如何選擇石墨烯電地暖？

由于政策的驅(qū)動(dòng)，電地暖公司如雨后春筍般，一家接著一家的開(kāi)張，尤其是在2016年—2019年這段時(shí)間，全國(guó)各地刮起了電地暖風(fēng)，那么如何在眾多的電地暖公司中挑選靠譜的電地暖，這真的是一門(mén)技術(shù)活，作為石墨烯應(yīng)用研發(fā)肝帝的小編忍不住要說(shuō)道說(shuō)道石墨烯電地暖的“內(nèi)幕”，看完這一篇，在漫天的招商加盟廣告中，你就是石墨烯電采暖產(chǎn)品鑒定專(zhuān)家了，可以和銷(xiāo)售人員“斗智斗勇”！

電熱膜常用參考標(biāo)準(zhǔn)如下：

《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50736-2012

《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50052-2009

《低溫輻射電熱膜供暖系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》 JGJ 319-2013

《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》 JGJ 242-2011

《低溫輻射電熱膜供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝》 GJCT-127-16CK410

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如何分辨是不是石墨烯？

不少人會(huì)問(wèn)小編，怎么確定這個(gè)膜是不是石墨烯做的，能不能用肉眼分辨出來(lái)，說(shuō)實(shí)話，這個(gè)真的很有難度，如果小編能夠用肉眼分辨是不是石墨烯，那小編估計(jì)要被拉去做醫(yī)學(xué)研究了。石墨烯膜和碳晶膜長(zhǎng)的實(shí)在是太像了，而且顏色也是很相似，要是石墨烯是藍(lán)色的，紅色的或者是黃色的那該多好！

現(xiàn)在市面上部分銷(xiāo)售人員說(shuō)線條的或者鏤空的就是碳晶膜，整版全黑的就是石墨烯膜，這是不科學(xué)的，兩者唯一的區(qū)別在于生產(chǎn)方法的不同：

線條或者鏤空的電熱膜是電熱油墨通過(guò)凹版印刷工藝生產(chǎn)的，主要設(shè)備為：凹版印刷機(jī)、專(zhuān)用覆膜機(jī)。凹版印刷的版輥花紋不同，生產(chǎn)出來(lái)的電熱膜紋路不同，通常是直線線條、波浪紋、鏤空?qǐng)A孔、鏤空六邊形等等，另外有些廠家會(huì)把公司的品牌和公司名稱(chēng)刻在版輥上，印刷出來(lái)后會(huì)有標(biāo)識(shí)。凹版印刷的電熱膜，油墨厚度均勻，因此發(fā)熱溫度均勻性通常會(huì)很好，但是凹印的工藝以及調(diào)配油墨需要企業(yè)長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)的積累。

整版全黑的發(fā)熱膜是電熱油墨通過(guò)涂布工藝生產(chǎn)的，主要設(shè)備是：逗號(hào)刮涂機(jī)或者擠出式涂布機(jī)、絲印機(jī)、專(zhuān)用覆膜機(jī)。由于生產(chǎn)工藝的限制，無(wú)法生產(chǎn)出有紋路的電熱膜。這種生產(chǎn)方法對(duì)涂布機(jī)的精度要求較高，工藝要比凹版印刷簡(jiǎn)單的多，幾乎不會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生印刷故障。但是，涂布法生產(chǎn)的電熱膜，重點(diǎn)需要考察油墨層和底材剝離力，我們可以從電熱膜上剪出一片，然后用手剝離測(cè)試，如果剝離很輕松，那么是不符合電熱膜行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的，具有安全隱患。

那么問(wèn)題來(lái)了，是不是石墨烯到底怎么鑒別，這還是需要微觀檢測(cè)儀器來(lái)確定。

目前根據(jù)ISO/TS 80004-13：2017（en）石墨烯和相關(guān)二維材料標(biāo)準(zhǔn)將石墨烯分為：

單層石墨烯：?jiǎn)螌犹荚?，每個(gè)原子與相鄰的三個(gè)碳原子以蜂窩狀結(jié)構(gòu)結(jié)合。

雙層石墨烯：由兩個(gè)明確定義的石墨烯層層疊組成的二維材料。

少層石墨烯：由三到十個(gè)明確定義的層疊石墨烯層組成的二維材料。

工業(yè)化宏量生產(chǎn)石墨烯的方法主要為液相超聲剝離法、氣相剝離法、氧化還原法。氧化-還原法是指將天然石墨與強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化性物質(zhì)反應(yīng)生成氧化石墨(GO)，經(jīng)過(guò)超聲剝離分散制備成氧化石墨烯，加入還原劑去除氧化石墨表面的含氧基團(tuán)，如羧基、環(huán)氧基和羥基，得到石墨烯，這類(lèi)石墨烯分散性好，但是導(dǎo)電性差。

機(jī)械剝離法是指利用外力（球磨、膠帶、氣流等）破壞石墨層間的范德華力，進(jìn)行層層剝離，制備出石墨烯。整個(gè)剝離的過(guò)程沒(méi)有在石墨烯的表面引入任何缺陷，可以制備高質(zhì)量的石墨烯，導(dǎo)電性好，為其在鋰電、多功能復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的應(yīng)用前景。

石墨烯鑒定表征大體可分為兩類(lèi):

一類(lèi)為結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)，主要是對(duì)制備出的石墨烯片層結(jié)構(gòu)、缺陷濃度、還原程度等方面進(jìn)行表征，以判斷石墨烯質(zhì)量。

另一類(lèi)為性能評(píng)價(jià)，主要是對(duì)石墨烯材料的導(dǎo)電、透光、機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性能等進(jìn)行表征，以判斷其性能優(yōu)越性。

常用的石墨烯評(píng)價(jià)表征手段主要有: 傅里葉紅外光譜儀( FTIR) 、掃描電子顯微鏡( SEM) 、透射電子顯微鏡( TEM) 、拉曼光譜儀( Raman) 、原子力顯微鏡( AFM) 、X 射線衍射儀( XRD) 、同步熱分析儀( TGA-DSC) 、激光導(dǎo)熱儀( LFA) 、四探針測(cè)試儀等（紅字部分，兩者結(jié)合即可鑒定，不少?gòu)S家是只用拉曼光譜一個(gè)方法來(lái)說(shuō)明自己是石墨烯，這個(gè)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，因?yàn)槭鄣睦庾V和多層石墨烯拉曼光譜相似，所以必須結(jié)合原子力顯微鏡來(lái)確定厚度，單層石墨烯厚度是0.34nm）。

原子力顯微鏡方法可以對(duì)石墨烯表面形貌進(jìn)行觀察分析，同時(shí)可以測(cè)量出石墨烯片層的厚度。對(duì)石墨烯材料的片層質(zhì)量進(jìn)行表征。注：石墨烯一層的厚度為0.34nm。

上述兩圖為石墨烯的AFM 和對(duì)應(yīng)的樣品高厚圖譜。

左圖中AFM 圖像橫坐標(biāo)為試樣尺寸( μm) ，縱坐標(biāo)為不同樣品厚度所對(duì)應(yīng)的顏色。

右圖樣品高度圖譜橫坐標(biāo)為測(cè)試到原點(diǎn)的距離( μm) ，縱坐標(biāo)為樣品厚度( nm) ，可以看出石墨烯呈現(xiàn)不規(guī)則的片狀結(jié)構(gòu)，高度圖中可以看出該石墨烯的樣品厚度在1.72 nm 左右，大約為5層石墨烯疊加的厚度，表明石墨烯質(zhì)量較好。

拉曼光譜方法是基于光通過(guò)樣品時(shí)發(fā)生拉曼散射效應(yīng)進(jìn)行分析，能夠通過(guò)分析樣品拉曼光譜的頻率，強(qiáng)度，峰位和半峰寬等對(duì)石墨烯材料的層數(shù)、缺陷、晶體結(jié)構(gòu)、聲子能帶等進(jìn)行表征。是石墨烯材料測(cè)試分析的重要手段。石墨烯的拉曼光譜中有兩個(gè)主峰，G 峰，2D 峰。隨著層數(shù)的增加，G 峰會(huì)向左移動(dòng)。隨著層數(shù)的增加，2D 峰會(huì)往右移動(dòng)，峰的半高寬( FWHM) 也會(huì)增加。D 峰和G 峰的比值表示了缺陷的密度， ID/IG 比值越大，說(shuō)明缺陷密度越高。

掃描電鏡測(cè)試可以看到石墨烯的片狀結(jié)構(gòu)，圖例如下：

透射電鏡可以看到衍射的圖甚至石墨烯的六邊形形狀：

看完之后，估計(jì)有些小伙伴還是很迷茫，最簡(jiǎn)單的方法，問(wèn)廠家要檢測(cè)報(bào)告吧。

不過(guò)這里有一個(gè)快速鑒別是不是石墨烯的方法，如果是這些字眼，“韓國(guó)進(jìn)口”、“日本進(jìn)口”、“德國(guó)進(jìn)口”、“石墨烯碳纖維”、“石墨烯發(fā)熱纖維”、“石墨烯發(fā)熱電纜”，都不是石墨烯的。小編就遇到過(guò)這樣的事情，打電話過(guò)去詢(xún)問(wèn)產(chǎn)品，問(wèn)這個(gè)是石墨烯發(fā)熱的呀，他們有的說(shuō)：“是的，我們是石墨烯碳纖維芯片”或“是的，我們是碳纖維地暖芯片，因?yàn)槭┮彩翘祭w維嘛”。作為理工科的小編瞬間懵逼。

重點(diǎn)來(lái)了！

如何鑒別你手中拿的這條發(fā)熱膜是質(zhì)量過(guò)硬的？

不少人問(wèn)小編，你覺(jué)得誰(shuí)誰(shuí)誰(shuí)家的電熱膜咋樣啊，那個(gè)抹在墻上的發(fā)熱膜能不能用啊之類(lèi)問(wèn)題。電熱膜是鋪裝在地面下方的，要經(jīng)歷春夏秋冬四季，寒熱潮濕，水泥堿性侵蝕，一旦電熱膜質(zhì)量不過(guò)關(guān)，鋪下去的工程，你晚上是睡不踏實(shí)的，一出問(wèn)題那就是集中爆發(fā)，試想鋪下去的電熱膜，還要去翹地板，刨地磚么？

咱們先看電熱膜標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)電熱膜標(biāo)準(zhǔn)，即我們常說(shuō)的286標(biāo)準(zhǔn)，這里邊主要要看的幾個(gè)指標(biāo)，非常重要：

防水等級(jí)：

要求IPX7級(jí)，無(wú)論是涂布法還是凹版印刷法出來(lái)后的電熱膜都是稱(chēng)之為“裸膜”，裸膜的防水等級(jí)僅為IPX4級(jí)，可能有些廠家為了演示防水性能，會(huì)被這個(gè)裸膜放在水里通電，然后看到正常發(fā)熱就說(shuō)防水好，這個(gè)是不科學(xué)的，首先，根據(jù)防水測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，這樣的演示電熱膜在水中的深度不夠，還沒(méi)有受到水壓，另外測(cè)試時(shí)間太短。如果電熱膜的防水等級(jí)不達(dá)標(biāo)，梅雨季節(jié)反潮侵蝕，電熱膜的壽命是沒(méi)法得到保障的，最終的后果就是某一時(shí)間點(diǎn)打火燒掉。所以裸膜鋪裝，雖然價(jià)格低廉，但是絕對(duì)是不可取的，當(dāng)年碳晶膜大面積出事也有這方面原因。如圖：

電熱膜防水等級(jí)是可以檢測(cè)認(rèn)證的，可以讓廠家提供防水等級(jí)的檢測(cè)報(bào)告，然后自己也可以通過(guò)廠家的樣品來(lái)做個(gè)測(cè)試，長(zhǎng)時(shí)間浸泡通電15-30天，測(cè)試過(guò)程中建議放少許鹽。

小編提醒?。?！自己做防水的測(cè)試的時(shí)候，一定要單獨(dú)接一個(gè)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)，防止出現(xiàn)意外事故！以下是靈魂畫(huà)師大作：

阻燃性能：

電熱膜阻燃等級(jí)要求B1級(jí)，至少B2級(jí)。這里有個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試方法，掏出你的打火機(jī)，點(diǎn)燃測(cè)試看看，起碼得達(dá)到離火自熄才行。小編提醒您，此項(xiàng)測(cè)試在戶(hù)外進(jìn)行！

加速壽命測(cè)試：

這些指標(biāo)關(guān)乎你的電地暖今年熱，明年會(huì)不會(huì)還能熱起來(lái)的問(wèn)題，也就是業(yè)內(nèi)不少說(shuō)碳晶衰減咋咋的。這項(xiàng)測(cè)試，在標(biāo)準(zhǔn)中是根據(jù)通電老化前后熱輻射變化來(lái)確定的，其實(shí)這個(gè)是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模阅銜?huì)發(fā)現(xiàn)無(wú)論啥膜送去檢測(cè)，這項(xiàng)都是達(dá)標(biāo)的（標(biāo)準(zhǔn)在修訂中）。

那么業(yè)內(nèi)相對(duì)靠譜的檢測(cè)方法是啥，有兩種檢測(cè)方法（需要萬(wàn)用表、調(diào)壓儀、功率顯示儀、插座、被測(cè)電熱膜、保溫板，以上這些東西都很便宜）。

第一種方法：把被測(cè)電熱膜放在環(huán)境中2-3小時(shí)，然后用萬(wàn)用表測(cè)試初始電阻值，通過(guò)調(diào)壓儀將輸出電壓調(diào)整到220V的1.35倍，即為297V（通過(guò)功率顯示器可以看出電壓電流等參數(shù)），然后把被測(cè)電熱膜置于保溫板表面，插上297V插座，通電3-5天，然后斷電冷卻，通過(guò)萬(wàn)用表測(cè)試?yán)匣蟮碾娮?，然后看一下變化率，電阻變大是功率衰減，電阻變小，是功率變大，標(biāo)準(zhǔn)要求變化率在±10%以?xún)?nèi)，變化率越小越好。

以上3-5天，測(cè)試天數(shù)較短，但是可以基本可以快速看出電熱膜的變化情況，老化測(cè)試，主要也是前幾天變化較快，有條件的可以持續(xù)通電老化測(cè)試。

第二種方法就是模擬實(shí)鋪老化測(cè)試，就是在上述電熱膜表面鋪上水泥層，保持水泥層潮濕測(cè)試，依然通過(guò)電阻變化來(lái)判定。

泄漏電流：

膜狀發(fā)熱體和大地之間會(huì)形成分布式泄漏電流，因此地暖膜是需要有泄漏電流處理工藝的，封裝地暖膜中的鋁箔就是擔(dān)當(dāng)這樣的角色。而不少是沒(méi)有做此項(xiàng)處理的，裸膜就更不用說(shuō)了。而在電地暖安裝標(biāo)準(zhǔn)中（低溫輻射電熱膜供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝 GJCT-127-16CK410）是要求每一區(qū)域每一路地暖都要單獨(dú)安裝30毫安漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的。如果沒(méi)有做泄漏電流處理，漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)是直接跳斷的，市面上不少是索性直接不裝漏保了，試問(wèn)這如何保證安全？

電源引線和連接：

電熱膜標(biāo)準(zhǔn)中要求電源引線要承受住100N的拉力測(cè)試，也就是10KG，測(cè)試過(guò)后，電源引線不能脫離，電熱膜本體不能出現(xiàn)位移破裂。小編覺(jué)著要是沒(méi)有專(zhuān)業(yè)拉力測(cè)試儀，可以搞個(gè)繩子，一端系個(gè)1公斤的東西，另一端系上電熱膜電源引線，然后吊起來(lái)吊個(gè)幾個(gè)小時(shí)看看。

以上這些測(cè)試完了就說(shuō)明合格了么？

以上這幾個(gè)指標(biāo)測(cè)試完了，就能認(rèn)定你手中的膜是質(zhì)量過(guò)硬的了么？NO，NO，NO。

通過(guò)以上測(cè)試，裸膜直接可以pass，那么下邊講一講封裝膜，所謂的封裝膜，就是把裸膜外邊穿了一件密不透水的“外套”，很多封裝膜的小伙伴們都會(huì)說(shuō)自己的膜封裝的，然后與建筑同壽，咋樣咋樣的。但是有一點(diǎn)，如果你的材料不好，如何保證與建筑同壽。

以一張圖為例：

封裝膜中重要部件包含1接線端子、2電熱膜黑色發(fā)熱部分、3鋁箔、4外護(hù)套、5絕緣膠泥、6PET膠帶、7電熱膜電極。下邊一一講解一下。

1、接線端子：

某些廠家為了省事，節(jié)約投資成本，提高生產(chǎn)效率，會(huì)選擇用卡子來(lái)作為接線端子，這個(gè)是很危險(xiǎn)的，卡子和電熱膜電極接觸面積小，而且容易松動(dòng)，很容易出現(xiàn)接線端子處打火虛接現(xiàn)象，所以一定要選擇用鉚釘鉚接處理的電熱膜。

2、電熱膜黑色發(fā)熱部分：

可以用手機(jī)閃光燈，照射黑色發(fā)熱部分，如果出現(xiàn)漏光現(xiàn)象，說(shuō)明印刷不良，屬于次品，且存在危險(xiǎn)。

3、鋁箔

這個(gè)是封裝膜必須的東西，用于處理分布式泄漏電流，可以拆開(kāi)電熱膜，看是否有這個(gè)材料。

4、外護(hù)套

這個(gè)屬于封裝電熱膜第一道屏障，因此這個(gè)材料性能非常的重要，否則和裸膜無(wú)異，由于電熱膜的引出線是線纜，線纜材質(zhì)為PVC，因此外護(hù)套通常為PVC材質(zhì)，（目前有廠家用PE膜作為外護(hù)套，然后用塑封機(jī)封邊，但是線纜引出那里，PE和PVC屬于兩種材質(zhì)，無(wú)法融合的，即使填充膠水也無(wú)法保證密封性）。

PVC全稱(chēng)為聚氯乙烯，屬于熱塑型高分子，熱穩(wěn)定性一般，因此在生產(chǎn)過(guò)程中必須加入熱穩(wěn)定劑，另外為了柔韌性，會(huì)加入增塑劑。用于電地暖的PVC材料必須是特別定制的，通過(guò)壓延法生產(chǎn)，其中需要考察PVC材料的熱失重、熱尺寸變化、熱穩(wěn)定性、拉伸強(qiáng)度、耐寒性等等。

目前市面上PVC封套的主流顏色為白色、黑色、橙色、綠色。PVC封套顏色與封套材料質(zhì)量無(wú)任何關(guān)系。只是PVC封套材料在生產(chǎn)過(guò)程中添加的顏料顏色不同造成的。PVC本身質(zhì)量與配方的聚氯乙烯樹(shù)脂、增塑劑、無(wú)機(jī)填料有很大的關(guān)系。有些PVC材料廠家為了降低成本會(huì)選擇便宜的增塑劑還有碳酸鈣粉末來(lái)生產(chǎn)PVC，這類(lèi)PVC材料味道重，材質(zhì)硬。由于PVC是熱塑性塑料，所以更有甚者會(huì)有不正規(guī)的PVC材料生產(chǎn)廠家拿廢料重新熔融生產(chǎn)，價(jià)格很低，但是質(zhì)量堪憂。如果是封裝電熱膜廠家，需要注意選擇的PVC膜一定要選擇無(wú)添加無(wú)機(jī)填料，更不能用重新熔融生產(chǎn)的PVC壓延膜。

關(guān)于外護(hù)套品質(zhì)，有個(gè)簡(jiǎn)單測(cè)試，需要用到烘箱、電子秤、尺子。剪刀剪出正方形，然后在其表面畫(huà)上5厘米長(zhǎng)的橫線和豎線，稱(chēng)量初始重量，然后放入100℃烘箱烘烤24小時(shí)，取出冷卻，測(cè)量線尺寸變化以及重量變化，尺寸變化率小于0.5%，重量變化小于5%。

5、絕緣膠泥

用于密封電極端子，膠泥屬于橡膠材質(zhì)，最好的膠泥是3M的，不少?lài)?guó)產(chǎn)膠泥的耐溫很差。測(cè)試很簡(jiǎn)單，剪一塊膠泥，放入80度烘箱，一小時(shí)后看看變化情況，如果變成一灘一灘的，黏黏的泥巴狀，那就是耐溫不過(guò)關(guān)。

6、PET膠帶

主要用于保護(hù)鋁箔，對(duì)PET膠帶的要求是耐溫，熱變形很小，粘性大。

測(cè)試方法依然是烘箱，剪個(gè)一定長(zhǎng)度的覆有鋁箔和PET膠帶的電熱膜，放入100度烘箱，烘烤幾小時(shí)，然后取出看膠帶情況，如果發(fā)現(xiàn)剝落，拱起等現(xiàn)象，說(shuō)明膠帶質(zhì)量不行。

7、電熱膜電極

包含兩個(gè)部分，銀漿層，銅條層（為了防氧化，有鍍錫、鍍鎳），可以通過(guò)折邊，看一下銀漿層和銅條之間的緊密程度，另外可以撕掉銅條層，用放大鏡看看銀漿的質(zhì)量。從外觀上，如果發(fā)現(xiàn)電熱膜銅帶拱起，那是不合格的。

8、看外觀

封裝石墨烯電地暖膜是需要做特殊處理的，很多廠家不懂如何處理或者因?yàn)楣に噯?wèn)題，即使處理了，還是沒(méi)有達(dá)到效果，導(dǎo)致封套內(nèi)部積攢大量空氣，在施工過(guò)程中，混凝土蓋上之后，膜尾部產(chǎn)生一個(gè)大鼓泡，施工方只好用針扎破排氣，但是這就有了安全隱患。下圖所示的膜就存在大量空氣：

電熱膜生產(chǎn)工藝復(fù)雜，不是簡(jiǎn)單的組裝即是合格的產(chǎn)品，一旦鋪裝在地下，出問(wèn)題后，處理是比較麻煩的，所以一定要慎重選擇品質(zhì)過(guò)硬的封裝電熱膜。