阅读说明：本技术 一种石墨烯净化发热涂料及其发热片与制备方法 (Graphene purification heating coating, heating sheet thereof and preparation method ) 是由 马立国 刘少华 任国峰 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种石墨烯净化发热涂料及其发热片与制备方法,该涂料的涂料的原料包含：树脂材料70％～90％,石墨烯材料0.5％～10％,有机添加剂0.5％～15％,无机添加剂0.1％～5％。本发明还提供了采用该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法,以及制备的石墨烯净化发热片。该方法中,向树脂混合物中添加了一种石墨烯,同时为了促进石墨烯的分散向体系中加入了相应的分散剂,并且为了防止在固化过程中出现氧化的现象,在导电浆料中加入了微量抗氧化剂。本发明提供的石墨烯净化发热涂料及其发热片与制备方法,制备的发热片不仅能够有效分解甲醛、苯、苯系物等污染物,还能够杀菌抗病毒,通电后可以进行发热、远红外理疗等。(The invention discloses a graphene purification heating coating, a heating sheet and a preparation method thereof, wherein the coating comprises the following raw materials: 70-90% of resin material, 0.5-10% of graphene material, 0.5-15% of organic additive and 0.1-5% of inorganic additive. The invention also provides a method for preparing the heating sheet by adopting the graphene purification heating coating and the prepared graphene purification heating sheet. In the method, graphene is added into a resin mixture, a corresponding dispersing agent is added into a system for promoting the dispersion of the graphene, and a trace amount of antioxidant is added into conductive slurry for preventing the oxidation phenomenon in the curing process. According to the graphene purification heating coating, the heating sheet and the preparation method thereof, the prepared heating sheet can effectively decompose pollutants such as formaldehyde, benzene and benzene series, can sterilize and resist viruses, and can perform heating, far infrared physiotherapy and the like after being electrified.)

一种石墨烯净化发热涂料及其发热片与制备方法

技术领域

本发明涉及一种净化发热涂料及其发热片与制备方法，具体地，涉及一种石墨烯净化发热涂料及其发热片与制备方法。

背景技术

在现有技术中，通常是采用以下两种技术来制作加热片：1、将导电油墨浆料按照设计的线路印刷在PET膜上来制作加热片；2、用药水将高电阻率合金片蚀刻出所需导热线路来制作加热片。

但是，导电油墨加热片在电压和功率较低的情况下发热效果不好，合金加热片难于焊接，并且制作成本均比较高，因此需要寻找更好的制备加热片的方法和材料。

石墨烯是一种有碳原子按六边形排列而成的二维材料，是本世纪最具颠覆性的新材料，石墨烯单原子层二维片状结构，使得石墨烯在许多方面具有奇特的性能，可用作超级电容和高效储能电池、超薄超轻航空航天材料、超韧超强防弹衣材料、新型医学材料、纳米传感器材料等等。将石墨烯与普通纤维复合，会使纤维具有一定的导电性，可广泛应用于抗静电织物、防电磁辐射服织物等。目前，欧洲、美国、日本、中国等众多国家，都把石墨烯列为本世纪最重要的新材料进行研究和开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型净化-发热浆料及其发热片与制备方法，制备的发热片不仅能够有效分解甲醛、苯、苯系物等污染物，同时还能够杀菌抗病毒，通电后可以进行发热、远红外理疗等。

为了达到上述目的，本发明提供了一种石墨烯净化发热涂料，其中，所述的石墨烯净化发热涂料的原料按质量百分比计包含：树脂材料70％～90％，石墨烯材料0.5％～10％，有机添加剂0.5％～15％，无机添加剂0.1％～5％。

上述的石墨烯净化发热涂料，其中，所述的树脂材料包含脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、酚醛树脂中的任意一种或多种及其相应的固化剂；树脂与固化剂的质量比为100:1～5。

上述的石墨烯净化发热涂料，其中，所述的石墨烯材料包含机械剥离法、氧化还原法、化学气相沉积法制备的任意一种或多种石墨烯。

上述的石墨烯净化发热涂料，其中，所述的有机添加剂包含溶剂、增稠剂、表面活性剂；所述的有机添加剂按质量百分比计包含：增稠剂0.1％～5％，表面活性剂0.1％～5％，其余为溶剂。

上述的石墨烯净化发热涂料，其中，所述的溶剂为松油醇、柠檬酸三丁脂、邻苯二甲酸二丁酯中的任意一种或多种。

上述的石墨烯净化发热涂料，其中，所述的表面活性剂为聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡络烷酮中的任意一种或多种；所述的增稠剂为乙基纤维素。

上述的石墨烯净化发热涂料，其中，所述的无机添加剂包含四针状氧化锌、碳晶中的任意一种或两种。

本发明还提供了采用上述的石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，将树脂材料溶于溶剂中，进行搅拌，在树脂完全溶解后添加石墨烯材料、有机添加剂、无机添加剂，混合均匀，并进行脱泡处理，制得石墨烯净化发热涂料；步骤3，采用导电浆料线路印刷工艺，将步骤2所得的石墨烯净化发热涂料作为导电浆料，按纹路进行丝网印刷，再连接导线，制得石墨烯净化发热片。

上述的采用石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法，其中，所述的步骤2中，将树脂材料溶于溶剂中，通过搅拌机搅拌20min，在树脂完全溶解后添加石墨烯材料、有机添加剂、无机添加剂，在常温下超声分散，充分混合均匀，并进行抽真空脱泡，制得石墨烯净化发热涂料。

本发明也提供了通过上述的石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法制备的石墨烯净化发热片。

本发明提供的石墨烯净化发热涂料及其发热片与制备方法具有以下优点：

本发明制备的新型净化-发热涂料添加了具有极佳导电性能的石墨烯，使得该浆料具有优异的导电性能，同时浆料中添加四针状氧化锌、碳晶等组分，不仅可用于去除环境中的甲醛、苯、苯系物等污染物，还具有杀菌抗病毒作用，同时采用导电浆料线路印刷技术可生产发热片，用于发热取暖及远红外理疗等，具有广阔的应用前景。

本发明制备的新型净化-发热涂料及加热片，工艺简单易操作，成本低廉，经济效益高，适合大规模工业化生产。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

本发明提供的石墨烯净化发热涂料，其原料按质量百分比计包含：树脂材料70％～90％，石墨烯材料0.5％～10％，有机添加剂0.5％～15％，无机添加剂0.1％～5％。

树脂材料包含脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、酚醛树脂等中的任意一种或多种及其相应的固化剂；树脂与固化剂的质量比为100:1～5。

石墨烯材料包含机械剥离法、氧化还原法、化学气相沉积法等制备的任意一种或多种石墨烯。

有机添加剂包含溶剂、增稠剂、表面活性剂；有机添加剂按质量百分比计包含：增稠剂0.1％～5％，表面活性剂0.1％～5％，其余为溶剂。

溶剂为松油醇、柠檬酸三丁脂、邻苯二甲酸二丁酯等中的任意一种或多种。

表面活性剂为聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡络烷酮等中的任意一种或多种；增稠剂为乙基纤维素等。

无机添加剂包含四针状氧化锌、碳晶等中的任意一种或多种。

本发明还提供了采用该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法，其包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，将树脂材料溶于溶剂中，进行搅拌，在树脂完全溶解后添加石墨烯材料、有机添加剂、无机添加剂，混合均匀，并进行脱泡处理，制得石墨烯净化发热涂料；步骤3，采用导电浆料线路印刷工艺，将步骤2所得的石墨烯净化发热涂料作为导电浆料，按纹路进行丝网印刷，再连接导线，制得石墨烯净化发热片。

优选地，步骤2是将树脂材料溶于溶剂中，通过搅拌机搅拌20min，在树脂完全溶解后添加石墨烯材料、有机添加剂、无机添加剂，在常温下超声分散，充分混合均匀，并进行抽真空脱泡，制得石墨烯净化发热涂料。

步骤3中，通过半自动精密印刷机进行电路印刷，将石墨烯净化发热涂料按照设计线路的一定纹路印刷在PET膜上，网版300目，PET胶膜厚度为20μm，印刷后在120℃固化10～20min，再进行电阻及发热速率测试。

本发明也提供了通过该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法制备的石墨烯净化发热片。

下面结合实施例对本发明提供的石墨烯净化发热涂料及其发热片与制备方法做更进一步描述。

实施例1

一种石墨烯净化发热涂料，其原料按质量百分比计包含：树脂材料90％，石墨烯材料0.5％，有机添加剂9.4％，无机添加剂0.1％。

树脂材料包含脂环族环氧树脂及其相应的固化剂；树脂与固化剂的质量比为20:1。

石墨烯材料包含机械剥离法制备的石墨烯。

有机添加剂包含溶剂、增稠剂、表面活性剂；有机添加剂按质量百分比计包含：增稠剂0.1％，表面活性剂0.1％，其余为溶剂。

溶剂为松油醇。表面活性剂为聚乙二醇；增稠剂为乙基纤维素等。

无机添加剂包含四针状氧化锌。

本实施例还提供了采用该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法，其包含：

步骤1，按比例称取各原料。

步骤2，将树脂材料溶于溶剂中，通过搅拌机搅拌20min，在树脂完全溶解后添加石墨烯材料、有机添加剂、无机添加剂，在常温下超声分散，充分混合均匀，并进行抽真空脱泡，制得石墨烯净化发热涂料。

步骤3，采用导电浆料线路印刷工艺，将步骤2所得的石墨烯净化发热涂料作为导电浆料，按纹路进行丝网印刷，再连接导线，制得石墨烯净化发热片。

本实施例也提供了通过该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法制备的石墨烯净化发热片。

实施例2

一种石墨烯净化发热涂料，其原料按质量百分比计包含：树脂材料87％，石墨烯材料8％，有机添加剂0.5％，无机添加剂4.5％。

树脂材料包含双酚A型环氧树脂及其相应的固化剂；树脂与固化剂的质量比为25:1。

石墨烯材料包含氧化还原法制备的石墨烯。

有机添加剂包含溶剂、增稠剂、表面活性剂；有机添加剂按质量百分比计包含：增稠剂2％，表面活性剂1.5％，其余为溶剂。

溶剂为柠檬酸三丁脂。表面活性剂为木质素磺酸钠；增稠剂为乙基纤维素等。

无机添加剂包含碳晶。

本实施例还提供了采用该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法，其包含：

步骤1，按比例称取各原料。

步骤2，将树脂材料溶于溶剂中，通过搅拌机搅拌20min，在树脂完全溶解后添加石墨烯材料、有机添加剂、无机添加剂，在常温下超声分散，充分混合均匀，并进行抽真空脱泡，制得石墨烯净化发热涂料。

步骤3，采用导电浆料线路印刷工艺，将步骤2所得的石墨烯净化发热涂料作为导电浆料，按纹路进行丝网印刷，再连接导线，制得石墨烯净化发热片。

本实施例也提供了通过该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法制备的石墨烯净化发热片。

实施例3

一种石墨烯净化发热涂料，其原料按质量百分比计包含：树脂材料82％，石墨烯材料3％，有机添加剂12％，无机添加剂3％。

树脂材料包含酚醛树脂及其相应的固化剂；树脂与固化剂的质量比为100:3。

石墨烯材料包含化学气相沉积法制备的石墨烯。

有机添加剂包含溶剂、增稠剂、表面活性剂；有机添加剂按质量百分比计包含：增稠剂3％，表面活性剂3％，其余为溶剂。

溶剂为邻苯二甲酸二丁酯。表面活性剂为聚乙烯醇；增稠剂为乙基纤维素等。

无机添加剂包含四针状氧化锌。

本实施例还提供了采用该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法，其包含：

步骤1，按比例称取各原料。

步骤2，将树脂材料溶于溶剂中，通过搅拌机搅拌20min，在树脂完全溶解后添加石墨烯材料、有机添加剂、无机添加剂，在常温下超声分散，充分混合均匀，并进行抽真空脱泡，制得石墨烯净化发热涂料。

步骤3，采用导电浆料线路印刷工艺，将步骤2所得的石墨烯净化发热涂料作为导电浆料，按纹路进行丝网印刷，再连接导线，制得石墨烯净化发热片。

本实施例也提供了通过该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法制备的石墨烯净化发热片。

实施例4

一种石墨烯净化发热涂料，其原料按质量百分比计包含：树脂材料79％，石墨烯材料7％，有机添加剂10％，无机添加剂4％。

树脂材料包含脂环族环氧树脂和双酚A型环氧树脂及其相应的固化剂；树脂与固化剂的质量比为50:1。

石墨烯材料包含机械剥离法或氧化还原法制备的石墨烯。

有机添加剂包含溶剂、增稠剂、表面活性剂；有机添加剂按质量百分比计包含：增稠剂3.5％，表面活性剂4％，其余为溶剂。

溶剂为柠檬酸三丁脂和邻苯二甲酸二丁酯。

表面活性剂为聚乙烯吡络烷酮；增稠剂为乙基纤维素等。

无机添加剂包含四针状氧化锌、碳晶等中的任意一种或多种。

本实施例还提供了采用该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法，其包含：

步骤1，按比例称取各原料。

步骤2，将树脂材料溶于溶剂中，通过搅拌机搅拌20min，在树脂完全溶解后添加石墨烯材料、有机添加剂、无机添加剂，在常温下超声分散，充分混合均匀，并进行抽真空脱泡，制得石墨烯净化发热涂料。

步骤3，采用导电浆料线路印刷工艺，将步骤2所得的石墨烯净化发热涂料作为导电浆料，按纹路进行丝网印刷，再连接导线，制得石墨烯净化发热片。

本实施例也提供了通过该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法制备的石墨烯净化发热片。

实施例5

一种石墨烯净化发热涂料，其原料按质量百分比计包含：树脂材料70％，石墨烯材料10％，有机添加剂15％，无机添加剂5％。

树脂材料包含双酚A型环氧树脂或酚醛树脂及其相应的固化剂；树脂与固化剂的质量比为100:1。

石墨烯材料包含氧化还原法或化学气相沉积法等制备的石墨烯。

有机添加剂包含溶剂、增稠剂、表面活性剂；有机添加剂按质量百分比计包含：增稠剂5％，表面活性剂5％，其余为溶剂。

溶剂为松油醇、柠檬酸三丁脂、邻苯二甲酸二丁酯等中的任意多种。

表面活性剂为聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡络烷酮等中的任意多种；增稠剂为乙基纤维素等。

无机添加剂包含四针状氧化锌和碳晶的任意比例混合物。

本实施例还提供了采用该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法，其包含：

步骤1，按比例称取各原料。

步骤2，将树脂材料溶于溶剂中，通过搅拌机搅拌20min，在树脂完全溶解后添加石墨烯材料、有机添加剂、无机添加剂，在常温下超声分散，充分混合均匀，并进行抽真空脱泡，制得石墨烯净化发热涂料。

步骤3，采用导电浆料线路印刷工艺，将步骤2所得的石墨烯净化发热涂料作为导电浆料，按纹路进行丝网印刷，再连接导线，制得石墨烯净化发热片。

本实施例也提供了通过该石墨烯净化发热涂料制备发热片的方法制备的石墨烯净化发热片。

本发明提供的石墨烯净化发热涂料及其发热片与制备方法，其特征技术为向树脂混合物中添加了一种石墨烯，同时为了促进石墨烯的分散向体系中加入了相应的分散剂，并且为了防止在固化过程中出现氧化的现象，在导电浆料中加入了微量抗氧化剂。该加热片通电后可进行发热取暖，以及远红外理疗等，用途广泛。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。