阅读说明：本技术 一种可水洗柔性石墨烯低压电热膜及其制备方法 (Washable flexible graphene low-voltage electrothermal film and preparation method thereof ) 是由 吴越 于 2018-08-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可水洗柔性石墨烯低压电热膜以及制备方法,所述电热膜包括从上至下依次设置的上封装层、覆膜层、石墨烯导电油墨层、导电银浆层、印刷基材层和下封装层；或者包括从上至下依次设置的上封装层、覆膜层、导电银浆层、石墨烯导电油墨层、印刷基材层和下封装层；所述电热膜还包括设置在导电银浆层的电极接线部位的导电胶片及导线。本发明的加热膜具有可随意弯折的优点,搓洗、机洗后功率无明显衰减；同时,经远红外中心检测加热膜呈均匀面状发热,均匀辐射6-14μm远红外线,符合人体保暖、理疗、医械等需求。(The invention discloses a washable flexible graphene low-voltage electrothermal film and a preparation method thereof, wherein the electrothermal film comprises an upper packaging layer, a film covering layer, a graphene conductive ink layer, a conductive silver paste layer, a printing substrate layer and a lower packaging layer which are sequentially arranged from top to bottom; or comprises an upper packaging layer, a film coating layer, a conductive silver paste layer, a graphene conductive ink layer, a printing substrate layer and a lower packaging layer which are arranged in sequence from top to bottom; the electric heating film also comprises a conductive film and a lead which are arranged at the electrode wiring part of the conductive silver paste layer. The heating film has the advantage of being capable of being bent at will, and the power is not obviously attenuated after scrubbing and machine washing; meanwhile, the heating film is uniformly heated in a surface form through the detection of a far infrared center, and the far infrared rays with the size of 6-14 microns are uniformly radiated, so that the requirements of human body heat preservation, physical therapy, medical instruments and the like are met.)

一种可水洗柔性石墨烯低压电热膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及电热膜技术领域，具体涉及一种可水洗柔性石墨烯低压电热膜及其制备方法。

背景技术

现有柔性加热膜生产工艺主要为缠绕金属丝加热膜、腐蚀金属片加热膜、缠绕碳纤维加热膜、碳纤维毡加热膜、普通石墨烯加热膜。现有碳纤维、金属丝、金属片加热膜在多次弯折后会造成局部电阻变大造成断路，或导体间接触造成短路，使温度过低或过高导致加热膜局部烧穿，起火，烫伤，漏电等安全隐患。碳纤维毡加热膜需要粘贴双导铜箔作为电极，在长时间加热后铜箔会收缩造成接触不良，电阻变化较大、易打火。

普通石墨烯加热膜经搓揉后电阻变化明显，缝入服装成品后经机洗后会导致产品不可逆的功率衰减。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可水洗柔性石墨烯低压电热膜，用以解决现有发热膜发热不均、耐用性差、不可搓洗的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种可水洗柔性石墨烯低压电热膜，所述电热膜包括从上至下依次设置的上封装层、覆膜层、石墨烯导电油墨层、导电银浆层、印刷基材层和下封装层；

或者包括从上至下依次设置的上封装层、覆膜层、导电银浆层、石墨烯导电油墨层、印刷基材层和下封装层；

所述电热膜还包括设置在导电银浆层的电极接线部位的导电胶片及导线。

作为一种优选的方案，所述导电银浆层印刷在所述印刷基材层的上表面，所述石墨烯导电油墨层印刷在所述导电银浆层的上表面；

或者所述石墨烯导电油墨层印刷在所述印刷基材层的上表面，所述导电银浆层印刷在所述石墨烯导电油墨层的上表面。

由于导电银浆层与石墨烯导电油墨层上下两面均可导电，实际印刷时石墨烯导电油墨层及导电银浆层的上下顺序不影响最终成品效果。

作为一种优选的方案，所述印刷基材层的厚度为0.0125-0.1mm。所述印刷基材层为柔性绝缘材料，应具备以下条件：柔性、耐候性(耐高/低温)、耐伸缩性(不易变形)、抗高压击穿性(电气绝缘性好)、抗撕扯与冲击性(强度高)、防火(遇明火不助燃)、防潮性(印刷层不易氧化)。

作为一种优选的方案，导电胶片的材料选自铝箔、铜箔、涂金/银、涂铜镍双导布中的任一种。

作为一种优选的方案，所述覆膜层选自聚酰亚胺薄膜、聚酯薄膜中的任一种。

作为一种优选的方案，上封装层的材料选自聚氨酯薄膜、防水布中的任一种；下封装层的材料选自聚氨酯薄膜、防水布中的任一种。

本发明的第二个目的是提供一种如上所述的可水洗柔性石墨烯低压电热膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：选择合适的印刷基材；

步骤二：准备油墨；

步骤三：使用凹模或网模在印刷基材层的上表面依次印刷导电银浆层和石墨烯导电油墨层并烘烤固化；

步骤四：在导电银浆层的电极接线部位贴上导电胶片；

步骤五：在石墨烯导电油墨层的上表面进行滚筒热压覆膜层，并将覆膜层和导线连接；

步骤六：分别在接线后的内膜的上表面和下表面覆盖封装层，使用平板热压机机进行热压处理。

作为一种优选的方案，步骤五具体为：在石墨烯导电油墨层的上表面进行滚筒热压覆膜层，然后依次将铆钉、将打好接线端子的导线、印刷覆膜后的内膜放置于铆接机定位后进行铆接；

或者在覆膜上的接线部位冲孔后在石墨烯导电油墨层的上表面进行滚筒热压覆膜，覆膜后于开孔部位将导线焊接在导电胶片上。

作为一种优选的方案，在接线部位金属或导线裸露处喷涂或点涂防水绝缘保护漆。

作为一种优选的方案，保护漆的防水与绝缘性，防水绝缘保护漆的材料选自硅基、环氧基、丙烯酸、聚氨酯材料中的任一种。

本发明提供的可水洗柔性石墨烯低压电热膜发热的原理是：通电后，电流经过银浆层分流后均匀导入石墨烯导电油墨层，石墨烯导电油墨层中碳原子产生布朗运动，将电能转化为内能，从而达到发热的目的。

本发明具有如下优点：

本发明提供的石墨烯加热膜，总共有6层(不包含胶水层与线材)材料，厚度压至0.15-0.25mm，使各层在高温、高压下复合为一体；该加热膜内有高强度的基材，外有柔韧性良好的缓冲层，并且防水绝缘，避免各种安全隐患。经测试，二次加工后制成的成品衣服、鞋帽、护具均可水洗机洗，发热速率高，温度均匀，长期使用后温度功率无明显衰减，材料无毒环保，低压更安全。低温低压电热膜作为一个市场新兴产品，暂无国家标准，本技术产品和市场现有技术产品相比质量有明显提高，改变行业乱象。

本工艺生产的加热膜具有可随意弯折的优点，搓洗、机洗后功率无明显衰减，经远红外中心检测加热膜呈均匀面状发热，均匀辐射6-14μm远红外线，符合人体保暖、理疗、医械等需求。

附图说明

图1为本发明的可水洗柔性石墨烯低压电热膜的结构示意图。

其中，1-印刷基材层，2-导电银浆层，3-石墨烯导电油墨层，4-导电胶片，5-覆膜层，6-上封装层，7-下封装层，8-导线。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例提供一种可水洗柔性石墨烯低压电热膜，所述电热膜包括从上至下依次设置的上封装层6、覆膜层5、石墨烯导电油墨层3、导电银浆层2、印刷基材层1和下封装层7；所述电热膜还包括设置在导电银浆层的电极接线部位的导电胶片4及导线8，如图1所示。

所述导电银浆层印刷在所述印刷基材层的上表面，所述石墨烯导电油墨层印刷在所述导电银浆层的上表面。

所述印刷基材层为厚度0.0125mm的聚酰亚胺薄膜。

导电胶片的材料为镀铜镍双导胶片。

所述覆膜层为厚度0.03mm聚酰亚胺薄膜。

上封装层和下封装层的材料相同，都是聚氨酯薄膜。

上述可水洗柔性石墨烯低压电热膜的制备方法如下：

生产前的准备：

根据产品尺寸形状和需要达到的温度预先设计印刷模板，产品设计需符合GB/T-72872008及GB/T-46542008标准。

基材的选择与预处理：

根据电热膜不同的用途、使用环境、发热温度选择合适的印刷基材。根据用途，一般选用聚酯薄膜，聚氯乙烯薄膜，聚酰亚胺薄膜或者玻纤布、聚酯纤维布。根据基材的热收缩率，对基材进行热处理，使基材在一定温度范围内不易收缩和拉伸。使用特定溶剂(环已酮、异氟尔酮等)对基材表面进行预处理，使基材表面平整，无尘，无油膜。

油墨的准备：

根据需要调配油墨方阻，油墨方阻的调试需精确计算比例，加入合适的稀释剂后搅拌均匀，进行抽真空消泡处理。稀释剂于油墨黏度过高时候加，加到流动性好即可，但一般不能超过总质量的10％，如果超过则需重新测试油墨方阻并调配比例。

印刷：

使用高精密度的凹模或网模进行印刷，印刷过程中需保持温湿度，油墨粘度，印刷速度及压力一致，导电银浆、石墨烯导电油墨各印刷一次，每次印刷完需使用烘道或恒温干燥箱烘烤干。

接线工艺：

导电银浆电极的接线部位贴上导电胶片。

用预先背胶的聚酰亚胺薄膜进行滚筒热压覆膜；依次将铆钉、将打好接线端子的导线8、印刷覆膜后的内膜放置于铆接机定位后进行铆接。

在接线部位金属或导线裸露处做防水处理，可喷涂或点涂防水绝缘保护漆，此处材质不限，硅基、环氧基、丙烯酸、聚氨酯等防水材料均可达到防水效果，本实施例选用丙烯酸材料。

封装工艺：

根据产品用途使用不同封装材料(如聚氨酯薄膜、防水布)将接好线的内膜进行上下两层覆盖，使用滚筒热压机辊压平整，再用大压力平板热压机进行高温高压复合，使多层材料复合一体。热压前须对内膜表面清洁处理，过程中确保产品表面及内部无尘无气泡。

经测试，实施例1提供的可水洗柔性石墨烯低压电热膜和现有技术中的电热膜的性能参数对比如表1所示。从表1中可知，实施例1制备的电热膜发热面大，温度均匀；可水洗，可机洗，且厚度薄手感软。

表1

实施例2

本实施例提供一种可水洗柔性石墨烯低压电热膜，所述电热膜包括从上至下依次设置的上封装层6、覆膜层5、导电银浆层2、石墨烯导电油墨层3、印刷基材层1和下封装层7；所述电热膜还包括设置在导电银浆层的电极接线部位的导电胶片4及导线8。

所述石墨烯导电油墨层印刷在所述印刷基材层的上表面，所述导电银浆层印刷在所述石墨烯导电油墨层的上表面。

所述印刷基材层为厚度0.05mm的聚酯薄膜。

导电胶片的材料为双导铜箔。

所述覆膜层为厚度0.05mm聚酯薄膜。

上封装层和下封装层的材料相同，都是防水布。

上述可水洗柔性石墨烯低压电热膜的制备方法如下：

生产前的准备：

根据产品尺寸形状和需要达到的温度预先设计印刷模板，产品设计需符合GB/T-72872008及GB/T-46542008标准。

基材的选择与预处理：

根据电热膜不同的用途、使用环境、发热温度选择合适的印刷基材。根据用途，一般选用聚酯薄膜，聚氯乙烯薄膜、聚酰亚胺薄膜或者玻纤布、聚酯纤维布。根据基材的热收缩率，对基材进行热处理，使基材在一定温度范围内不易收缩和拉伸。使用特定溶剂(环已酮、异氟尔酮等)对基材表面进行预处理，使基材表面平整，无尘，无油膜。

油墨的准备：

根据需要调配油墨方阻，油墨方阻的调试需精确计算比例，加入合适的稀释剂后搅拌均匀，进行抽真空消泡处理。稀释剂于油墨黏度过高时候加，加到流动性好即可，但一般不能超过总质量的10％，如果超过则需重新测试油墨方阻并调配比例。

印刷：

使用高精密度的凹模或网模进行印刷，印刷过程中需保持温湿度，油墨粘度，印刷速度及压力一致，石墨烯导电油墨、导电银浆各印刷一次，每次印刷完需使用烘道或恒温干燥箱烘烤干。

接线工艺：

导电银浆电极的接线部位贴上导电胶片。

用预先背胶的聚酰亚胺薄膜进行滚筒热压覆膜；依次将铆钉、将打好接线端子的导线8、印刷覆膜后的内膜放置于铆接机定位后进行铆接。

在接线部位金属或导线裸露处做防水处理，可喷涂或点涂防水绝缘保护漆，此处材质不限，硅基、环氧基、丙烯酸、聚氨酯等防水材料均可达到防水效果，本实施例选用硅基材料。

封装工艺：

根据产品用途使用不同封装材料(如聚氨酯薄膜、防水布)将接好线的内膜进行上下两层覆盖，使用滚筒热压机辊压平整，再用大压力平板热压机进行高温高压复合，使多层材料复合一体。热压前须对内膜表面清洁处理，过程中确保产品表面及内部无尘无气泡。

实施例3

印刷基材层的厚度为0.1mm。

导电胶片的材料为铜箔。

防水绝缘保护漆的材料为聚氨酯。

其他内容和实施例1相同。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。