本發(fā)明涉及石墨烯材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯電熱膜的制備方法。

背景技術(shù)：

目前常用對的石墨、石墨烯膜的制備方法有多種，主要包括：旋涂法、噴涂法、層層自組裝和化學(xué)氣相沉積法等，但是這些制備方法都無法解決石墨烯中碳原子的一致性排列問題，而且多數(shù)工藝中是需要加入溶劑，以增加其分散性，這樣制備出的石墨烯膜在后期應(yīng)用時會對其耐高溫、耐高壓的性能產(chǎn)生一定的影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提供一種石墨烯電熱膜的制備方法，生產(chǎn)出的石墨烯電熱膜具有電熱轉(zhuǎn)換效率和電熱輻射轉(zhuǎn)換效率高，耐高溫、耐高壓等特性。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種石墨烯電熱膜的制備方法，其特征是，包括如下步驟：

（1）取純度為90%-95%的石墨粉，在真空狀態(tài)下加熱至600℃～1200℃，加熱時長為10～16h；

（2）再升溫至1600～1800℃，升溫時長為5～8h，使石墨粉高溫膨脹；

（3）將石墨粉進(jìn)行物理壓合成石墨烯膜；

（4）將石墨烯膜加熱至2200～2800℃，加熱時長為8～16h，使石墨粉結(jié)晶生成石墨烯晶體；

（5）將石墨烯膜進(jìn)行膜電路設(shè)置，形成石墨烯電熱膜。

進(jìn)一步，所述步驟（5）的膜電路設(shè)置過程，包括如下步驟：

（51）通過公式r=(ρ/d)計算得到理論方阻r，其中ρ為石墨烯膜的電阻率，d為石黑膜的厚度；

（52）對石墨烯膜通過伏安法測得多個方阻值，計算其平均方阻；

（53）將平均方阻與理論方阻進(jìn)行對比，如果誤差在許可范圍內(nèi)，則石墨烯膜合格；

（54）將合格的石墨烯膜切割成型，形成石墨烯電熱膜；

進(jìn)一步，所述步驟（5）后還包括步驟：

（6）將石墨烯電熱膜用絕緣材料進(jìn)行封裝，所述絕緣材料為陶瓷、玻璃、硅膠模、云母中的一種。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）石墨烯中碳原子的一致性排列更好，使得石墨烯本身的特性得以更好的展現(xiàn)；

（2）在壓合成膜過程中采用物理壓合，無需添加任何溶劑或添加劑，不用樹脂包覆，最大程度的保證了在應(yīng)用環(huán)節(jié)中其耐高溫、耐高壓的特性的發(fā)揮；

（3）加工過程不產(chǎn)生氣體揮發(fā)，環(huán)保安全；

（4）生產(chǎn)出的石墨烯電熱膜具有電熱轉(zhuǎn)換效率和電熱輻射轉(zhuǎn)換效率高，耐高溫、耐高壓等特性。

具體實施方式

下面對本發(fā)明石墨烯電熱膜的制備方法的具體實施方式作詳細(xì)說明。

石墨烯電熱膜的制備方法，包括如下步驟：

（1）取純度為90%-95%的石墨粉，在真空狀態(tài)下加熱至600℃～1200℃，加熱時長為10～16h；

（2）再升溫至1600～1800℃，升溫時長為5～8h，使石墨粉高溫膨脹；

（3）將石墨粉進(jìn)行物理壓合成石墨烯膜；

（4）將石墨烯膜加熱至2200～2800℃，加熱時長為8～16h，使石墨粉結(jié)晶生成石墨烯晶體；

（5）將石墨烯膜進(jìn)行膜電路設(shè)置，形成石墨烯電熱膜，設(shè)置過程包括如下步驟：

（51）通過公式r=(ρ/d)計算得到理論方阻r，其中ρ為石墨烯膜的電阻率，d為石黑膜的厚度；

（52）對石墨烯膜通過伏安法測得多個方阻值，計算其平均方阻；

（53）將平均方阻與理論方阻進(jìn)行對比，如果誤差在許可范圍內(nèi)，則石墨烯膜合格；

（54）將合格的石墨烯膜切割成型，形成石墨烯電熱膜；

（6）將石墨烯電熱膜用絕緣材料進(jìn)行封裝，所述絕緣材料為陶瓷、玻璃、硅膠模、云母中的一種。

封裝過程通過輥軸設(shè)備進(jìn)行粘合完成，生產(chǎn)線的涂膠、粘合模塊將石墨烯與云母等封裝材料粘合固定形成石墨烯電熱膜成品。

由本方法生產(chǎn)出的石墨烯電熱膜電熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)99.7%；22℃、51%rh環(huán)境下，法向遠(yuǎn)紅外熱效果高達(dá)85%，電熱輻射轉(zhuǎn)換效率高達(dá)66%；19.4℃、62%rh環(huán)境下，法向遠(yuǎn)紅外熱效果高達(dá)88-89%，電熱輻射轉(zhuǎn)換效率高達(dá)56%。利用遠(yuǎn)紅外光波原理可實現(xiàn)快速、舒適的升溫供暖（適用于人的感知溫度），同時可以節(jié)能20%；耐高壓，297v的電壓下測試，功率無衰減，使用壽命長。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。