一种耐高温的有机柔性电热膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温的有机柔性电热膜及其制备方法，所述耐高温的有机柔性电热膜，由复合导电膜和复合导热膜组成，所述复合导热膜由聚对苯二甲酸乙二酯、二甲基硅油、导热填料、抗氧化剂和抗紫外线剂组成；所述复合导电膜由聚苯胺、聚乙炔、碳纤维、导电粒子、阻燃剂、润滑剂组成；本发明专利技术的有机柔性电热膜不仅具有优良的导热导电性，具有超高的能量转换效率，提高了能源利用率，还具有良好的力学性能，它在反复折叠20000次后，电学性能没有受到影响，因而能够满足多种不规则部件的加热使用，同时它还有优良的耐腐蚀性，能够在高温、腐蚀性条件下长期使用且其制备简单，适合工业生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机电热膜及其制备方法
，具体涉及一种耐高温的有机柔性电热膜及其制备方法。
技术介绍
电热膜是一种高效节能产品，2004年6月的世界环境日，中央电视台播放的特别节目中提到：目前世界的能源状况，按照当前世界工业化发展速度和能源消耗，世界的石油储量够用40年、天然气储量够用60年、煤炭储量够用200年，节能和开发可再生能源是摆在全人类面前的头等大事。电热膜技术作为一项新兴技术，其广泛使用必将产生良好的经济效益和社会效益。我国是一个能源短缺的国家，按人口来计算用电水平离发达国家还存在着相当大的差距。我国居民生活用电近几年来增长很快，年增长率均在20％以上，现在已占总用电量的近10％。电热器具很多是“电老虎”，像电热炊具、取暖器的功率很多都在500瓦以上，保温器具的功率也一般都在100瓦以上。全国各种电热器具的总产量约为7000万只左右，若其中三分之一为500瓦/只，三分之二为100瓦/只，则这些电热器具消耗的总功率要达0.16亿千瓦，以每天使用2小时计算一年耗电110亿度以上。所以开发电热膜产品，在节能上是很有意义的。若电热膜能取代三分之一的传统电热元件，按节电20％计，则每年可节电20多亿度。用有机材料制成的透明电热膜，现已广泛应用于日常生活、工业生产、交通运输以及航空航天领域。由于薄膜加热材料和被加热表面，是以化学键或分子的方式结合，因此，薄膜加热材料较其它的加热材料有较高的热效率，一般达到90％以上。用电热薄膜制成的电热水器比电阻丝的电热水器节电35％，且它有较宽的电压适用范围，适用6～240V的电压，能够十分方便地制成低压加热器；用于高寒地区使用的电热手套只使用二节充电电池作电源；石油开采和输送中，阀门用电阻丝加热十分不方便，用电热薄膜加热就解决了这一问题；电热薄膜在加热中没有明火，因此，它使用起来十分安全可靠，特别是在煤矿、化工厂、油库等需要加热的场所，使用电热膜可以提高安全性。但是，目前的的聚合物加热元件，因为结构及材料的问题，都存在局部过热问题，导致使用过程中存在安全隐患，且只能在低温下使用，不适用于高温下的使用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种柔性的有机电热膜，它的结构均匀，能在高温下长期使用，柔软可折叠，且其制备方法简单，适合工业推广。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种耐高温的有机柔性电热膜，由复合导电膜和复合导热膜组成，所述复合导热膜由以下重量份的物质组成：聚对苯二甲酸乙二酯100～120份、二甲基硅油50～80份、导热填料30～60份、抗氧化剂3～5份、抗紫外线剂1～5份；所述复合导电膜由以下重量份的物质组成：聚苯胺60～100份、聚乙炔30～50份、碳纤维20～35份、导电粒子15～28份、阻燃剂1～5份、润滑剂3～5份。优选的，所述耐高温的有机柔性电热膜，由复合导电膜和复合导热膜组成，所述复合导热膜由以下重量份的物质组成：聚对苯二甲酸乙二酯100份、二甲基硅油60份、导热填料40份、抗氧化剂3份、抗紫外线剂2份；所述复合导电层由以下重量份的物质组成：聚苯胺80份、聚乙炔40份、碳纤维28份、导电粒子20份、阻燃剂2份、润滑剂3份。优选的，所述导热填料为白炭黑、氧化铝、氮化铝、氮化硼中的一种或多种。优选的，所述抗氧化剂为2，6二叔丁基对甲酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、1,6六次甲基双(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、1,3,5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)三甲基苯中的一种。优选的，所述阻燃剂为聚二甲基硅氧烷、四溴邻苯二甲酸(2-羟乙基膦酸二乙酯亚甲基)胺基单-2-乙酯、2-羟乙基苯基次磷酸、四溴双酚A、氢氧化铝、三氧化二锑中的任意两种或两种以上的组合物。优选的，所述导电粒子为碳粉、金属纤维、金属粉末中的一种或多种。一种耐高温的有机柔性电热膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚对苯二甲酸乙二酯加入有机溶剂中，加热至120～150℃，然后再加入二甲基硅油，置于160～180℃的油浴中回流0.5～3h，冷却至60～70℃后，加入导热填料、抗氧化剂和抗紫外线剂，混合均匀后，冷却干燥，得到透明的导热膜；(2)将聚苯胺溶于有机溶剂中，加入聚乙炔、碳纤维、导电粒子、阻燃剂、润滑剂，混合均匀后，在基板上涂膜，先在80～90℃下烘干3～5小时，再升温到200-300℃，每一阶梯维持120～130min，然后自然冷却，脱膜得到柔性透明复合导电薄膜；(3)将透明的导热膜和柔性透明复合导电薄膜紧密粘合，即得到耐高温的有机柔性电热膜。优选的，所述有机溶剂为溶剂为N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、对氯苯酚、四氢呋喃或苯甲酸。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种耐高温的有机柔性电热膜，该电热膜以高分子聚合物为主要成分，其中导电层以聚苯胺和聚乙炔为主要成分，聚苯胺不仅具有良好的导电性，还具有优良的电稳定性，化学稳定性、光稳定性和热稳定性，聚乙炔具有好和金属媲美的导电性；导电粒子不仅有助于提高导电性，还能增强导电层的力学性能；导热层主要由PET制成，它具有良好的绝缘性、耐腐蚀性以及力学性能，还能长期在高温高频下使用，加入导热填料后，其导热系数增加，能量转换效率增加，达到95％以上，是制作电热膜导热层的理想材料。本专利技术的有机柔性电热膜不仅具有优良的导热导电性，具有超高的能量转换效率，提高了能源利用率，还具有良好的力学性能，它在反复折叠20000次后，电学性能没有受到影响，因而能够满足多种不规则部件的加热使用，同时它还有优良的耐腐蚀性，能够在高温、腐蚀性条件下长期使用，进一步扩大了其应用范围，且其制备简单，适合工业生产。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种耐高温的有机柔性电热膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将100份聚对苯二甲酸乙二酯加入N，N-二甲基乙酰胺中，加热至140℃，然后再加入60份二甲基硅油，置于180℃的油浴中回流1.5h，冷却至60～70℃后，加入30份氧化铝、10份氮化铝、3份1,6六次甲基双(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯和2份抗紫外线剂，混合均匀后，冷却干燥，得到透明的导热膜；(2)将80份聚苯胺溶于N，N-二甲基乙酰胺中，加入40份聚乙炔、28份碳纤维、20份碳粉、1份四溴邻苯二甲酸(2-羟乙基膦酸二乙酯亚甲基)胺基单-2-乙酯、1份氢氧化铝、3份润滑剂，混合均匀后，在基板上涂膜，先在90℃下烘干4小时，再升温到260℃，每一阶梯维持120～130min，然后自然冷却，脱膜得到柔性透明复合导电薄膜；(3)将透明的导热膜和柔性透明复合导电薄膜紧密粘合，即得到耐高温的有机柔性电热膜。实施例2：一种耐高温的有机柔性电热膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将100份聚对苯二甲酸乙二酯加入N，N-二甲基甲酰胺中，加热至120℃，然后再加入80份二甲基硅油，置于160℃的油浴中回流0.5h，冷却至60～70本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温的有机柔性电热膜，其特征在于，由复合导电膜和复合导热膜组成，所述复合导热膜由以下重量份的物质组成：聚对苯二甲酸乙二酯100～120份、二甲基硅油50～80份、导热填料30～60份、抗氧化剂3～5份、抗紫外线剂1～5份；所述复合导电膜由以下重量份的物质组成：聚苯胺60～100份、聚乙炔30～50份、碳纤维20～35份、导电粒子15～28份、阻燃剂1～5份、润滑剂3～5份。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温的有机柔性电热膜，其特征在于，由复合导电膜和复合导热膜组成，所述复合导热膜由以下重量份的物质组成：聚对苯二甲酸乙二酯100～120份、二甲基硅油50～80份、导热填料30～60份、抗氧化剂3～5份、抗紫外线剂1～5份；所述复合导电膜由以下重量份的物质组成：聚苯胺60～100份、聚乙炔30～50份、碳纤维20～35份、导电粒子15～28份、阻燃剂1～5份、润滑剂3～5份。2.如权利要求1所述的耐高温的有机柔性电热膜，其特征在于，由复合导电膜和复合导热膜组成，所述复合导热膜由以下重量份的物质组成：聚对苯二甲酸乙二酯100份、二甲基硅油60份、导热填料40份、抗氧化剂3份、抗紫外线剂2份；所述复合导电膜由以下重量份的物质组成：聚苯胺80份、聚乙炔40份、碳纤维28份、导电粒子20份、阻燃剂2份、润滑剂3份。3.如权利要求2所述的耐高温的有机柔性电热膜，其特征在于，所述导热填料为白炭黑、氧化铝、氮化铝、氮化硼中的一种或多种。4.如权利要求3所述的耐高温的有机柔性电热膜，其特征在于，所述抗氧化剂为2，6二叔丁基对甲酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、1,6六次甲基双(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、1,3,5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)三甲基苯中的一种。5.如权利要求4所述的耐高温的有机柔性电热膜，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，陈启志，李国春，江盈，
申请(专利权)人：安徽省宁国天成电工有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34