CN107572874B - 石墨烯高分子加热板材及其制备方法 - Google Patents
石墨烯高分子加热板材及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107572874B CN107572874B CN201710917818.3A CN201710917818A CN107572874B CN 107572874 B CN107572874 B CN 107572874B CN 201710917818 A CN201710917818 A CN 201710917818A CN 107572874 B CN107572874 B CN 107572874B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- powder
- far infrared
- resin
- heating plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本发明公开了石墨烯高分子加热板材，其包括其包括涂覆层、骨架材料和发热线层，所述涂覆层的制成材质包括石墨烯粉体、远红外线粉末和树脂，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂=1：（1~5）:100~500；该石墨烯复合高分子加热板材的涂覆层包括石墨烯粉体、远红外线粉末和树脂，使得该板材相对于常规加热板材具有机械强度高、质量轻且发热均匀等优点；同时该石墨烯复合高分子板材在受到电流激发之后主要以辐射远红外线的进行散热，其释放出波长为4‑14微米的远红外线，易被人体吸收，有利于人体健康。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯板材技术领域，具体地涉及一种石墨烯高分子加热板材及其制备方法。
背景技术
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”,极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
发热板，是一种通电后板面发热而不带电且无明火的、外形呈圆形，矩形的、安全可靠的电加热平板，由于使用时主要靠热传导，因此热效率高。但是目前，一般发热板的电热丝为裸露的，存在安全隐患，且进口成本较高，此外传统的发热板，散热不均匀，造成发热效率低等现象。
综上，现提供一种安全可靠、散热均匀的石墨烯高分子加热板材，进一步提供该石墨烯高分子加热板材的制备方法。
发明内容
因此，本发明提供一种安全可靠、散热均匀的石墨烯高分子加热板材，进一步提供该石墨烯高分子加热板材的制备方法。
为此，本发明提供了石墨烯高分子加热板材，其包括涂覆层、骨架材料和发热线层，所述涂覆层的制成材质包括石墨烯粉体、远红外线粉末和树脂，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：(1～5):100～500。
所述骨架材料设为珍珠岩，所述发热线材为碳纤维发热线；其中，所述碳纤维发热线外包裹有玻璃丝。
石墨烯高分子加热板材的制备方法，用于制备如上所述的石墨烯高分子加热板材，其包括如下步骤：
步骤一、取一定量的石墨烯粉体和远红外线粉末置于80～105℃中干燥12～24h，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：1～1：5；
步骤二、在真空搅拌的条件下，将经步骤一处理后的石墨烯粉末和远红外线粉末添加到一定量的树脂中，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：(1～5):100～500；
步骤三、采用捏合机将步骤二所得混合物与骨架材料珍珠岩充分混合，且满足以下质量比：混合物：骨架材料＝1：(2～5)；
步骤四、将碳纤维发热线按照预设线路排布在模具盒中；
步骤五、将步骤三所得混合物平铺在步骤四中的模具盒中，然后送入高压机中进行压制，其中，温度控制在150～200℃范围内，压力设为50～80Pa/cm，压制后即得到石墨烯高分子加热板材。
在步骤二中，该真空搅拌过程在搅拌釜中进行，其中，搅拌转速为500～1500r/min，搅拌时间为1～24h，所述搅拌釜中的压力设为-0.1Mpa。
在步骤三中，采用捏合机对混合物和骨架材料进行混合，其中，混捏时间为1～5h。
在步骤一中，石墨烯粉体和远红外线粉末置于烘箱中进行干燥。
所述骨架材料设为珍珠岩，所述发热线材为碳纤维发热线；其中，所述碳纤维发热线外包裹有玻璃丝。
本发明相对于现有技术，具有如下优点之处：
在本发明中，该石墨烯复合高分子加热板材的涂覆层包括石墨烯粉体、远红外线粉末和树脂，使得该板材相对于常规加热板材具有机械强度高、质量轻且发热均匀等优点；同时该石墨烯复合高分子板材在受到电流激发之后主要以辐射远红外线的进行散热，其释放出波长为4-14微米的远红外线，易被人体吸收，有利于人体健康；而且所述碳纤维发热线外包裹有玻璃丝，避免发热线外露，安全可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的石墨烯高分子加热板材的SEM图谱；
图2为本发明所述的石墨烯复合高分子加热板材结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了石墨烯高分子加热板材，其包括涂覆层、骨架材料和发热线层，所述涂覆层的制成材质包括石墨烯粉体、远红外线粉末和树脂，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：(1～5):100～500。
所述骨架材料设为珍珠岩，所述发热线材为碳纤维发热线；其中，所述碳纤维发热线外包裹有玻璃丝。
在本实施例中，该石墨烯复合高分子加热板材的涂覆层包括石墨烯粉体、远红外线粉末和树脂，使得该板材相对于常规加热板材具有机械强度高、质量轻且发热均匀等优点；同时该石墨烯复合高分子板材在受到电流激发之后主要以辐射远红外线的进行散热，其释放出波长为4-14微米的远红外线，易被人体吸收，有利于人体健康；而且所述碳纤维发热线外包裹有玻璃丝，避免发热线外露，安全可靠。
如图2可知，由石墨烯，远红外线粉末和树脂组成的涂覆层，在混合了珍珠岩之后可以有效的将玻璃丝包裹的碳纤维发热线包覆在板材的中间，即保证了发热线的热量的快速传到，又能防止碳纤维发热线的漏电现象。
实施例2
进一步，本实施例提供一种石墨烯高分子加热板材的制备方法，用于制备如实施例1所述的石墨烯高分子加热板材，其包括如下步骤：
步骤一、取一定量的石墨烯粉体和远红外线粉末置于80～105℃中干燥12～24h，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：1～1：5；
在本实施例中，二者之间的质量比可以为1：1～1：5之间的任意比值，如1：1或1：5或1：3或1：2.5或1：4等；干燥温度可以为80～105℃中的任一温度，如90℃或95℃或98℃或99.2℃或101℃或102.5℃等；而干燥时间则可以设为12～24h之间的任一时间，如24h或12h或13h或15h或16.3h或18h或20h或21.8h或22h等。
步骤二、在真空搅拌的条件下，将经步骤一处理后的石墨烯粉末和远红外线粉末添加到一定量的树脂中，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：(1～5):100～500；
在本实施例中，石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂的质量比可以为1：(1～5):100～500比值范围内的任意比值，如1：1:100或1：2:100或1：3:200或1：2:400或1：5:500或1：3.8:452等
步骤三、采用捏合机将步骤二所得混合物与骨架材料珍珠岩充分混合，且满足以下质量比：混合物：骨架材料＝1：(2～5)；如二者的质量比为1:2或1:3或1:4或1:5或1:2.9等
步骤四、将碳纤维发热线按照预设线路排布在模具盒中；
步骤五、将步骤三所得混合物平铺在步骤四中的模具盒中，然后送入高压机中进行压制，其中，温度控制在150～200℃范围内，压力设为50～80Pa/cm，压制后即得到石墨烯高分子加热板材。
采用本实施例所述的制备方法所制得的石墨烯高分子板材性能好、生产量高，且制备过程不会产生严重污染、不会对作业人员的身体健康造成危害，能够满足工业生产需要，同时制备工艺简单。如图2可知所使用的石墨烯粉末呈片层状，片层的结构完整性较好。
在步骤二中，该真空搅拌过程在搅拌釜中进行，其中，搅拌转速为500～1500r/min，搅拌时间为1～24h，所述搅拌釜中的压力设为-0.1Mpa。
在步骤三中，采用捏合机对混合物和骨架材料进行混合，其中，混捏时间为1～5h。
在步骤一中，石墨烯粉体和远红外线粉末置于烘箱中进行干燥。
所述骨架材料设为珍珠岩，所述发热线材为碳纤维发热线；其中，所述碳纤维发热线外包裹有玻璃丝；从而避免发热线外露，安全可靠。
本实施例的具体实施方式如下：
步骤一、取一定量的石墨烯粉体和远红外线粉末置于80～105℃的烘箱中干燥12～24h，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：1～1：5；
步骤二、在搅拌釜的真空搅拌的条件下，将经步骤一处理后的石墨烯粉末和远红外线粉末添加到一定量的树脂中，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：(1～5):100～500；其中，搅拌转速为500～1500r/min，搅拌时间为1～24h，所述搅拌釜中的压力设为-0.1Mpa；
步骤三、采用捏合机对混合物和骨架材料进行混合，且满足以下质量比：混合物：骨架材料＝1：(2～5)；其中，混捏时间为1～5h；
步骤四、将碳纤维发热线按照预设线路排布在模具盒中；
步骤五、将步骤三所得混合物平铺在步骤四中的模具盒中，然后送入高压机中进行压制，其中，温度控制在150～200℃范围内，压力设为50～80Pa/cm，压制后即得到石墨烯高分子加热板材。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (3)
1.石墨烯高分子加热板材，其包括涂覆层、骨架材料和发热线层，其特征在于：所述涂覆层的制成材质包括石墨烯粉体、远红外线粉末和树脂，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：(1～5):100～500；
所述骨架材料设为珍珠岩，所述发热线层为碳纤维发热线；
其中，所述碳纤维发热线外包裹有玻璃丝。
2.石墨烯高分子加热板材的制备方法，用于制备权利要求1所述的石墨烯高分子加热板材，其特征在于：其包括如下步骤：
步骤一、取一定量的石墨烯粉体和远红外线粉末置于80～105℃中干燥12～24h，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末＝1：1～5；
步骤二、在真空搅拌的条件下，将经步骤一处理后的石墨烯粉末和远红外线粉末添加到一定量的树脂中，且满足以下质量比：石墨烯粉体：远红外线粉末：树脂＝1：(1～5):100～500；
步骤三、采用捏合机将步骤二所得混合物与骨架材料珍珠岩充分混合，且满足以下质量比：混合物：骨架材料＝1：(2～5)；
步骤四、将碳纤维发热线按照预设线路排布在模具盒中；
步骤五、将步骤三所得混合物平铺在步骤四中的模具盒中，然后送入高压机中进行压制，其中，温度控制在150～200℃范围内，压力设为50～80Pa/cm，压制后即得到石墨烯高分子加热板材；
在步骤二中，所述真空搅拌在搅拌釜中进行，其中，搅拌转速为500～1500r/min，搅拌时间为1～24h，所述搅拌釜中的压力设为-0.1Mpa；
在步骤三中，捏合机的混捏时间为1～5h。
3.根据权利要求2所述的石墨烯高分子加热板材的制备方法，其特征在于：在步骤一中，石墨烯粉体和远红外线粉末置于烘箱中进行干燥。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710917818.3A CN107572874B (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 石墨烯高分子加热板材及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710917818.3A CN107572874B (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 石墨烯高分子加热板材及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107572874A CN107572874A (zh) | 2018-01-12 |
| CN107572874B true CN107572874B (zh) | 2020-09-15 |
Family
ID=61039863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710917818.3A Expired - Fee Related CN107572874B (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 石墨烯高分子加热板材及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107572874B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110099539A (zh) * | 2018-01-30 | 2019-08-06 | 阙山腾 | 散热片结构及其制造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102427615B (zh) * | 2011-08-24 | 2013-09-25 | 北京桑普电器有限公司 | 一种超薄精陶高导热加热板及其制造方法 |
| CN103338538B (zh) * | 2013-07-19 | 2015-12-02 | 南京国脉生物制品有限公司 | 一种石墨烯辐射发热膜及其制备方法和应用 |
| CN103554861B (zh) * | 2013-11-04 | 2015-09-09 | 哈尔滨市都邦节能科技有限公司 | 一种石墨烯高分子板材的制备方法 |
| KR20150141389A (ko) * | 2014-06-10 | 2015-12-18 | 주식회사 유리테크 | 탄화규소 히터를 갖는 헤어 드라이기 |
| CN105764169A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-07-13 | 江苏同创节能科技有限公司 | 一种石墨烯电热布的制备方法及应用 |
| CN107182140A (zh) * | 2016-03-11 | 2017-09-19 | 江苏同创节能科技有限公司 | 一种石墨烯改性远红外电热膜的制备方法 |
-
2017
- 2017-09-30 CN CN201710917818.3A patent/CN107572874B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107572874A (zh) | 2018-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Ultrahigh conductive copper/large flake size graphene heterostructure thin‐film with remarkable electromagnetic interference shielding effectiveness | |
| Luo et al. | Microwave-absorbing polymer-derived ceramics from cobalt-coordinated poly (dimethylsilylene) diacetylenes | |
| Chen et al. | Semi-transparent biomass-derived macroscopic carbon grids for efficient and tunable electromagnetic shielding | |
| US9067795B2 (en) | Method for making graphene composite structure | |
| Zhang et al. | A through‐thickness arrayed carbon fibers elastomer with horizontal segregated magnetic network for highly efficient thermal management and electromagnetic wave absorption | |
| CN110117431A (zh) | 一种MXene基电磁屏蔽涂层材料的制备方法 | |
| CN103296437B (zh) | 超材料板材的制造方法、超材料天线罩及其制造方法 | |
| Bafekry et al. | Two-dimensional Dirac half-metal in porous carbon nitride C6N7 monolayer via atomic doping | |
| Guo et al. | Construction of interconnected and oriented graphene nanosheets networks in cellulose aerogel film for high-efficiency electromagnetic interference shielding | |
| CN108093501A (zh) | 适用于动力电池包的石墨烯加热膜和石墨烯加热膜组件 | |
| Qian et al. | Scalable Assembly of High‐Quality Graphene Films via Electrostatic‐Repulsion Aligning | |
| CN107572874B (zh) | 石墨烯高分子加热板材及其制备方法 | |
| KR101997120B1 (ko) | 전기전도성 카본페이퍼의 제작방법. | |
| Li et al. | Electrospun carbon nanofiber-based flexible films for electric heating elements with adjustable resistance, ultrafast heating rate, and high infrared emissivity | |
| WO2017018493A1 (ja) | 混合グラファイトを用いた放熱材およびその製造方法 | |
| CN202439289U (zh) | 一种石墨复合膜 | |
| Zuo et al. | High-Performance Microwave Absorption Materials: Theory, Fabrication, and Functionalization | |
| CN108752722B (zh) | 一种抗静电eva泡沫复合材料及其制备方法 | |
| Gao et al. | FeO x Nanoparticle/Coal Gasification Fine Slag Hybrids for Electromagnetic Wave Absorbers | |
| Mei et al. | Multifunctional starch/carbon nanotube composites with segregated structure: Electrical conductivity, electromagnetic interference shielding effectiveness, thermal conductivity, and electro‐thermal conversion | |
| Zhou et al. | Polymer‐derived Fe x Si y/SiC@ SiOC ceramic nanocomposites with tunable microwave absorption behavior | |
| CN102064328B (zh) | 质子交换膜燃料电池用的复合材料双极板及其制作方法 | |
| CN115521635B (zh) | 一种双隔离网络结构导热屏蔽复合材料及其制备方法 | |
| Wang et al. | Design of BCNO@ PPy composites for efficient microwave absorption and thermal management | |
| Zhao et al. | Crystallization-and morphology-tunable Fe3O4@ C core–shell composites decorated on carbon nanotube skeleton with tailorable electromagnetic wave absorption behavior |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200915 Termination date: 20210930 |