[發明專利]熱敏陶瓷電加熱玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 201410787721.1
• 申請日: 2014-12-17
• 公開（公告）號: CN104602375A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 周學武;丁洪光;王小峰
• 申請（專利權）人: 內蒙古坤瑞玻璃工貿有限公司
• 主分類號: H05B3/84
• 分類號: H05B3/84;C03C17/34
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 朱廣存

技術領域

本發明涉及一種熱敏陶瓷電加熱玻璃及其制備方法，屬于具有電加熱功能的玻璃技術領域。

背景技術

隨著我國建筑節能政策的推出與實施，以及老百姓節能減排意識和社會客觀節能需求的提高，國家產業政策一直將節能玻璃作為重點支持與鼓勵發展的產品。建筑物通過窗戶散失的能量不低于建筑總耗量的50％，而通過玻璃散失的能量又占整個窗戶散失能量的70％以上。

在正常情況下，室內能量的流失大多在窗戶位置。不僅表現在夏天的空調制冷上，也同時表現在冬天的室內采暖方面。為了能使寒冬季節減少室內熱量流失并能同時向室內輸送熱量補償消耗，人們發明了諸多能持續加熱的中空玻璃窗，其中主要為導熱絲和薄膜法兩類。

其中導熱絲法包括在中空玻璃第二面或第三面設計排列導電金屬加熱絲(如申請號為200720101189.9的專利所示)和在PVB膠中夾導熱絲、高溫油墨、彩晶絲印等，并置于兩層玻璃基片之間形成夾層玻璃(如申請號為201110276730.0、200920182472.8的專利所示)，這類導熱絲法制備的加熱玻璃均存在影響玻璃表面顏色、玻璃表面視覺受干擾、生產涉及有機化學物污染等問題。

薄膜法包括在玻璃表面鍍一層導電加熱薄膜，并將其設置在中空?玻璃從室內向室外的第二面，通過持續通電，來達到加熱目的，如申請號為200520066772.1、201210065335.2的專利所示。這類方法存在所鍍膜層耐候性差、膜層質量穩定性不好、長時間加熱玻璃顏色容易受影響等問題。

以上所述電加熱玻璃均需要使用自動控制器編程控制連接電加熱體的電源，同時需要配套的溫度傳感器等附屬設備(如申請號為201120389393.1的專利所示)，存在不利于加熱玻璃的安裝及后續維護等問題。

半導體電熱膜(Semiconductor?Electroheating?Film，簡稱SEHF)，又稱金屬氧化物電熱膜，是能緊密結合在電介質表面上，通電后成為面狀熱源的薄膜狀半導體電熱材料，它具有熔點高、硬度大、電阻低、熱效率高、化學穩定性好等特點，特別是耐酸和堿，在加熱過程中無明火的特性，在電熱領域受到人們的重視。通過工藝、成分控制等手段，半導體加熱膜可以實現依靠薄膜自身特性控制溫度，成為安全的“智能”型發熱材料，它是近一段時期導熱膜發熱體的主要研究方向。

發明內容

本發明提供一種熱敏陶瓷電加熱玻璃及其制備方法，將半導體電熱膜技術引入電加熱玻璃，采用磁控濺射工藝，制作出其具有智能化加熱效果，可自動根據環境溫度控制電加熱玻璃狀態，結構簡單，性能穩定，同時兼顧高透明、恒溫加熱、除霜除霧等效果。

本發明是通過以下的技術方案實現的：

一種熱敏陶瓷電加熱玻璃，包括基底片，并在所述基底片表面形?成電加熱功能膜，所述電加熱功能膜由依次采用磁控濺射工藝形成的離子阻擋層、熱敏半導體透明加熱層和保護層組成。

這種熱敏半導體透明加熱層即是一種半導體電熱膜在電加熱玻璃中的應用，同時為了兼顧電加熱玻璃的穩定性和透光性，在其兩面還分別添加了離子阻擋層和保護層。

本發明所應用的濺射技術工藝是一種物理氣相沉積，是制備膜材料的重要方法之一，它是利用帶電荷的粒子在電場中加速后具有一定動能的特點，將離子引向欲被濺射的物質制成的靶電極(陰極)，并將靶材原子濺射出來使其沿著一定的方向運動到襯底并最終在襯底上沉積成膜的方法。磁控濺射是把磁控原理與普通濺射技術相結合利用磁場的特殊分布控制電場中的電子運動軌跡，以此改進濺射的工藝。

所述基底片為超白玻璃、普通玻璃、著色玻璃中的一種，其厚度為3-10mm。

所述離子阻擋層為硅氧化物、鋅氧化物、鈦氧化物、錫氧化物和鋅鋁氧化物中的一種所形成的層結構，其厚度為10～30nm。

所述熱敏半導體透明加熱層為二硼化鈦摻碳化硅、氧化鋯、氮化鋁中的一種或多種所形成的層結構；或者鈦酸鋇摻氧化鑭、氧化鈮、氧化釔中的一種或多種所形成的層結構，其厚度為30～200nm。

所述熱敏半導體透明加熱層的更優選厚度為80～120nm。

所述熱敏半導體透明加熱層具體混合方式為：以二硼化鈦為基礎料，摻入質量分數占所述熱敏半導體透明加熱層總混合料的0.1～15％的碳化硅、氧化鋯、氮化鋁中的一種或多種，余量為混合輔助劑；或?者以鈦酸鋇為基礎料，摻入質量分數占所述熱敏半導體透明加熱層總混合料的0.2～20％的氧化鑭、氧化鈮、氧化釔中的一種或多種，余量為混合輔助劑。