如何選擇石墨烯電地暖？

由于政策的驅動，電地暖公司如雨后春筍般，一家接著一家的開張，尤其是在2016年—2019年這段時間，全國各地刮起了電地暖風，那么如何在眾多的電地暖公司中挑選靠譜的電地暖，這真的是一門技術活，作為石墨烯應用研發(fā)肝帝的小編忍不住要說道說道石墨烯電地暖的“內幕”，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)品鑒定專家了，可以和銷售人員“斗智斗勇”！

電熱膜常用參考標準如下：

《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》 GB 50736-2012

《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》 GB 50052-2009

《低溫輻射電熱膜供暖系統(tǒng)應用技術規(guī)程》 JGJ 319-2013

《住宅建筑電氣設計規(guī)范》 JGJ 242-2011

《低溫輻射電熱膜供暖系統(tǒng)設計與安裝》 GJCT-127-16CK410

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如何分辨是不是石墨烯？

不少人會問小編，怎么確定這個膜是不是石墨烯做的，能不能用肉眼分辨出來，說實話，這個真的很有難度，如果小編能夠用肉眼分辨是不是石墨烯，那小編估計要被拉去做醫(yī)學研究了。石墨烯膜和碳晶膜長的實在是太像了，而且顏色也是很相似，要是石墨烯是藍色的，紅色的或者是黃色的那該多好！

現(xiàn)在市面上部分銷售人員說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凹版印刷工藝生產(chǎn)的，主要設備為：凹版印刷機、專用覆膜機。凹版印刷的版輥花紋不同，生產(chǎn)出來的電熱膜紋路不同，通常是直線線條、波浪紋、鏤空圓孔、鏤空六邊形等等，另外有些廠家會把公司的品牌和公司名稱刻在版輥上，印刷出來后會有標識。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很好，但是凹印的工藝以及調配油墨需要企業(yè)長期經(jīng)驗的積累。

整版全黑的發(fā)熱膜是電熱油墨通過涂布工藝生產(chǎn)的，主要設備是：逗號刮涂機或者擠出式涂布機、絲印機、專用覆膜機。由于生產(chǎn)工藝的限制，無法生產(chǎn)出有紋路的電熱膜。這種生產(chǎn)方法對涂布機的精度要求較高，工藝要比凹版印刷簡單的多，幾乎不會在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生印刷故障。但是，涂布法生產(chǎn)的電熱膜，重點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，然后用手剝離測試，如果剝離很輕松，那么是不符合電熱膜行業(yè)標準的，具有安全隱患。

那么問題來了，是不是石墨烯到底怎么鑒別，這還是需要微觀檢測儀器來確定。

目前根據(jù)ISO/TS 80004-13：2017（en）石墨烯和相關二維材料標準將石墨烯分為：

單層石墨烯：單層碳原子，每個原子與相鄰的三個碳原子以蜂窩狀結構結合。

雙層石墨烯：由兩個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酸和強氧化性物質反應生成氧化石墨(GO)，經(jīng)過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，如羧基、環(huán)氧基和羥基，得到石墨烯，這類石墨烯分散性好，但是導電性差。

機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，進行層層剝離，制備出石墨烯。整個剝離的過程沒有在石墨烯的表面引入任何缺陷，可以制備高質量的石墨烯，導電性好，為其在鋰電、多功能復合材料等領域的應用提供了廣闊的應用前景。

石墨烯鑒定表征大體可分為兩類:

一類為結構評價，主要是對制備出的石墨烯片層結構、缺陷濃度、還原程度等方面進行表征，以判斷石墨烯質量。

另一類為性能評價，主要是對石墨烯材料的導電、透光、機械性能、熱穩(wěn)定性、導熱性能等進行表征，以判斷其性能優(yōu)越性。

常用的石墨烯評價表征手段主要有: 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) 、激光導熱儀( LFA) 、四探針測試儀等（紅字部分，兩者結合即可鑒定，不少廠家是只用拉曼光譜一個方法來說明自己是石墨烯，這個是不嚴謹?shù)?，因為石墨粉的拉曼光譜和多層石墨烯拉曼光譜相似，所以必須結合原子力顯微鏡來確定厚度，單層石墨烯厚度是0.34nm）。

原子力顯微鏡方法可以對石墨烯表面形貌進行觀察分析，同時可以測量出石墨烯片層的厚度。對石墨烯材料的片層質量進行表征。注：石墨烯一層的厚度為0.34nm。

上述兩圖為石墨烯的AFM 和對應的樣品高厚圖譜。

左圖中AFM 圖像橫坐標為試樣尺寸( μm) ，縱坐標為不同樣品厚度所對應的顏色。

右圖樣品高度圖譜橫坐標為測試到原點的距離( μm) ，縱坐標為樣品厚度( nm) ，可以看出石墨烯呈現(xiàn)不規(guī)則的片狀結構，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，表明石墨烯質量較好。

拉曼光譜方法是基于光通過樣品時發(fā)生拉曼散射效應進行分析，能夠通過分析樣品拉曼光譜的頻率，強度，峰位和半峰寬等對石墨烯材料的層數(shù)、缺陷、晶體結構、聲子能帶等進行表征。是石墨烯材料測試分析的重要手段。石墨烯的拉曼光譜中有兩個主峰，G 峰，2D 峰。隨著層數(shù)的增加，G 峰會向左移動。隨著層數(shù)的增加，2D 峰會往右移動，峰的半高寬( FWHM) 也會增加。D 峰和G 峰的比值表示了缺陷的密度， ID/IG 比值越大，說明缺陷密度越高。

掃描電鏡測試可以看到石墨烯的片狀結構，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，估計有些小伙伴還是很迷茫，最簡單的方法，問廠家要檢測報告吧。

不過這里有一個快速鑒別是不是石墨烯的方法，如果是這些字眼，“韓國進口”、“日本進口”、“德國進口”、“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。小編就遇到過這樣的事情，打電話過去詢問產(chǎn)品，問這個是石墨烯發(fā)熱的呀，他們有的說：“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，因為石墨烯也是碳纖維嘛”。作為理工科的小編瞬間懵逼。

重點來了！

如何鑒別你手中拿的這條發(fā)熱膜是質量過硬的？

不少人問小編，你覺得誰誰誰家的電熱膜咋樣啊，那個抹在墻上的發(fā)熱膜能不能用啊之類問題。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，一旦電熱膜質量不過關，鋪下去的工程，你晚上是睡不踏實的，一出問題那就是集中爆發(fā)，試想鋪下去的電熱膜，還要去翹地板，刨地磚么？

咱們先看電熱膜標準，依據(jù)電熱膜標準，即我們常說的286標準，這里邊主要要看的幾個指標，非常重要：

防水等級：

要求IPX7級，無論是涂布法還是凹版印刷法出來后的電熱膜都是稱之為“裸膜”，裸膜的防水等級僅為IPX4級，可能有些廠家為了演示防水性能，會被這個裸膜放在水里通電，然后看到正常發(fā)熱就說防水好，這個是不科學的，首先，根據(jù)防水測試標準，這樣的演示電熱膜在水中的深度不夠，還沒有受到水壓，另外測試時間太短。如果電熱膜的防水等級不達標，梅雨季節(jié)反潮侵蝕，電熱膜的壽命是沒法得到保障的，最終的后果就是某一時間點打火燒掉。所以裸膜鋪裝，雖然價格低廉，但是絕對是不可取的，當年碳晶膜大面積出事也有這方面原因。如圖：

電熱膜防水等級是可以檢測認證的，可以讓廠家提供防水等級的檢測報告，然后自己也可以通過廠家的樣品來做個測試，長時間浸泡通電15-30天，測試過程中建議放少許鹽。

小編提醒?。?！自己做防水的測試的時候，一定要單獨接一個漏電保護開關，防止出現(xiàn)意外事故！以下是靈魂畫師大作：

阻燃性能：

電熱膜阻燃等級要求B1級，至少B2級。這里有個簡單的測試方法，掏出你的打火機，點燃測試看看，起碼得達到離火自熄才行。小編提醒您，此項測試在戶外進行！

加速壽命測試：

這些指標關乎你的電地暖今年熱，明年會不會還能熱起來的問題，也就是業(yè)內不少說碳晶衰減咋咋的。這項測試，在標準中是根據(jù)通電老化前后熱輻射變化來確定的，其實這個是不夠嚴謹?shù)?，所以你會發(fā)現(xiàn)無論啥膜送去檢測，這項都是達標的（標準在修訂中）。

那么業(yè)內相對靠譜的檢測方法是啥，有兩種檢測方法（需要萬用表、調壓儀、功率顯示儀、插座、被測電熱膜、保溫板，以上這些東西都很便宜）。

第一種方法：把被測電熱膜放在環(huán)境中2-3小時，然后用萬用表測試初始電阻值，通過調壓儀將輸出電壓調整到220V的1.35倍，即為297V（通過功率顯示器可以看出電壓電流等參數(shù)），然后把被測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，通過萬用表測試老化后的電阻，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，標準要求變化率在±10%以內，變化率越小越好。

以上3-5天，測試天數(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)通電老化測試。

第二種方法就是模擬實鋪老化測試，就是在上述電熱膜表面鋪上水泥層，保持水泥層潮濕測試，依然通過電阻變化來判定。

泄漏電流：

膜狀發(fā)熱體和大地之間會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當這樣的角色。而不少是沒有做此項處理的，裸膜就更不用說了。而在電地暖安裝標準中（低溫輻射電熱膜供暖系統(tǒng)設計與安裝 GJCT-127-16CK410）是要求每一區(qū)域每一路地暖都要單獨安裝30毫安漏電保護開關的。如果沒有做泄漏電流處理，漏電保護開關是直接跳斷的，市面上不少是索性直接不裝漏保了，試問這如何保證安全？

電源引線和連接：

電熱膜標準中要求電源引線要承受住100N的拉力測試，也就是10KG，測試過后，電源引線不能脫離，電熱膜本體不能出現(xiàn)位移破裂。小編覺著要是沒有專業(yè)拉力測試儀，可以搞個繩子，一端系個1公斤的東西，另一端系上電熱膜電源引線，然后吊起來吊個幾個小時看看。

以上這些測試完了就說明合格了么？

以上這幾個指標測試完了，就能認定你手中的膜是質量過硬的了么？NO，NO，NO。

通過以上測試，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說自己的膜封裝的，然后與建筑同壽，咋樣咋樣的。但是有一點，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，會選擇用卡子來作為接線端子，這個是很危險的，卡子和電熱膜電極接觸面積小，而且容易松動，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：

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

3、鋁箔

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

4、外護套

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

PVC全稱為聚氯乙烯，屬于熱塑型高分子，熱穩(wěn)定性一般，因此在生產(chǎn)過程中必須加入熱穩(wěn)定劑，另外為了柔韌性，會加入增塑劑。用于電地暖的PVC材料必須是特別定制的，通過壓延法生產(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量無任何關系。只是PVC封套材料在生產(chǎn)過程中添加的顏料顏色不同造成的。PVC本身質量與配方的聚氯乙烯樹脂、增塑劑、無機填料有很大的關系。有些PVC材料廠家為了降低成本會選擇便宜的增塑劑還有碳酸鈣粉末來生產(chǎn)PVC，這類PVC材料味道重，材質硬。由于PVC是熱塑性塑料，所以更有甚者會有不正規(guī)的PVC材料生產(chǎn)廠家拿廢料重新熔融生產(chǎn)，價格很低，但是質量堪憂。如果是封裝電熱膜廠家，需要注意選擇的PVC膜一定要選擇無添加無機填料，更不能用重新熔融生產(chǎn)的PVC壓延膜。

關于外護套品質，有個簡單測試，需要用到烘箱、電子秤、尺子。剪刀剪出正方形，然后在其表面畫上5厘米長的橫線和豎線，稱量初始重量，然后放入100℃烘箱烘烤24小時，取出冷卻，測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，最好的膠泥是3M的，不少國產(chǎn)膠泥的耐溫很差。測試很簡單，剪一塊膠泥，放入80度烘箱，一小時后看看變化情況，如果變成一灘一灘的，黏黏的泥巴狀，那就是耐溫不過關。

6、PET膠帶

主要用于保護鋁箔，對PET膠帶的要求是耐溫，熱變形很小，粘性大。

測試方法依然是烘箱，剪個一定長度的覆有鋁箔和PET膠帶的電熱膜，放入100度烘箱，烘烤幾小時，然后取出看膠帶情況，如果發(fā)現(xiàn)剝落，拱起等現(xiàn)象，說明膠帶質量不行。

7、電熱膜電極

包含兩個部分，銀漿層，銅條層（為了防氧化，有鍍錫、鍍鎳），可以通過折邊，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為工藝問題，即使處理了，還是沒有達到效果，導致封套內部積攢大量空氣，在施工過程中，混凝土蓋上之后，膜尾部產(chǎn)生一個大鼓泡，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)工藝復雜，不是簡單的組裝即是合格的產(chǎn)品，一旦鋪裝在地下，出問題后，處理是比較麻煩的，所以一定要慎重選擇品質過硬的封裝電熱膜。