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一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺

阅读：444发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺。通过先将片状石墨烯、碳晶粉、助剂和催化剂混合均匀形成片状石墨烯混合物，然后将其均匀的涂覆到微晶玻璃板上形成片状石墨烯层，之后放入高温炉内先进行烘干，之后继续升温对其进行预热，然后将温度上升至600度进行烧结，从而使片状石墨烯层烧结于微晶玻璃板上形成片状石墨烯烧结层，然后在石墨烯烧结层上安装两组导电部从而与电源相连，相对于传统技术而言，片状石墨烯烧结层结构更为稳定，与微晶玻璃板的结合更为紧密，在高温下不易炸裂熔融，经过试验后证实通过本方法生产出的石墨烯加热板发热温度可以高达550度至600度，与现有技术相比，大幅度提高了石墨烯加热板的发热温度。，下面是一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.准备片状石墨烯、碳晶粉、助剂、催化剂、微晶玻璃板；
S2.将片状石墨烯、碳晶粉、助剂、催化剂混合均匀形成片状石墨烯混合物；
S3.将S2形成的片状石墨烯混合物按照需求在微晶玻璃板一侧均匀涂覆从而形成片状石墨烯层；
S4.将S3印刷完成的微晶玻璃板放入高温炉内在110至180度的温度下烘干5-15分钟，然后升温至200-300度预热15-25分钟，之后将温度升至600度以上，从而使片状石墨烯层在微晶玻璃板上烧结为片状石墨烯烧结层；
S5.在片状石墨烯烧结层上安装两组不互相接触的导电部。
2.如权利要求1所述的一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺，其特征在于：
在步骤S3之前还包括步骤S1.1：先对微晶玻璃板对应一侧进行压花工艺，从而在微晶玻璃板上形成网状工艺槽。
3.如权利要求2所述的一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺，其特征在于：
在步骤S5之前还包括以下步骤：
S6.准备管状石墨烯粉体和耐高温油墨，并将其充分混合成管状石墨烯混合物；
S7.在S4烧结完成的后微晶玻璃板另一侧印刷涂覆所述管状石墨烯混合物形成管状石墨烯层；
S8.将S7涂覆有管状石墨烯层的微晶玻璃板放入250-400度高温炉内烘烤5-20分钟从而在微晶玻璃板另一侧形成管状石墨烯导热层。
4.如权利要求3所述的一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺，其特征在于：
在步骤S7之前还包括步骤S9：对微晶玻璃板涂覆管状石墨烯混合物的一侧进行磨砂处理。
5.如权利要求3所述的一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺，其特征在于：
所述管状石墨烯混合物由质量比为80-90％的耐高温油墨和10-20％的管状石墨烯粉体组成。
6.如权利要求3所述的一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺，其特征在于：
所述管状石墨烯层厚度为30-50微米。
7.如权利要求1所述的一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺，其特征在于：
所述片状石墨烯混合物由质量比为30-50％的片状石墨烯、10-40％的碳晶粉、1-5％的助剂和1-5％的催化剂组成。
8.如权利要求1或2或3或4所述的一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺，其特征在于：
步骤S5完成后还包括步骤S10：在片状石墨烯烧结层和导电涂层外侧覆盖绝缘保护层。
9.如权利要求1所述的一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺，其特征在于：
步骤S3中，片状石墨烯混合物通过印刷一层一层的涂覆于微晶玻璃板表面，每层厚度为2-10微米。
10.如权利要求1所述的一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺，其特征在于：
所述导电部为导电银浆，所述导电银浆涂覆于烧结层表面。

说明书全文

一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及石墨烯加热板，特别是一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺。

背景技术

[0002] 发热板是现在为了加热物品所常用的一种加热方式，而石墨烯是现在新兴的一种加热载体，通过对片状石墨烯板通电可以使其产生高温，但是由于完整的片状石墨烯成本较高，现有的石墨烯加热板采用的制造工艺是将片状石墨烯粉末与特定胶水混合，然后涂覆在微晶玻璃板上之后硬化从而制成。但是这种工艺生产的石墨烯加热板存在一个严重的问题，石墨烯加热板加热温度只能加热到230-300度，超过这个温度后，石墨烯加热板的工作状态就十分不稳定，胶水会出现熔融状态，石墨烯加热板很容易炸开。

发明内容

[0003] 为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能耐高温的石墨烯加热板的制造工艺及用该工艺生产的石墨烯加热板。

[0004] 本发明为解决问题所采用的技术方案是：一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺，包括以下步骤：

[0005] S1.准备片状石墨烯、碳晶粉、助剂、催化剂、微晶玻璃板；

[0006] S2.将片状石墨烯、碳晶粉、助剂、催化剂混合均匀形成片状石墨烯混合物；

[0007] S3.将S2形成的片状石墨烯混合物按照需求在微晶玻璃板一侧均匀涂覆从而形成片状石墨烯层；

[0008] S4.将S3印刷完成的微晶玻璃板放入高温炉内在110至 180度的温度下烘干5-15分钟，然后升温至200-300度预热 15-25分钟，之后将温度升至600度以上，从而使片状石墨烯层在微晶玻璃板上烧结为片状石墨烯烧结层；

[0009] S5.在片状石墨烯烧结层上安装两组不互相接触的导电部。

[0010] 作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S3之前还包括步骤S1.1：先对微晶玻璃板对应一侧进行压花工艺，从而在微晶玻璃板上形成网状工艺槽。

[0011] 作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S5之前还包括以下步骤：

[0012] S6.准备管状石墨烯粉体和耐高温油墨，并将其充分混合成管状石墨烯混合物；

[0013] S7.在S4烧结完成的后微晶玻璃板另一侧印刷涂覆所述管状石墨烯混合物形成管状石墨烯层；

[0014] S8.将S7涂覆有管状石墨烯层的微晶玻璃板放入250-400 度高温炉内烘烤5-20分钟从而在微晶玻璃板另一侧形成管状石墨烯导热层。

[0015] 作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S7之前还包括步骤S9：对微晶玻璃板涂覆管状石墨烯混合物的一侧进行磨砂处理。

[0016] 作为上述技术方案的进一步改进，所述管状石墨烯混合物由质量比为80-90％的耐高温油墨和10-20％的管状石墨烯粉体组成。

[0017] 作为上述技术方案的进一步改进，所述管状石墨烯层厚度为30-50微米。

[0018] 作为上述技术方案的进一步改进，所述片状石墨烯混合物由质量比为30-50％的片状石墨烯、10-40％的碳晶粉、1-5％的助剂和1-5％的催化剂组成。

[0019] 作为上述技术方案的进一步改进，步骤S5完成后还包括步骤S10：在片状石墨烯烧结层和导电涂层外侧覆盖绝缘保护层。

[0020] 作为上述技术方案的进一步改进，步骤S3中，片状石墨烯混合物通过印刷一层一层的涂覆于微晶玻璃板表面，每层厚度为2-10微米。

[0021] 作为上述技术方案的进一步改进，所述导电涂层为导电银浆。

[0022] 本发明的有益效果是：通过先将片状石墨烯、碳晶粉、助剂和催化剂混合均匀形成片状石墨烯混合物，然后将其均匀的涂覆到微晶玻璃板上形成片状石墨烯层，之后放入高温炉内先进行烘干，之后继续升温对其进行预热，然后将温度上升至600 度进行烧结，从而使片状石墨烯层烧结于微晶玻璃板上形成片状石墨烯烧结层，然后在石墨烯烧结层上安装两组导电部从而与电源相连，相对于传统技术而言，片状石墨烯烧结层结构更为稳定，与微晶玻璃板的结合更为紧密，在高温下不易炸裂熔融，经过试验后证实通过本方法生产出的石墨烯加热板发热温度可以高达550度至600度，与现有技术相比，大幅度提高了石墨烯加热板的发热温度。

具体实施方式

[0023] 一种耐高温石墨烯加热板的制造工艺，包括以下步骤：

[0024] S1.准备片状石墨烯、碳晶粉、助剂、催化剂、微晶玻璃板；

[0025] S2.将片状石墨烯、碳晶粉、助剂、催化剂混合均匀形成片状石墨烯混合物；

[0026] S3.将S2形成的片状石墨烯混合物按照需求在微晶玻璃板一侧均匀涂覆从而形成片状石墨烯层；

[0027] S4.将S3印刷完成的微晶玻璃板放入高温炉内在110至 180度的温度下烘干5-15分钟，然后升温至200-300度预热15-25分钟，之后将温度升至600度以上，从而使片状石墨烯层在微晶玻璃板上烧结为片状石墨烯烧结层；

[0028] S5.在片状石墨烯烧结层上安装两组不互相接触的导电部。

[0029] 通过先将片状石墨烯、碳晶粉、助剂和催化剂混合均匀形成片状石墨烯混合物，然后将其均匀的涂覆到微晶玻璃板上形成片状石墨烯层，之后放入高温炉内先进行烘干，之后继续升温对其进行预热，然后将温度上升至600度进行烧结，从而使片状石墨烯层烧结于微晶玻璃板上形成物理形态十分稳定的片状石墨烯烧结层，然后在石墨烯烧结层上安装两组导电部从而与电源相连，相对于传统技术而言，片状石墨烯烧结层结构更为稳定，与微晶玻璃板的结合更为紧密，在高温下不易炸裂熔融，从而能使发热温度更高，经过试验后证实通过本方法生产出的石墨烯加热板发热温度可以高达550度至600度，与现有技术相比，大幅度提高了石墨烯加热板的发热温度。

[0030] 进一步进行改进，为了增大片状石墨烯混合物在为微晶玻璃板上的附着力，而且考虑到节能减耗，优选在步骤S3之前还包括步骤S1.1：先对微晶玻璃板对应一侧进行压花工艺，从而在微晶玻璃板上形成网状工艺槽。通过网状工艺槽，一是可以增加片状石墨烯混合物在微晶玻璃板上附着力，二是通过网状工艺槽，从而使烧结形成的片状石墨烯烧结层形成更加明显的电流通路，从而使流经片状石墨烯烧结层的电流更为规律，从而减小了电流损耗，防止了不必要的电能浪费。

[0031] 进一步进行改进，为了增大石墨烯加热板的导热效率，优选在微晶玻璃板的另一侧还设置有管状石墨烯导热层，为此在步骤S5之前还包括以下步骤：

[0032] S6.准备管状石墨烯粉体和耐高温油墨，并将其充分混合成管状石墨烯混合物；

[0033] S7.在S4烧结完成的后微晶玻璃板另一侧印刷涂覆所述管状石墨烯混合物形成管状石墨烯层；

[0034] S8.将S7涂覆有管状石墨烯层的微晶玻璃板放入250-400 度高温炉内烘烤5-20分钟从而在微晶玻璃板另一侧形成管状石墨烯导热层。

[0035] 管状石墨烯具有非常好的导热性能，而片状石墨烯具有非常好的电学和加热性能。通过在微晶玻璃板另一侧烘烤出管状石墨烯导热层，从而可以快速将热量传递至需要加热的炊具上，相比直接将炊具放置在微晶玻璃板上具有更好的导热能力。

[0036] 进一步进行改进，为了增大管状石墨烯混合物在微晶玻璃板上的附着力，优选在步骤S7之前还包括步骤S9：对微晶玻璃板涂覆管状石墨烯混合物的一侧进行磨砂处理。通过磨砂处理从而可以增加管状石墨烯混合物在微晶玻璃板上附着力。

[0037] 进一步进行改进，优选所述管状石墨烯混合物是按耐高温油墨80-90％、管状石墨烯粉体10-20％的比例混合而成。

[0038] 进一步进行改进，优选所述管状石墨烯在微晶玻璃板上的厚度为30-50微米。

[0039] 进一步进行改进，优选所述片状石墨烯混合物是按片状石墨烯30-50％、碳晶粉10-40％、助剂1-5％、催化剂1-5％的质量组分混合而成。

[0040] 进一步进行改进，考虑到安全性能，优选在步骤S5完成后还包括步骤S10：在片状石墨烯烧结层和导电涂层外侧覆盖绝缘保护层。通过覆盖绝缘保护层从而使用户无法直接触碰到片状石墨烯烧结层和导电涂层，从而增大了安全系数。当然，也不是一定要在导电涂层和片状石墨烯烧结层外侧覆盖绝缘保护层，例如可以是通过结构来防止用户接触片状石墨烯烧结层和导电涂层来防止触电，比如通过安装本石墨烯加热板的外壳来防止用户接触。

[0041] 进一步进行改进，考虑到片状石墨烯烧结层如果要发热温度，则厚度越均匀越好，如果直接在微晶玻璃板表面一次性涂覆需求的厚度，则很容易出现部石墨烯烧结层部分厚度不均匀的现象，为此，优选在步骤S3中，片状石墨烯混合物通过印刷一层一层的涂覆于微晶玻璃板表面，每层厚度为2-10微米，在生产中根据实际功率参数来决定印刷层数，从而调整片状石墨烯烧结层的电阻值来决定功率大小。

[0042] 考虑到导电性能，以及使用时为了加热效果会使电流与片状石墨烯烧结层大面积接触，所述导电部优选为导电银浆，所述导电银浆涂覆于烧结层表面。所述导电部也可能为焊接于片状石墨烯烧结层表面的铜丝。

[0043] 以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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