一种石墨烯发热板，从上到下依次包括面板、基材和反射膜，所述基材上表面设有横向凹槽和纵向凹槽，纵向凹槽为两条，横向凹槽的两端分别连通两条纵向凹槽，横向凹槽和纵向凹槽内设置发热材料，纵向凹槽内还设置导线。本发明专利技术的制备工艺简单，适合机械化批量生产；成品率高，可达96‑97％；温度系数好，可实现自控温；使用效果好，升温快，发热均匀，避免局部高温；可横向切割，不影响发热板的正常使用；安装过程简单方便，节省时间；节能环保，安全低碳，生产过程对环境零污染；应用广泛，可适于禅凳、屏风、强化地板、实木地板、实木复合地板等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种发热材料和发热板，具体是一种石墨烯发热材料及石墨烯发热板及其制备方法。
技术介绍
发热板的技术在板中已有研究，一般是在板中加入发热材料，板之间的发热组件再互相连接，形成完整的回路。如CN104343225A就公开了一种自发热地板，在基材底面设置槽口向下的横向线槽和纵向线槽，在线槽内布有相互连接的电源线和发热线芯，其发热线芯采用的是长丝碳纤维线芯。CN203549999U公布了一种自发热地板，在基材板表面设置有热量流通凹槽，基材板背面纵向设置有用来安放发热体贯通凹槽，发热体贯通安放在多块发热地板单元背面的纵向凹槽内，其发热体是碳纤维发热线或发热电缆或毛细水管。上述两件专利文献的发热材料采用长丝碳纤维丝或电缆或毛细水管，存在共同的缺陷就是发热不均，易出现局部过热的情况，且上述发热地板均无法进行自控温，容易过热造成安全隐患。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种发热均匀、避免出现局部过热、且可自控温的发热材料。一种石墨烯发热材料，包括以下重量份的组份：碳纤维粉38-42份、石墨烯5-6份、粘合剂40-50份、防火添加剂3-4份、耦合剂二氧化锰0.8-1.2份、耦合剂三氧化二铁0.8-1.2份。进一步地，所述碳纤维粉为400目的短丝纤维，所述石墨烯为片状石墨烯，所述粘合剂为树脂，所述防火添加剂为三氧化二锑。其中碳纤维粉主要起到发热作用，石墨烯则起到连接导电性作用，相比于碳纤维丝，碳纤维粉在发热材料中的分布更均匀，且经过石墨烯连接作用，其导电性更好，发热效果更佳。由于碳纤维粉的颗粒更小，相互之间的有效接触面积更大，网络连接更牢靠，因此稳定性更高，也就提高了其使用安全性及使用寿命，发热板的有效使用寿命可达到10年以上。粘合剂主要用于将各组分粘合，具体组份可根据具体的加工工艺进行常规选择，比如选用丙烯酸树脂、环氧树脂等。防火添加剂主要用于防止微观环境内的打火现象，消除电弧，避免能量过于集中而造成危险。二氧化锰和三氧化二铁共同作为耦合剂促进发热材料中各组分的分散、促进树脂凝固、提高导电性。由于二氧化锰的稳定性更好，而三氧化二铁的导电性更好，所以两者起到互补作用，相辅相成。上述发热材料的温度系数为正，当温度升高时，发热材料的电阻随之增大，功率下降，因此可以实现自控温功能，即使温控计失效，也可以保证发热板温度维持正常，不会超过40℃，保证发热板的正常使用。本专利技术的另一个目的是提供一种使用上述发热材料的发热板。一种发热板，从上到下依次包括面板、基材和反射膜，所述基材上表面设有横向凹槽和纵向凹槽，纵向凹槽为两条，横向凹槽的两端分别连通两条纵向凹槽，横向凹槽和纵向凹槽内设置发热材料。进一步地，所述反射膜为铝箔，起到隔热反射作用。进一步地，所述纵向凹槽内还设置导线，用于通电以对横向凹槽和纵向凹槽内的发热材料进行加热。进一步地，所述导线优选镀锌的铜编导线，导线截面面积为1.5mm2。进一步地，所述导线端头设置插接件，发热板铺设时，发热板之间的导线通过插接件连接。进一步地，所述纵向凹槽的截面形状为长方形或正方形，槽宽1.6-2.0mm，槽深1.8-2.2mm。采用长方形或正方形有利于导线的放置。进一步地，所述横向凹槽的截面形状为等腰直角三角形，斜边位于基材表面，斜边长(相当于槽宽)2.2-2.6mm，斜边上的高为(相当于槽深)1.1-1.3mm。采用该形状相比于其它形状更方便加工，可一体成型。进一步地，所述横向凹槽至少1条，横向凹槽之间平行等距设置，横向凹槽间距为6-10mm。横向凹槽分布均匀，因此整个发热板的发热就比较均匀。本专利技术的另一个目的是提供上述发热板的制备方法。所述发热板的制备方法为：(1)在基材上进行内模开槽，包括横向凹槽和纵向凹槽；(2)在纵向凹槽中铺设导线；(3)将发热材料加压注射进横向凹槽和纵向凹槽；(4)在基材上加装面板和反射膜。进一步地，所述加压注射的具体操作为：将发热材料置于压力罐中并密封，通过空气泵向压力罐加压，发热材料沿管路经注射针头注射到横向凹槽和纵向凹槽内。(本专利技术独创性地采用了加压注射技术进行发热材料的附加，相比于现有的印刷方式，其优势体现在：生产方便，填充率高，并可以精确控制添加量，以控制发热效果及成本。)相比于现有技术，本专利技术的有益效果是：(1)制备工艺简单，适合机械化批量生产；(2)成品率高，可达96-97％；(3)温度系数好，可实现自控温；(4)使用效果好，升温快，发热均匀，避免局部高温；(5)可横向切割，不影响发热板的正常使用；(6)安装过程简单方便，节省时间；(7)节能环保，安全低碳，生产过程对环境零污染；(8)应用广泛，可适于禅凳、屏风、强化地板、实木地板、实木复合地板等。附图说明图1基材表面凹槽结构示意图；图2发热板剖面结构示意图。图中，1-横向凹槽；2-纵向凹槽；3-导线；4-插接件；5-面板；6-基材；7-反射膜。具体实施方式下面结合具体实施例及附图对本专利技术做进一步详细说明。实施例1如图2所示的石墨烯发热板，从上到下依次包括面板5、基材6和反射膜7，反射膜7为铝箔。如图1所示，基材6的上表面设有横向凹槽1和纵向凹槽2，纵向凹槽2为两条，横向凹槽1的两端分别连通两条纵向凹槽2，横向凹槽1之间平行等距设置，横向凹槽1间距为8mm。横向凹槽1的截面形状为等腰直角三角形，斜边位于基材表面，斜边长(相当于槽宽)2.4mm，斜边上的高为(相当于槽深)1.2mm。纵向凹槽2的截面形状为长方形或正方形，槽宽1.8mm，槽深2.0mm。横向凹槽1和纵向凹槽2内设置发热材料，纵向凹槽2内还设置镀锌的铜编导线3，导线3截面面积为1.5mm2，导线端头设置插接件4。石墨烯发热材料由以下组份混匀制成：40kg碳纤维粉、5kg石墨烯、45kg树脂、3kg三氧化二锑、1kg耦合剂二氧化锰、1kg耦合剂三氧化二铁。其中碳纤维粉为400目的短丝纤维，石墨烯为片状石墨烯。上述石墨烯发热板的制备方法为：(1)在基材上进行内模开槽，包括横向凹槽1和纵向凹槽2；(2)在纵向凹槽2中铺设导线3；(3)将发热材料加压注射进横向凹槽1和纵向凹槽2：将发热材料置于压力罐中并密封，通过空气泵向压力罐加压，发热材料沿管路经注射针头注射到横向凹槽1和纵向凹槽2内；(4)在基材6上加装面板5和反射膜7。由于产品结构设计合理，生产工艺优化，生产效率大大提高，相比现有技术生产周期缩短约六分之一，非常适合机械化批量生产；且生产得到的残次品少，成品率可达97％。在石墨烯发热板正常工作情况下，在100平米的铺设面上随机挑选20个点进行温度测试，各点温度浮动≤0.5℃。另外在不安装温控计的情况下对其自控温效果进行了测试，48小时内最高温度未超过36℃。实施例2如图2所示的石墨烯发热板，从上到下依次包括面板5、基材6和反射膜7，反射膜7为铝箔。如图1所示，基材6的上表面设有横向凹槽1和纵向凹槽2，纵向凹槽2为两条，横向凹槽1的两端分别连通两条纵向凹槽2，横向凹槽1之间平行等距设置，横向凹槽1间距为10mm。横向凹槽1的截面形状为等腰直角三角形，斜边位于基材表面，斜边长(相当于槽宽)2.2mm，斜边上的高为(相当于槽深)1.1mm。纵向凹槽2的截面形状为长方形或正方形，槽宽2.0mm，槽深2.0mm。横向凹槽1和纵向凹槽2内设置发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石墨烯发热材料，其特征在于，所述发热材料包括以下重量份的组份：碳纤维粉38‑42份、石墨烯5‑6份、粘合剂40‑50份、防火添加剂3‑4份、耦合剂二氧化锰0.8‑1.2份、耦合剂三氧化二铁0.8‑1.2份。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯发热材料，其特征在于，所述发热材料包括以下重量份的组份：碳纤维粉38-42份、石墨烯5-6份、粘合剂40-50份、防火添加剂3-4份、耦合剂二氧化锰0.8-1.2份、耦合剂三氧化二铁0.8-1.2份。2.根据权利要求1所述的石墨烯发热材料，其特征在于，所述碳纤维粉为400目的短丝纤维，所述石墨烯为片状石墨烯，所述粘合剂为树脂，所述防火添加剂为三氧化二锑。3.一种使用权利要求1或2所述的石墨烯发热材料制备的发热板，其特征在于，从上到下依次包括面板、基材和反射膜，所述基材上表面设有横向凹槽和纵向凹槽，纵向凹槽为两条，横向凹槽的两端分别连通两条纵向凹槽，横向凹槽和纵向凹槽内设置发热材料。4.根据权利要求3所述的发热板，其特征在于，所述纵向凹槽内还设置导线。5.根据权利要求4所述的发热板，其特征在于，所述导线为镀锌的铜编导线，导线截面面积为1.5mm2。6.根据权利要求4或5所述的发热板，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢太国，邢颖，曹恩礼，
申请(专利权)人：青岛东方一阳健康科技有限公司，青岛富贵巢木业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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