[發明專利]一種可變色柔性加熱復合薄膜

有效

• 申請號: 201811339790.0
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109661043B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 許煒;石曉青;宋偉杰;沈文鋒;汪閏非
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H05B3/02
• 分類號: H05B3/02;H05B3/03;H05B3/12;H05B3/34;C09D11/50
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 謝瀟

本發明公開了一種可變色柔性加熱復合薄膜，包括熱致變色的第一柔性高分子薄膜層、導電層、第二柔性高分子薄膜層和導電電極，導電層疊置在第一柔性高分子薄膜層上，第二柔性高分子薄膜層疊置在導電層上，導電電極疊置在導電層上并位于第二柔性高分子薄膜層的兩側。本發明可變色柔性加熱復合薄膜采用已商業化的熱致變色油墨等為原料，制備工藝簡單、成本低，有利于大規模生產，在提高導電材料用于熱致變色領域的導電層的粘附力、耐刮擦性和環境穩定性方面具有巨大的應用前景。本發明可變色柔性加熱復合薄膜能夠長期使用和儲存，絕緣性和安全性好，可用于水杯保溫及其溫度指示、熱致變色顯示器件、熱療墊等熱致變色器件。

技術領域

本發明涉及熱致加熱膜技術領域，具體是一種可變色柔性加熱復合薄膜，該可變色柔性加熱復合薄膜可用于水杯保溫及其溫度指示、熱致變色顯示器件、熱療墊等熱致變色器件。

背景技術

近幾年，電加熱薄膜因其廣泛的應用前景越來越受到人們的關注，如加熱傳感器、車窗鏡子以及顯示器件的除霜除霧、人體治療的熱療墊和熱致變色的顯示器件等。傳統的導電材料氧化銦錫(ITO)已經被廣泛應用于電加熱膜，但因其原料稀缺、制備過程復雜、昂貴、脆性大等缺點限制了它在下一代智能柔性電子設備中進一步的發展和應用。為了解決這些問題，研究人員開發了很多ITO的替代材料如石墨烯、碳納米管、金屬柵格、金屬納米線等。這些材料可以用輥涂、旋涂、噴涂等方法簡單地與柔性基底復合形成柔性加熱膜，用于熱致變色顯示器件、車窗除霜除霧、熱療墊等各種柔性電子領域中。這些柔性加熱膜在熱致變色領域應用時，需在其表面涂覆變色油墨并設置導電層，油墨的粘附力低、不耐刮擦，且導電層直接暴露在空氣中，容易被氧化和腐蝕，從而不能長期使用，因此該柔性加熱膜的粘附力、耐刮擦性和長期環境穩定性亟待提高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種可變色柔性加熱復合薄膜，該復合薄膜耐刮擦性和環境穩定性好，能夠長期使用和儲存，絕緣性和安全性好，有利于大規模生產，在提高導電材料用于熱致變色領域的導電層的粘附力、耐刮擦性和環境穩定性方面具有巨大的應用前景，可用于水杯保溫及其溫度指示、熱致變色顯示器件、熱療墊等熱致變色器件。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種可變色柔性加熱復合薄膜，包括熱致變色的第一柔性高分子薄膜層、導電層、第二柔性高分子薄膜層和導電電極，所述的導電層疊置在所述的第一柔性高分子薄膜層上，所述的第二柔性高分子薄膜層疊置在所述的導電層上，所述的導電電極疊置在所述的導電層上并位于所述的第二柔性高分子薄膜層的兩側。

作為優選，所述的第一柔性高分子薄膜層由第一溶液固化成膜得到，所述的第一溶液由熱致變色油墨、高分子溶質和有機溶劑混合得到，所述的高分子溶質為聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚氨酯和聚二甲基硅氧烷中的任一種；所述的第一溶液中，熱致變色油墨與有機溶劑的質量比為1:100～400，高分子溶質與有機溶劑的質量比為1:10～30。

進一步地，所述的第一柔性高分子薄膜層的成膜過程為：將所述的第一溶液滴涂或旋涂到預置有所述的導電層的潔凈的玻璃上，再以60～200℃加熱固化后自然降溫成膜。

作為優選，所述的導電層由石墨烯、碳納米管或金屬納米線沉積在所述的玻璃上得到，所述的第一溶液滴涂或旋涂在所述的導電層上。

作為優選，所述的第一柔性高分子薄膜層的成膜過程為：將所述的第一溶液滴涂或旋涂到潔凈的玻璃上，再以60～200℃加熱固化后自然降溫得到所述的第一柔性高分子薄膜層，然后在所述的第一柔性高分子薄膜層上以輥涂、旋涂、噴涂、濺射或真空沉積方法沉積得到所述的導電層。

作為優選，所述的導電層由氧化物/金屬/氧化物或導電聚合物以輥涂、旋涂、噴涂、濺射或真空沉積方法沉積在所述的第一柔性高分子薄膜層上得到。

以輥涂、旋涂、噴涂、濺射或真空沉積方法沉積制備導電層，優點在于沉積過程及參數可控，可通過改變涂覆或濺射沉積次數和沉積時間來控制導電層的電阻，進而控制復合薄膜的熱致變色過程。