石墨烯复合加热膜，其特征在于：两个相邻石墨烯复合加热膜之间的封端间距为4～5cm，聚酯封端为1～5cm宽。

本发明至少包括以下有益效果：

(1)本法明提供的石墨烯复合膜相较于采用传统涂覆、印刷、辊压而成的石墨烯复合膜，具有一系列优点，如结构完全一体化，不需要采用胶粘剂，不会出现层与层之间相容性差的问题，各层已经完全融合，封边不存在层间界面，密封性好。

(2)金属箔条对电极完全无缝植入到了石墨烯/聚酯复合物膜中，电极与膜之间无接触电阻。

(3)终产品石墨烯复合加热膜的封装性能明显优于传统加工方式制作的石墨烯复合加热膜，密封好，极大地提高了它的防水和绝缘等级，其防水等级能达到ipx8，绝缘等级能达到h级。

(4)本发明设计的一种石墨烯复合加热膜还可以根据石墨烯复合膜各个应用领域的不同需求，实现定制化膜厚度的精准调控。本发明的石墨烯复合加热膜相较于传统的石墨烯复合加热膜具有一系列优势，生产过程简捷高效，成本低，密封性能优异，不存在层层接触电阻，寿命长，防水绝缘等级高，且终产品膜厚度精准可调，可满足各种应用领域的需求

附图说明

图1是本发明设计的一种石墨烯复合加热膜的结构分解图，图中第一聚酯膜、石墨烯/聚酯复合物膜、第二聚酯膜以及金属箔条对电极依图中位置叠加，实际上这几个组成部分都是完全融合，无缝封装在一起的。

图2是本发明设计的一种石墨烯复合加热膜的示意图，可见其完全融合，无缝封装之后的基本情况。

图3是本发明设计的一种石墨烯复合加热膜组的尺寸示意图，其中金属箔条的宽度为1～3cm，两个长边的聚酯封边为1～5cm，相邻两片石墨烯/聚酯复合物膜的封端间距为4～5cm，卷产品收尾末端聚酯封端为1～5cm。

附图标记说明：第一聚酯膜1、石墨烯/聚酯复合物膜3、第二聚酯膜2、金属箔条4、聚酯封边5、聚酯封端6、封端间距7、金属箔条宽度8。

具体实施方式

名称解释：一体化夹心结构：是指聚酯(pet)材料将石墨烯/聚酯复合物膜包裹在中间，通过四周pet材料融合封边，并且夹心层中的pet材料与第一和第二pet层融合形成一体化的夹心结构。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细阐述。特此声明，此处阐述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，并不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有提出与本发明所包含的所有的权利要求项不同的创新点的情况下创造的实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1一种石墨烯复合加热膜。

如图1至图3所示，一种石墨烯复合加热膜，依次贴合第一聚酯膜1、石墨烯/聚酯复合物膜3、第二聚酯膜2，石墨烯/聚酯复合物膜3两侧为金属箔条4，两侧的金属箔条4形成金属箔条对电极，单个石墨烯复合加热膜还可以包括聚酯封边5，聚酯封边5为1～5cm宽，聚酯封边5为第一聚酯膜1和第二聚酯膜2贴合而成。本发明的一种石墨烯复合加热膜是通过三层共挤出的制备方法，分别将聚酯颗粒和石墨烯/聚酯复合物颗粒两种原料，经“熔融→挤出→铸片→拉伸→金属箔条植入→切割”后，形成独立的第一聚酯膜1、石墨烯/聚酯复合物膜3、第二聚酯膜2，此过程使用金属箔条植入设备在石墨烯/聚酯复合物膜表面两个长边植入金属箔条对电极，然后进行热定型再次挤出形成一体化夹心结构的石墨烯复合加热膜，最后通过“热定型→收卷”等工序形成终产品膜。其终产品膜厚度还可以通过设备控制平台精准控制，提供厚度定制化服务，可满足各种应用场合的加工需求。

本发明的膜结构为聚酯材料将石墨烯/聚酯复合物膜包裹在中间而形成的一体化夹心结构，包括第一聚酯膜1、石墨烯/聚酯复合物膜3、第二聚酯膜2。该结构的实现原理是在三层共挤出设备中，将熔融挤压成膜后形成的聚酯膜、石墨烯/聚酯复合物膜、聚酯膜，依次贴合后，再次热融合挤压而成。

本发明的熔融挤压成膜后形成的第一聚酯膜1、第二聚酯膜2的厚度范围皆为50～150μm，石墨烯/聚酯复合物膜3的厚度范围为50～200μm，热融合后形成的石墨烯复合加热膜的厚度为150～500μm，长度和宽度不限，可随实际需求做调整，热融合后形成的石墨烯复合加热膜的功率为1w/m²～1200w/m²。

本发明还公开了一种石墨烯复合加热膜组，包括多个石墨烯复合加热膜，每个石墨烯复合加热膜包括聚酯封边5、封端间距7和聚酯封端6。石墨烯复合加热膜的周边结构包括1～5cm宽的长边聚酯封边5，以及卷产品收尾两端的1～5cm宽的聚酯封端6，相邻石墨烯/聚酯复合物膜保持4～5cm间距，即封端间距7为4～5cm，两条1～3cm宽的金属箔条宽度8，金属箔条4的长度与石墨烯/聚酯复合物加热膜长度相同。

本发明的金属箔条4可为铜箔条。

本发明一个石墨烯/聚酯复合物膜3两侧的金属箔条4形成金属箔条对电极，金属箔条对电极分别完全无缝植入到了夹心层(即石墨烯/聚酯复合物膜3)的两个长边中，金属箔条4的厚度为15～50μm，金属箔条4的长度与经过“拉伸”工段后的石墨烯/聚酯复合物膜的长度一致。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他任何具体形式实现本发明。因此，本实施例仅仅只是示范性案例，而且是非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照具体实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。