本發(fā)明屬于地暖建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地暖用石墨烯電熱板及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

在地暖的電熱板供暖領(lǐng)域，低溫電熱板因其熱轉(zhuǎn)化率高，壽命長等特點漸漸為大眾所喜愛?，F(xiàn)在的電熱板技術(shù)，主要分為碳晶電熱板和碳纖維電熱板，而碳晶電熱板以其表面溫差小，功率易于調(diào)節(jié)以及電熱板內(nèi)部附著力高，密封性好等特點為大眾所喜愛。

現(xiàn)有技術(shù)電熱板多是采用以石墨和炭黑為導(dǎo)電物質(zhì)的電熱板，因其自身的導(dǎo)電能力弱，附著力小等不利因素，以至于使現(xiàn)有技術(shù)碳晶電熱板存在以下缺點：1)電熱層附著力小，使電熱板密封性差；2)電熱板的熱穩(wěn)定性欠缺，電阻會隨著使用時間增長而有變化；3)電熱板的表面溫差較大，超出七攝氏度以內(nèi)的溫差要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種更安全可靠的、具有更好的熱穩(wěn)定性及更好附著力的地暖用石墨烯電熱板。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了前述本發(fā)明的地暖用石墨烯電熱板的生產(chǎn)方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明首先提供一種地暖用石墨烯電熱板，主要由依次疊加的上層環(huán)氧樹脂片、石墨烯發(fā)熱層和下層環(huán)氧樹脂片組成，所述下層環(huán)氧樹脂片的前后兩端分別設(shè)有第二金屬片，所述第二金屬片位于所述下層環(huán)氧樹脂片貼近所述石墨烯發(fā)熱層的表面，所述上層環(huán)氧樹脂片的前后兩端分別設(shè)有前線孔和后線孔，所述前線孔內(nèi)穿設(shè)有與所述下層環(huán)氧樹脂片前端的第二金屬片電連接的電線，所述后線孔內(nèi)穿設(shè)有與所述下層環(huán)氧樹脂片后端的第二金屬片電連接的電線。

作為優(yōu)選，所述上層環(huán)氧樹脂片主要由外框架和若干根支撐桿組成，所有所述支撐桿均并列設(shè)置于所述外框架內(nèi)部，所有所述支撐桿的兩端均分別與所述外框架的兩端固定連接。

作為優(yōu)選，所述外框架與支撐桿一體成型。

作為優(yōu)選，所述支撐桿的兩端均設(shè)置有第一金屬片。

作為優(yōu)選，所述上層環(huán)氧樹脂片還包括連接金屬條，所述前線孔內(nèi)電線通過所述連接金屬條與所述第一金屬片電連接。

作為優(yōu)選，所述第二金屬片由銅箔制成。進一步優(yōu)選，所述第一金屬片和所述連接金屬條也均由銅箔制成。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)前述本發(fā)明的地暖用石墨烯電熱板的方法，主要步驟如下：按照所需形狀結(jié)構(gòu)分別制作下層環(huán)氧樹脂片和上層環(huán)氧樹脂片，將石墨烯流動體印刷在下層環(huán)氧樹脂片的上表面，升溫至180℃烘干石墨烯流動體形成石墨烯發(fā)熱層，將上層環(huán)氧樹脂片置于石墨烯發(fā)熱層表面，在250℃條件下熱壓使上層環(huán)氧樹脂片、石墨烯發(fā)熱層和下層環(huán)氧樹脂片熱熔固定成一體，在上層環(huán)氧樹脂片的前后兩端打孔形成前線孔和后線孔，前線孔和后線孔內(nèi)相應(yīng)漏出下層環(huán)氧樹脂片上表面前后端的第二金屬片，將兩段電線分別穿過前線孔和后線孔相應(yīng)焊接在第二金屬片上即得所述地暖用石墨烯電熱板。

作為優(yōu)選，所述石墨烯流動體主要由15重量份的石墨烯、35重量份的碳黑、30重量份的高分子樹脂、18重量份的石墨、12重量份的溶劑以及8重量份的助劑混勻而得。溶劑可選為二乙二醇丁醚，亦可選用行業(yè)通用的其他適用溶劑。助劑包括但不限于石墨烯分散劑或炭黑分散劑，助劑亦可包括選用行業(yè)通用的其他適用助劑。

本發(fā)明在原有的碳晶電熱板的技術(shù)上，通過引入具有優(yōu)秀導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能的新材料------石墨烯進行突破。依靠石墨烯良好的導(dǎo)電性(電阻率只有10-⁸Ω·m(歐姆·米)，比銀的電阻率還要低)，及異乎尋常的熱導(dǎo)率(熱導(dǎo)率達(dá)到5300W·m-¹·K-¹，比銅高10倍，比鋁高25倍)的加成，使石墨烯與特定種類比例的炭黑、高分子樹脂及石墨等組成一體，從而使獲得的電熱板性能參數(shù)有了較大地提高。采用建工部標(biāo)準(zhǔn)JG/T286-2010低溫輻射電熱膜對本發(fā)明的地暖用石墨烯電熱板進行分析評定：本發(fā)明的地暖用石墨烯電熱板，溫度均勻性為3以內(nèi)，優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的7以內(nèi)，更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的電熱板；本發(fā)明的地暖用石墨烯電熱板熱穩(wěn)定性好，壽命在30萬小時以上。

綜上所述，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的地暖用石墨烯電熱板的熱穩(wěn)定性好，在產(chǎn)品長期的使用過程中，產(chǎn)品的熱功率非常穩(wěn)定，最大限度地保障了消費者的使用安全。因石墨烯導(dǎo)電和導(dǎo)熱好，所以電熱板發(fā)熱區(qū)的溫度差一般在±3℃以內(nèi)。石墨烯發(fā)熱層附著力優(yōu)良，從而使產(chǎn)品上下層的環(huán)氧樹脂板熱融合更好，進而使石墨烯電熱板更不容易分層，安全性和防水性得到提高。同時，本發(fā)明的地暖用石墨烯電熱板中增設(shè)的第二金屬片，首先起到方便固定連接電線的作用，避免了電線直接與石墨烯發(fā)熱層連接所帶來的不穩(wěn)定和不牢固；其次，由于石墨烯發(fā)熱層是通過第二金屬片間接與導(dǎo)線電源連通的，兩端布設(shè)的第二金屬片大大增加了第二金屬片中電子與石墨烯發(fā)熱層的接觸面積，使得電流電子能夠更快更均勻的遍布石墨烯發(fā)熱層，即從接通電源到達(dá)到所需發(fā)熱溫度的速度更快，效率更高。同時，本發(fā)明的地暖用石墨烯電熱板中增設(shè)的第一金屬片能夠進一步增加電源電子與石墨烯發(fā)熱層的快速接觸面積，進一步提升本發(fā)明的地暖用石墨烯電熱板的發(fā)熱速度和效率。同時，本發(fā)明的上層環(huán)氧樹脂片由外框架和支撐桿組成的設(shè)計，能夠起到保護石墨烯發(fā)熱層的同時，石墨烯發(fā)熱層部分直接與外界進行接觸，發(fā)熱散熱效率更高。同時，本發(fā)明提供的生產(chǎn)方法生產(chǎn)地暖用石墨烯電熱板效率高，產(chǎn)品穩(wěn)定性高，性能好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1中地暖用石墨烯電熱板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例2中地暖用石墨烯電熱板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為上層環(huán)氧樹脂片，11為前線孔，12為支撐桿，13為第一金屬片，14為連接金屬條，15為后線孔；2為石墨烯發(fā)熱層；3為下層環(huán)氧樹脂片，31為第二金屬片。

具體實施方式

實施例1：

如圖1所示，本實施例提供了一種地暖用石墨烯電熱板，主要由依次疊加的上層環(huán)氧樹脂片1、石墨烯發(fā)熱層2和下層環(huán)氧樹脂片3組成，所述下層環(huán)氧樹脂片3的前后兩端分別設(shè)有第二金屬片31，所述第二金屬片31位于所述下層環(huán)氧樹脂片3貼近所述石墨烯發(fā)熱層2的表面，所述上層環(huán)氧樹脂片1的前后兩端分別設(shè)有前線孔11和后線孔15，所述前線孔11內(nèi)穿設(shè)有與所述下層環(huán)氧樹脂片3前端的第二金屬片31電連接的電線，所述后線孔15內(nèi)穿設(shè)有與所述下層環(huán)氧樹脂片3后端的第二金屬片31電連接的電線。

實施例2：

如圖2所示，本實施例提供了一種地暖用石墨烯電熱板，主要由依次疊加的上層環(huán)氧樹脂片1、石墨烯發(fā)熱層2和下層環(huán)氧樹脂片3組成，所述下層環(huán)氧樹脂片3的前后兩端分別設(shè)有第二金屬片31，所述第二金屬片31位于所述下層環(huán)氧樹脂片3貼近所述石墨烯發(fā)熱層2的表面，所述上層環(huán)氧樹脂片1的前后兩端分別設(shè)有前線孔11和后線孔15，所述前線孔11內(nèi)穿設(shè)有與所述下層環(huán)氧樹脂片3前端的第二金屬片31電連接的電線，所述后線孔15內(nèi)穿設(shè)有與所述下層環(huán)氧樹脂片3后端的第二金屬片31電連接的電線。所述上層環(huán)氧樹脂片1主要由外框架和若干根支撐桿12組成，所有所述支撐桿12均并列設(shè)置于所述外框架內(nèi)部，所有所述支撐桿12的兩端均分別與所述外框架的兩端固定連接。

以下為對于本實施例2的進一步改進：

為了進一步方便生產(chǎn)，所述外框架與支撐桿12一體成型。

為了進一步提升本實施例的地暖用石墨烯電熱板的發(fā)熱速度和效率，所述支撐桿12的兩端均設(shè)置有第一金屬片13。

所述上層環(huán)氧樹脂片1還包括連接金屬條14，所述前線孔11內(nèi)電線通過所述連接金屬條14與所述第一金屬片13電連接。

所述第二金屬片31由銅箔制成。

所述第一金屬片13和所述連接金屬條14也均由銅箔制成。

實施例3：

本實施例具體提供一種前述實施例1和2所述地暖用石墨烯電熱板的生產(chǎn)方法，步驟如下：稱取15重量份的石墨烯、35重量份的碳黑、30重量份的高分子樹脂、18重量份的石墨、12重量份的二乙二醇丁醚以及8重量份的石墨烯分散劑(在另一個對本實施例3的改進實例中，選用炭黑分散劑替代本實施例3中的石墨烯分散劑)混勻配制得到石墨烯流動體。按照所需形狀結(jié)構(gòu)分別制作下層環(huán)氧樹脂片3和上層環(huán)氧樹脂片1。使用絲網(wǎng)印刷將石墨烯流動體印刷在下層環(huán)氧樹脂片3的上表面，升溫至180℃烘干石墨烯流動體形成石墨烯發(fā)熱層2，將上層環(huán)氧樹脂片1置于石墨烯發(fā)熱層2表面，在250℃條件下熱壓使上層環(huán)氧樹脂片1、石墨烯發(fā)熱層2和下層環(huán)氧樹脂片3熱熔固定成一體，在上層環(huán)氧樹脂片1的前后兩端打孔形成前線孔11和后線孔15，前線孔11和后線孔15內(nèi)相應(yīng)漏出下層環(huán)氧樹脂片3上表面前后端的第二金屬片31，將兩段電線分別穿過前線孔11和后線孔15相應(yīng)焊接在第二金屬片31上即得所述地暖用石墨烯電熱板。

采用建工部標(biāo)準(zhǔn)JG/T286-2010低溫輻射電熱膜技術(shù)對本實施例3所生產(chǎn)的地暖用石墨烯電熱板進行分析評定：本實施例3所生產(chǎn)的地暖用石墨烯電熱板的溫度均勻性在3以內(nèi)；進一步的產(chǎn)品分析測試得知，本實施例3所生產(chǎn)的地暖用石墨烯電熱板熱穩(wěn)定性好，使用壽命在30萬小時以上。

本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其細(xì)節(jié)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。