一种石墨烯加热片、石墨烯加热装置及其封装方法和应用与流程

本发明涉及石墨烯，具体地，涉及一种石墨烯加热片、石墨烯加热装置及其封装方法和应用。

背景技术：

1、传统的座椅加热产品由一根以s形或正弦型，由上而下或由左至右波浪样布置在加热垫上的热电阻丝组成。如果这根电阻丝在加热垫的使用过程中任何一处损坏或断掉，例如由过热或机械损伤引起，结果是加热垫大面积不能工作，直至整个加热系统完全失效。

2、随着技术的发展，一些碳纤维加热垫逐渐被应用，碳纤维加热垫在整个加热区域上并、串联并布满了许多微小的碳纤维网。如果有一根碳纤维在某处损坏，结果只是在受损区域上有局部热损失，而加热垫其它部分仍然能够正常工作，这就会出现碳纤维加热垫温度分布不均匀，加热温度低，加热速率慢，热转换效率低等问题，并且在碳纤维加热垫使用的过程中，碳纤维导电层会产生一定程度的挤压、拉伸、扭曲、褶皱等变形，对加热垫造成不同程度的损伤而影响使用。

3、因此开发一类温度分布均匀，加热温度高，加热速率快，适合高形变、高弹性的电热产品是非常有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种石墨烯加热片、石墨烯加热装置及其封装方法和应用，该石墨烯加热装置可以均衡发热，加热温度高，加热速率快，具有高形变、高弹性性能。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种石墨烯加热片，所述石墨烯加热片包括基体、石墨烯电热油墨层、电极和第一保护层，所述基体上设置有石墨烯电热油墨层，所述石墨烯电热油墨层的两侧设置有所述电极，所述电极上设置有所述第一保护层；所述石墨烯电热油墨层的厚度为5-100μm。

3、可选地，所述石墨烯电热油墨层的厚度为20-80μm；通过将石墨烯电热油墨丝网印刷在所述基体上形成所述石墨烯电热油墨层。

4、可选地，所述石墨烯电热油墨的d50粒径为5-25μm；所述石墨烯电热油墨在25℃下的粘度为500-3000mpa·s。

5、可选地，所述基体的厚度为50-2000μm；所述基体为高弹性布、涂层布、硅胶膜、聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜。

6、可选地，所述电极为金属编织物、金属箔和导电布中的一种。

7、本发明第二方面提供一种石墨烯加热装置，所述石墨烯加热装置由上至下依次包括加热层、散热层、防水层和第二保护层，所述加热层包括本发明第一方面提供的石墨烯加热片。

8、可选地，通过将高分子材料和功能材料加热熔融共混，经流延成膜形成所述散热层；所述高分子材料包括pe、pp和pet中的一种或多种；所述功能材料包括氧化铝、氮化硼、二氧化硅和麦饭石；所述散热层的厚度为100-2000μm。

9、可选地，所述高分子材料和所述功能材料的质量比为1：0.1-0.5。

10、可选地，所述功能材料中氧化铝的含量为35-40％，麦饭石的含量为20-25％，氮化硼的含量为1-5％，二氧化硅的含量为1-5％。

11、可选地，所述防水层包括pe防水膜或pvc防水膜；所述防水层的厚度为20-50μm。

12、本发明第三方面提供一种封装本发明第二方面提供的石墨烯加热装置的方法，该方法包括：

13、将加热层、散热层、防水层和第二保护层通过热熔胶封装或液相封装，然后加热固化，使加热层、散热层、防水层和第二保护层粘结成一体；

14、所述加热固化温度为80-110℃，加热固化时间为1-5min。

15、本发明第四方面提供本发明第二方面提供的石墨烯加热装置在石墨烯加热脚垫、石墨烯电暖器和石墨烯加热板中的应用。

16、通过上述技术方案，本发明石墨烯加热装置的加热层采用石墨烯加热片，属于面状发热片，内部呈蜂窝状，可以均衡发热，避免产生灼烫之感；采用低电流工作，加热温度高，加热速率快，加热性能极佳，且具有高形变、高弹性性能，同时还减少了有害电磁辐射，更加安全健康。

17、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种石墨烯加热片，其特征在于，所述石墨烯加热片包括基体、石墨烯电热油墨层、电极和第一保护层，所述基体上设置有所述石墨烯电热油墨层，所述石墨烯电热油墨层的两侧设置有所述电极，所述电极上设置有所述第一保护层；

2.根据权利要求1所述的石墨烯加热片，其中，所述石墨烯电热油墨层的厚度为20-80μm；

3.根据权利要求2所述的石墨烯加热片，其中，所述石墨烯电热油墨的d50粒径为5-25μm；所述石墨烯电热油墨在25℃下的粘度为500-3000mpa·s。

4.根据权利要求1所述的石墨烯加热片，其中，所述基体的厚度为50-2000μm；所述基体为高弹性布、涂层布、硅胶膜、聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜；

5.一种石墨烯加热装置，其特征在于，所述石墨烯加热装置由上至下依次包括加热层、散热层、防水层和第二保护层，所述加热层包括权利要求1～4中任一项所述的石墨烯加热片。

6.根据权利要求5所述的石墨烯加热装置，其中，通过将高分子材料和功能材料加热熔融共混，经流延成膜形成所述散热层；所述高分子材料包括pe、pp和pet中的一种或多种；所述功能材料包括氧化铝、氮化硼、二氧化硅和麦饭石；

7.根据权利要求6所述的石墨烯加热装置，其中，所述高分子材料和所述功能材料的质量比为1：0.1-0.5；

8.根据权利要求5所述的石墨烯加热装置，其中，所述防水层包括pe防水膜或pvc防水膜；所述防水层的厚度为20-50μm。

9.一种封装权利要求5-8中任一项所述的石墨烯加热装置的方法，其特征在于，该方法包括：

10.权利要求5-8中任一项所述的石墨烯加热装置在石墨烯加热脚垫、石墨烯电暖器和石墨烯加热板中的应用。

技术总结本发明涉及一种石墨烯加热片、石墨烯加热装置及其封装方法和应用，该石墨烯加热片包括基体、石墨烯电热油墨层、电极和第一保护层，所述基体上设置有石墨烯电热油墨层，所述石墨烯电热油墨层的两侧设置有电极，所述电极上设置有第一保护层；所述石墨烯电热油墨层的厚度为5‑100μm。该石墨烯加热装置由上至下依次包括加热层石墨烯加热片、散热层、防水层和第二保护层。本发明的石墨烯加热装置可以均衡发热，加热温度高，加热速率快，具有高形变、高弹性性能。技术研发人员：翟庆彬,张佑专,曹春雷,周杨,宋亚滨,杨得海,杨瑞琪受保护的技术使用者：甘肃旭碳新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15