CN114234275A - 一种具有快速加热的石墨烯地暖膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有快速加热的石墨烯地暖膜，包括石墨烯发热层、封装层和保温层；上、下封装层分别贴设在石墨烯发热层的上下表面；上、下保温层分别对应贴设在上、下封装层的外表面；石墨烯发热层包括层状的架体框架和块状的石墨烯块，架体框架由上框架层和下框架层构成，且上、下框架层相对的内表面上均开设有若干凹槽，上、下框架对合后在凹槽处形成供石墨烯块容纳的腔体，若干石墨烯块一一嵌设于腔体内；石墨烯块包括远红外石墨烯层，远红外石墨烯层的上下表面贴设有一辅助层。本发明能够使得石墨烯辅助层得到良好的，硬度、抗折抗压、耐摩擦性、附着性、耐光性、耐化学品性和耐水性等作为辅助的性能，与远红外石墨烯层结合更加可靠。
Description
技术领域
本发明属于功能材料领域，涉及一种地暖材料，尤其涉及一种具有快速加热的石墨烯地暖膜。
背景技术
石墨烯具有优异的力学、电学、热学特性，通过特定的化学组装，可在一定程度上将单片石墨烯的优异特性转化为宏观材料的性能。其中石墨烯膜是典型的石墨烯宏观材料，具有良好的导电性能和电热性能，电热转换效率较高。在管道防冻、建筑供暖***等领域有广阔的应用前景，有望取代现行的地暖、壁炉产品。
目前，现有的石墨烯地暖膜用于装修要求较高，例如环保性要好，厚度要薄，附着力要强，耐高温、耐腐蚀要好，耐摩擦能力要强。而一般情况下要同时保持这些性能十分困难，因为有些性能之间相互制约，如满足了耐摩擦能力，就很难满足高附着能力，并且无法同时保证抗折抗压。
鉴于此，提供一种具有快速加热的石墨烯地暖膜是本发明需要研究的课题。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的在于解决以往石墨烯地暖膜的所存在的问题，以提高石墨烯地暖膜的性能和质量。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有快速加热的石墨烯地暖膜，包括石墨烯发热层、封装层和保温层；
其特征在于：所述封装层包括上封装层和下封装层，上、下封装层分别贴设在石墨烯发热层的上下表面；所述保温层包括上保温层和下保温层，上、下保温层分别对应贴设在上、下封装层的外表面；
所述石墨烯发热层包括层状的架体框架和块状的石墨烯块，所述架体框架由上框架层和下框架层构成，且上、下框架层相对的内表面上均开设有若干凹槽，上、下框架对合后在凹槽处形成供石墨烯块容纳的腔体，若干石墨烯块一一嵌设于所述腔体内；
所述石墨烯块包括远红外石墨烯层，所述远红外石墨烯层的上下表面贴设有一辅助层，所述辅助层的化学成分及含量质量百分比为：
聚氯乙烯 63.5%-73 .5％；增稠剂 3.5% -5 .5％；分散剂 5 .5％-7 .5％；抗老化剂1%-3％；抗氧剂2.5%- 4 .5％；成膜助剂 11.5%-15.5％；氧化钛粉2%- 8％；
所述增稠剂为聚丙烯酸盐、甲基纤维素、以及干酪素的混合物；所述分散剂为微晶石蜡、硬脂酸锌的混合物；所述抗老化剂为醌类等自由基捕获剂、紫外线吸收剂的混合物；所述抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌和二烷基二硫代氨基甲酸锌的混合物；所述成膜助剂为流平剂、消泡剂、分散剂以及石蜡按照2:1.5:1:3的质量比例的混合物；
其中，所述聚氯乙烯与成膜助剂的质量比例为4：1~6：1；所述聚氯乙烯与氧化钛粉的质量比例为16：1~28：1。
作为本发明的进一步改进所述聚丙烯酸盐、甲基纤维素、以及干酪素按照1:2:1.5的质量比例混合。
作为本发明的进一步改进：所述聚氯乙烯与助剂的质量比例为4.5：5.5。
作为本发明的进一步改进所述聚氯乙烯与氧化钛粉的质量比例为21：1。
作为本发明的进一步改进所述增稠剂、分散剂以及抗氧剂按照8:12:1的质量比例混合。
作为本发明的进一步改进：还包括硅烷偶联剂。
作为本发明的进一步改进所述增稠剂还包括淀粉改性膨润土。
作为本发明的进一步改进所述抗老化剂与抗氧剂的质量比例为1：2。
由于分散剂中的稀释作用和增稠剂中增加粘度作用之间的关系是此消彼长的，若通过组分调节将分散剂粘度和稀释及固化性能调节到很强，此时将会弱化增稠剂粘度增加的作用，使得石墨烯辅助层的粘度不够从而导致辅助层的附着力不够；若将组分中增稠剂的性能调节到很强，此时将会弱化分散剂粘度稀释和固化的作用，使得石墨烯辅助层的粘度增强，从而导致其耐水性以及耐摩擦性能都有所降低。因此分散剂、增稠剂以及氧化钛粉的质量比例一直是相互矛盾的。另外，将分散剂、增稠剂以及氧化钛粉质量比例控制在一个合理的范围内，可以石墨烯辅助层得到良好的硬度、抗折抗压、耐摩擦性、附着性、耐光性、耐化学品性和耐水性等作为辅助的性能。
与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明具有以下优点：
通过本发明设计，能够使得石墨烯辅助层得到良好的硬度、抗折抗压、耐摩擦性、附着性、耐光性、耐化学品性和耐水性等作为辅助的性能，与远红外石墨烯层贴合更加可靠，同时，对远红外石墨烯层起到辅助作用，使得远红外石墨烯层发挥最佳作用。
附图说明
图1为本发明石墨烯地暖膜的结构示意图；
图2为本发明石墨烯发热层的结构示意图。
其中，1、石墨烯发热层；2、上封装层、3、下封装层、4、上保温层；5、下保温层；10、架体框架；11、石墨烯块。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。需要注意的是，这些实施例仅用于解释本发明，而并不以任何方式来限制本发明。
实施例1：一种具有快速加热的石墨烯地暖膜
参见附图1、2，包括石墨烯发热层1、封装层和保温层；所述封装层包括上封装层2和下封装层3，上、下封装层分别贴设在石墨烯发热层1的上下表面；所述保温层包括上保温层4和下保温层5，上、下保温层分别对应贴设在上、下封装层的外表面。
所述石墨烯发热层1包括层状的架体框架10和块状的石墨烯块11，所述架体框架10由上框架层和下框架层构成，且上、下框架层相对的内表面上均开设有若干凹槽，上、下框架对合后在凹槽处形成供石墨烯块11容纳的腔体，若干石墨烯块11一一嵌设于所述腔体内。
所述石墨烯块11包括远红外石墨烯层，所述远红外石墨烯层的上下表面贴设有一辅助层，所述辅助层的化学成分及含量质量百分比为：
聚氯乙烯 63.5%-73 .5％；增稠剂 3.5% -5 .5％；分散剂 5 .5％-7 .5％；抗老化剂1%-3％；抗氧剂2.5%- 4 .5％；成膜助剂 11.5%-15.5％；氧化钛粉2%- 8％。
所述增稠剂为聚丙烯酸盐、甲基纤维素、以及干酪素的混合物；所述分散剂为微晶石蜡、硬脂酸锌的混合物；所述抗老化剂为醌类等自由基捕获剂、紫外线吸收剂的混合物；所述抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌和二烷基二硫代氨基甲酸锌的混合物；所述成膜助剂为流平剂、消泡剂、分散剂以及石蜡按照2:1.5:1:3的质量比例的混合物。
其中，所述聚氯乙烯与成膜助剂的质量比例为4：1~6：1；所述聚氯乙烯与氧化钛粉的质量比例为16：1~28：1。
具体地，所述聚丙烯酸盐、甲基纤维素、以及干酪素按照1:2:1.5的质量比例混合。所述聚氯乙烯与助剂的质量比例为4.5：5.5。所述聚氯乙烯与氧化钛粉的质量比例为21：1。所述增稠剂、分散剂以及抗氧剂按照8:12:1的质量比例混合。还包括硅烷偶联剂。所述增稠剂还包括淀粉改性膨润土。所述抗老化剂与抗氧剂的质量比例为1：2。
进一步地，聚氯乙烯65％；增稠剂4％；分散剂 6％；抗老化剂2％；抗氧剂4％；成膜助剂 14％；氧化钛粉5％。
实施例2：其余与实施例1相同，不同之处在于：聚氯乙烯70％；增稠剂4％；分散剂6％；抗老化剂2％；抗氧剂3％；成膜助剂 13.5％；氧化钛粉2.5％。
实施例3：其余与实施例1相同，不同之处在于：聚氯乙烯68％；增稠剂4％；分散剂5％；抗老化剂2％；抗氧剂3.5％；成膜助剂 11.5％；氧化钛粉6％。
对比例1：提供的一种石墨烯膜，其中，聚氯乙烯55％；增稠剂10％；分散剂10％；抗老化剂4％；抗氧剂6％；成膜助剂10％；氧化钛粉5％。
对比例2：提供的一种石墨烯膜，其中，聚氯乙烯45％；增稠剂15％；分散剂15％；抗老化剂4％；抗氧剂6％；成膜助剂10％；氧化钛粉5％。
对比例3：提供的一种石墨烯膜，其中，聚氯乙烯50％；增稠剂12％；分散剂12％；抗老化剂5％；抗氧剂6％；成膜助剂10％；氧化钛粉5％。
对比检测方法为：≥6个月保持时间，具体检测参照标准GB/T2419-2017。
| 28d抗压强度，MPa | 28d抗折强度，MPa | 收缩率，％ | ||
| 实施例1 | 101.2 | 20.2 | 0.05 | |
| 实施例2 | 115 | 22.4 | 0.1 | |
| 实施例3 | 113.5 | 22.2 | 0.1 | |
| 对比例1 | 74 | 10.1 | 0.11 | |
| 对比例2 | 76 | 10.3 | 0.125 | |
| 对比例3 | 78 | 10.5 | 0.11 |
综上，本发明能够使得石墨烯辅助层得到良好的硬度、抗折抗压、耐摩擦性、附着性、耐光性、耐化学品性和耐水性等作为辅助的性能，与远红外石墨烯层贴合更加可靠，同时，对远红外石墨烯层起到辅助作用，使得远红外石墨烯层发挥最佳作用。
以上实施例中，对于绝缘油墨的成分和含量尽管仅给出了四个具体实施例，但本领域技术人员在这四个实施例的启示下，可以容易得到本发明的石墨烯地暖膜在权利要求所限定的范围内均可以实现并且具有相同或相近的技术效果，因此为了节省篇幅不再举例说明。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保温范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保温范围之内。
Claims (8)
1.一种具有快速加热的石墨烯地暖膜，其特征在于：包括石墨烯发热层、封装层和保温层；
其特征在于：所述封装层包括上封装层2和下封装层，上、下封装层分别贴设在石墨烯发热层的上下表面；所述保温层包括上保温层和下保温层，上、下保温层分别对应贴设在上、下封装层的外表面；
所述石墨烯发热层包括层状的架体框架和块状的石墨烯块，所述架体框架由上框架层和下框架层构成，且上、下框架层相对的内表面上均开设有若干凹槽，上、下框架对合后在凹槽处形成供石墨烯块容纳的腔体，若干石墨烯块一一嵌设于所述腔体内；
所述石墨烯块包括远红外石墨烯层，所述远红外石墨烯层的上下表面贴设有一辅助层，所述辅助层的化学成分及含量质量百分比为：
聚氯乙烯 63.5%-73 .5％；增稠剂 3.5% -5 .5％；分散剂 5 .5％-7 .5％；抗老化剂1%-3％；抗氧剂2.5%- 4 .5％；成膜助剂 11.5%-15.5％；氧化钛粉2%- 8％；
所述增稠剂为聚丙烯酸盐、甲基纤维素、以及干酪素的混合物；所述分散剂为微晶石蜡、硬脂酸锌的混合物；所述抗老化剂为醌类等自由基捕获剂、紫外线吸收剂的混合物；所述抗氧剂为二烷基二硫代磷酸锌和二烷基二硫代氨基甲酸锌的混合物；所述成膜助剂为流平剂、消泡剂、分散剂以及石蜡按照2:1.5:1:3的质量比例的混合物；
其中，所述聚氯乙烯与成膜助剂的质量比例为4：1~6：1；所述聚氯乙烯与氧化钛粉的质量比例为16：1~28：1。
2.根据权利要求1所述的具有快速加热的石墨烯地暖膜，其特征在于：所述聚丙烯酸盐、甲基纤维素、以及干酪素按照1:2:1.5的质量比例混合。
3.根据权利要求:所述的具有快速加热的石墨烯地暖膜，其特征在于：所述聚氯乙烯与助剂的质量比例为4.5：5.5。
4.根据权利要求1所述的具有快速加热的石墨烯地暖膜，其特征在于：所述聚氯乙烯与氧化钛粉的质量比例为21：1。
5.根据权利要求1所述的具有快速加热的石墨烯地暖膜，其特征在于：所述增稠剂、分散剂以及抗氧剂按照8:12:1的质量比例混合。
6.根据权利要求1项所述的具有快速加热的石墨烯地暖膜，其特征在于：还包括硅烷偶联剂。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的具有快速加热的石墨烯地暖膜，其特征在于：所述增稠剂还包括淀粉改性膨润土。
8.根据权利要求7项所述的具有快速加热的石墨烯地暖膜，其特征在于：所述抗老化剂与抗氧剂的质量比例为1：2。
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