CN109774292A - 一种石墨烯复合加热膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石墨烯复合加热膜的制备方法，属于石墨烯加热膜制备领域。本发明将石墨烯/改性塑料复合物熔融体挤出到第二PET膜上形成石墨烯发热层，在石墨烯发热层上植入金属箔条，然后降温定型；最后在降温定型的石墨烯发热层上表面淋胶后，通过辊压的方式将聚酯膜粘合在石墨烯发热层的上表面，形成第一PET膜。本发明的方法直接使用了石墨烯/改性塑料复合物作为母粒，利用常规的薄膜挤出设备即可实现石墨烯复合加热膜的制备，该工艺与现有传统薄膜生产设备的兼容性高，生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种石墨烯复合加热膜的制备方法，属于石墨烯加热膜制备领域。
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。
发明内容
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的制备方法。本发明的石墨烯复合加热膜主要由第一PET膜、第二PET膜、石墨烯发热层、金属箔条构成。并且，这种石墨烯复合加热膜是直接通过常规的熔融挤出覆膜得到的，解决了层与层之间处于剥离状态的技术问题。
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的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一、将石墨烯/改性塑料复合物熔融体挤出到第二PET膜上形成石墨烯发热层，在石墨烯发热层上植入金属箔条，然后降温定型；
步骤二、在步骤一降温定型的石墨烯发热层上表面淋胶后，通过辊压的方式将聚酯膜粘合在石墨烯发热层的上表面，形成第一PET膜。
根据如上所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：还包括步骤三，将步骤二所获得的石墨烯复合加热膜进行超声波压边，AOI 检测，切断。
根据如上所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：步骤二中采用的涂覆贴膜机，先将耐高温柔性快速胶粘剂熔融淋胶在已经植入金属箔条的石墨烯发热层的上表面，再将聚酯膜辊压粘合上去。
根据如上所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：超声波压边后边缘的第一PET膜、第二PET膜贴合在一起，形成聚酯封边，聚酯封边宽度范围为2cm～4cm。
根据如上所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：石墨烯发热层的功率为1W/m2～1200W/m2。
根据如上所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：步骤一中，在石墨烯发热层温度降至100℃至120℃时，将金属箔条植入石墨烯发热层。
根据如上所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：金属箔条为铜箔条、铝箔条或包含铜箔条和铝箔条表面改性箔条。
根据如上所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：石墨烯发热层两侧各植入一条金属箔条，形成金属箔条对电极，金属箔条宽度范围为1.5cm～3cm。
根据如上所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：石墨烯/改性塑料复合物母粒的颗粒直径为0.1cm～1cm，石墨烯/改性塑料复合物的熔融温度在150℃～250℃之间。
本发明至少包括以下有益效果：
1.石墨烯加热层是通过常规的熔融挤出法制备得到的，直接使用了石墨烯/改性塑料复合物作为母粒，利用常规的薄膜挤出设备即可实现石墨烯发热层的制备，该工艺与现有传统薄膜生产设备的兼容性高，生产成本低。
2.整条生产线从母粒到产品，一体成型，中间无间断，三个生产工段在一条生产线上同步进行，全自动化生产。
3.石墨烯发热层的制备使用石墨烯/改性塑料复合物母粒作为加工原料，全程不含任何溶剂，因而生产过程中省去了常规涂敷法必需的烘干过程，生产线无大型烘箱，节约成本及设备占地，且无VOC排放，绿色环保。
4.第一PET膜与石墨烯发热层之间通过耐高温(150℃～250℃)柔性快速胶粘剂经覆膜机辊压粘合，第二PET膜在石墨烯发热层挤出时就作为其基层在常温条件下定型，因而两个PET膜层与石墨烯发热层之间的贴合都很紧密，降低了使用过程中热空气膨胀造成产品表面起泡和使用寿命缩短的风险，提高了生产速率。
5.采用全自动化生产线，超声波压边和自动光学检测(AOI)提高了生产效率、封装程度和产品品质。
附图说明
图1是本发明提供的一种一体成型石墨烯复合加热膜的结构分解图，图中第一PET膜、石墨烯发热层、第二PET膜以及铜箔条对电极依图中位置叠加，三层之间是通过耐高温(150℃～250℃)柔性快速胶粘剂粘合在一起的。
图2是本发明提供的一种一体成型石墨烯复合加热膜的平面结构分解图
图3是本发明提供的一种一体成型石墨烯复合加热膜的工艺流程图。
附图标记说明：第一PET膜1、第二PET膜2、石墨烯发热层3、铜箔条4、聚酯封边5、金属箔条宽度6。
具体实施方式
名词解释：PET：聚酯，PET(Polyethylene terephthalate)，别称聚酯，中文名称为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
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。
如图1至图3所示，本发明制备方法所制造的一种石墨烯复合加热膜包括第一PET膜1、第二PET膜2、石墨烯发热层3、铜箔条4，其中石墨烯发热层3两侧为金属箔条，两侧的金属箔条形成金属箔条对电极，还可以包括聚酯封边5，聚酯封边5为2cm～4cm宽，聚酯封边5为第一PET 膜1和第二PET膜2贴合而成。金属箔条宽度6为1.5cm～3cm。
本发明的石墨烯复合加热膜的制备方法包含如下步骤，
步骤一、石墨烯/改性塑料复合物母粒熔融，将石墨烯/改性塑料复合物熔融体挤出到第二PET膜2上形成石墨烯发热层3，在石墨烯发热层3 上植入金属箔条，然后降温定型；
本步骤中，最好在石墨烯发热层3温度降至100℃至120℃时，将金属箔条植入石墨烯发热层3。
本步骤中，金属箔条可以为铜箔条4、铝箔条或包含铜箔条和铝箔条表面改性箔条，在石墨烯发热层3两侧各植入一条铜箔条4，形成铜箔条 4对电极，本步骤的金属箔条宽度6范围为1.5cm～3cm。
本发明的石墨烯/改性塑料复合物可以为石墨烯、改性塑料的混合物。石墨烯/改性塑料复合物母粒的颗粒直径最好为0.1cm～1cm，石墨烯/改性塑料复合物的熔融温度最好在150℃～250℃之间，这样在石墨烯/改性塑料复合物熔融体挤出到第二PET膜2上，可通过快速降温使石墨烯发热层3 与第二PET膜2柔性快速胶粘剂粘合在一起。
本发明中，降温定型的温度可以为常温，一般为40℃以下。
步骤二、在步骤一降温定型的石墨烯发热层3上表面淋胶后，然后通过辊压的方式将聚酯(PET)膜粘合在石墨烯发热层3的上表面，形成第一PET膜1；
步骤三、将步骤二所获得的石墨烯复合加热膜进行超声波压边，AOI 检测，切断，形成最终产品。
本步骤中，超声波压边后边缘的第一PET膜1、第二PET膜2贴合在一起，形成聚酯封边5，聚酯封边5宽度范围为2cm～4cm，
本发明的每一个制备步骤对应一个生产工段，三个步骤对应三个生产工段，三个生产工段在一条生产线上同步进行，节约成本及设备占地。采用本发明的方法，可使整条生产线为全自动一体成型石墨烯复合加热膜生产线，从母粒到产品，一体成型，中间无间断，极大的提高了产品品质。
本发明石墨烯发热层3的功率可为1W/m2～1200W/m2，其周边结构包括2cm～4cm宽的长边聚酯封边，两条1.5cm～3cm宽的铜箔条对电极，铜箔条的长度与石墨烯/聚酯复合物加热膜长度相同。
本发明的石墨烯发热层3是通过常规的熔融挤出法制备得到的。
本发明石墨烯发热层3的制备过程中金属箔条是在石墨烯发热层挤出之后，在石墨烯发热层温度为100℃至120℃时趁软植入进去，金属箔条嵌入了石墨烯发热层中。
本发明步骤二中采用的涂覆贴膜机，先将耐高温(150℃～250℃)柔性快速胶粘剂熔融淋胶在已经植入金属箔条的石墨烯发热层3的上表面，再将聚酯膜辊压粘合上去，形成第一PET膜1。
本发明步骤三的目的是要对成品膜实现封装和检测，通过超声波压边可以保证无气泡高效率封装，再经自动光学检测(AOI)以及切刀切断后得到表面无缺陷的成品。不需要封装和检测时，可以不需要执行步骤三的操作。
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。
Claims (9)
1.一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一、将石墨烯/改性塑料复合物熔融体挤出到第二PET膜上形成石墨烯发热层，在石墨烯发热层上植入金属箔条，然后降温定型；
步骤二、在步骤一降温定型的石墨烯发热层上表面淋胶后，通过辊压的方式将聚酯膜粘合在石墨烯发热层的上表面，形成第一PET膜。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：还包括步骤三，将步骤二所获得的石墨烯复合加热膜进行超声波压边、AOI检测和切断。
3.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：步骤二中采用的涂覆贴膜机，先将耐高温柔性快速胶粘剂熔融淋胶在已经植入金属箔条的石墨烯发热层的上表面，再将聚酯膜辊压粘合上去。
4.根据权利要求2所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：超声波压边后边缘的第一PET膜、第二PET膜贴合在一起，形成聚酯封边，聚酯封边宽度范围为2cm～4cm。
5.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：石墨烯发热层的功率为1W/m2～1200W/m2。
6.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：步骤一中，在石墨烯发热层温度降至100℃至120℃时，将金属箔条植入石墨烯发热层。
7.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：金属箔条为铜箔条、铝箔条或包含铜箔条和铝箔条表面改性箔条。
8.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：石墨烯发热层两侧各植入一条金属箔条，形成金属箔条对电极，金属箔条宽度范围为1.5cm～3cm。
9.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯复合加热膜的制备方法，其特征在于：石墨烯/改性塑料复合物母粒的颗粒直径为0.1cm～1cm，石墨烯/改性塑料复合物的熔融温度在150℃～250℃之间。
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