CN109661043A - 一种可变色柔性加热复合薄膜 - Google Patents
一种可变色柔性加热复合薄膜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109661043A CN109661043A CN201811339790.0A CN201811339790A CN109661043A CN 109661043 A CN109661043 A CN 109661043A CN 201811339790 A CN201811339790 A CN 201811339790A CN 109661043 A CN109661043 A CN 109661043A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flexible
- layer
- film
- conductive layer
- conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 claims abstract description 59
- 239000000976 ink Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000001548 drop coating Methods 0.000 claims description 13
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 13
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 9
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 claims description 8
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 8
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 3
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 claims description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 112
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 87
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 22
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002042 Silver nanowire Substances 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHABMANUFPZXEB-UHFFFAOYSA-N O-demethyl-aloesaponarin I Natural products O=C1C2=CC=CC(O)=C2C(=O)C2=C1C=C(O)C(C(O)=O)=C2C MHABMANUFPZXEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229940113088 dimethylacetamide Drugs 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical compound O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PDMMFKSKQVNJMI-BLQWBTBKSA-N Testosterone propionate Chemical compound C1CC2=CC(=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H](OC(=O)CC)[C@@]1(C)CC2 PDMMFKSKQVNJMI-BLQWBTBKSA-N 0.000 description 1
- 238000003483 aging Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000011529 conductive interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 150000002085 enols Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003471 mutagenic agent Substances 0.000 description 1
- 231100000707 mutagenic chemical Toxicity 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000003678 scratch resistant effect Effects 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
- H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/50—Sympathetic, colour changing or similar inks
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/02—Details
- H05B3/03—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可变色柔性加热复合薄膜，包括热致变色的第一柔性高分子薄膜层、导电层、第二柔性高分子薄膜层和导电电极，导电层叠置在第一柔性高分子薄膜层上，第二柔性高分子薄膜层叠置在导电层上，导电电极叠置在导电层上并位于第二柔性高分子薄膜层的两侧。本发明可变色柔性加热复合薄膜采用已商业化的热致变色油墨等为原料，制备工艺简单、成本低，有利于大规模生产，在提高导电材料用于热致变色领域的导电层的粘附力、耐刮擦性和环境稳定性方面具有巨大的应用前景。本发明可变色柔性加热复合薄膜能够长期使用和储存，绝缘性和安全性好，可用于水杯保温及其温度指示、热致变色显示器件、热疗垫等热致变色器件。
Description
技术领域
本发明涉及热致加热膜技术领域，具体是一种可变色柔性加热复合薄膜，该可变色柔性加热复合薄膜可用于水杯保温及其温度指示、热致变色显示器件、热疗垫等热致变色器件。
背景技术
近几年，电加热薄膜因其广泛的应用前景越来越受到人们的关注，如加热传感器、车窗镜子以及显示器件的除霜除雾、人体治疗的热疗垫和热致变色的显示器件等。传统的导电材料氧化铟锡(ITO)已经被广泛应用于电加热膜，但因其原料稀缺、制备过程复杂、昂贵、脆性大等缺点限制了它在下一代智能柔性电子设备中进一步的发展和应用。为了解决这些问题，研究人员开发了很多ITO的替代材料如石墨烯、碳纳米管、金属栅格、金属纳米线等。这些材料可以用辊涂、旋涂、喷涂等方法简单地与柔性基底复合形成柔性加热膜，用于热致变色显示器件、车窗除霜除雾、热疗垫等各种柔性电子领域中。这些柔性加热膜在热致变色领域应用时，需在其表面涂覆变色油墨并设置导电层，油墨的粘附力低、不耐刮擦，且导电层直接暴露在空气中，容易被氧化和腐蚀，从而不能长期使用，因此该柔性加热膜的粘附力、耐刮擦性和长期环境稳定性亟待提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种可变色柔性加热复合薄膜，该复合薄膜耐刮擦性和环境稳定性好，能够长期使用和储存，绝缘性和安全性好，有利于大规模生产，在提高导电材料用于热致变色领域的导电层的粘附力、耐刮擦性和环境稳定性方面具有巨大的应用前景，可用于水杯保温及其温度指示、热致变色显示器件、热疗垫等热致变色器件。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可变色柔性加热复合薄膜，包括热致变色的第一柔性高分子薄膜层、导电层、第二柔性高分子薄膜层和导电电极，所述的导电层叠置在所述的第一柔性高分子薄膜层上，所述的第二柔性高分子薄膜层叠置在所述的导电层上，所述的导电电极叠置在所述的导电层上并位于所述的第二柔性高分子薄膜层的两侧。
作为优选，所述的第一柔性高分子薄膜层由第一溶液固化成膜得到，所述的第一溶液由热致变色油墨、高分子溶质和有机溶剂混合得到，所述的高分子溶质为聚酰亚胺、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种；所述的第一溶液中，热致变色油墨与有机溶剂的质量比为1:100～400，高分子溶质与有机溶剂的质量比为1:10～30。
进一步地，所述的第一柔性高分子薄膜层的成膜过程为：将所述的第一溶液滴涂或旋涂到预置有所述的导电层的洁净的玻璃上，再以60～200℃加热固化后自然降温成膜。
作为优选，所述的导电层由石墨烯、碳纳米管或金属纳米线沉积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导电层上。
作为优选，所述的第一柔性高分子薄膜层的成膜过程为：将所述的第一溶液滴涂或旋涂到洁净的玻璃上，再以60～200℃加热固化后自然降温得到所述的第一柔性高分子薄膜层，然后在所述的第一柔性高分子薄膜层上以辊涂、旋涂、喷涂、溅射或真空沉积方法沉积得到所述的导电层。
作为优选，所述的导电层由氧化物/金属/氧化物或导电聚合物以辊涂、旋涂、喷涂、溅射或真空沉积方法沉积在所述的第一柔性高分子薄膜层上得到。
以辊涂、旋涂、喷涂、溅射或真空沉积方法沉积制备导电层，优点在于沉积过程及参数可控，可通过改变涂覆或溅射沉积次数和沉积时间来控制导电层的电阻，进而控制复合薄膜的热致变色过程。
作为优选，所述的第二柔性高分子薄膜层与所述的第一柔性高分子薄膜层的热膨胀系数的差值范围为±6×10-4/K。热膨胀系数相近的第一柔性高分子薄膜层和第二柔性高分子薄膜层可确保该两层高分子薄膜层能够与导电层很好地结合在一起，确保复合薄膜的环境稳定性和使用寿命。
进一步地，所述的第二柔性高分子薄膜层由所述的第二溶液滴涂到所述的导电层上，再以60～150℃加热固化后自然降温得到；所述的第二溶液由聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇或聚氨酯以1:10～30的质量比溶解于有机溶剂得到。
作为优选，所述的导电电极为粘贴在所述的导电层上的铜胶带，或者，所述的导电电极通过在所述的导电层上滴涂银浆或溅射金属电极得到。
作为优选，所述的第一柔性高分子薄膜层和所述的第二柔性高分子薄膜层的厚度分别为10～50μm。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明公开的可变色柔性加热复合薄膜，其导电层设置在第一柔性高分子薄膜层和第二柔性高分子薄膜层之间，绝缘的第一柔性高分子薄膜层和第二柔性高分子薄膜层能够有效保护导电层，避免导电层在空气中裸露，从而防止导电层的氧化和腐蚀，极大提高导电层的环境稳定性，大幅延长复合薄膜的使用寿命；
2、本发明将热致变色油墨与聚酰亚胺等高分子溶质和有机溶剂混合制成第一溶液，并将第一溶液固化成膜得到第一柔性高分子薄膜层，从而实现对热致变色油墨较好的固化作用，可增大热致变色油墨与导电层间的结合力，解决传统薄膜中热致变色油墨粘附力差的问题，提高复合薄膜的耐刮擦性，加大复合薄膜的应用空间；
3、本发明将聚甲基丙烯酸甲酯等高分子溶质和有机溶剂混合制成第二溶液，并将第二溶液在导电层上固化成膜得到第二柔性高分子薄膜层，该第二柔性高分子薄膜层对导电层起到保护作用，在避免导电层裸露于空气中的同时，不影响复合薄膜的电学性能，可保证薄膜电阻不变；
4、本发明可变色柔性加热复合薄膜采用已商业化的热致变色油墨等为原料，制备工艺简单、成本低，有利于大规模生产，在提高导电材料用于热致变色领域的导电层的粘附力、耐刮擦性和环境稳定性方面具有巨大的应用前景；
5、本发明可变色柔性加热复合薄膜能够长期使用和储存，绝缘性和安全性好，可用于水杯保温及其温度指示、热致变色显示器件、热疗垫等热致变色器件。
附图说明
图1为实施例1中可变色柔性加热复合薄膜的结构示意图；
图2为对比例1中热致变色薄膜的结构示意图；
图3为用红外测温仪记录的实施例1的薄膜温度随时间变化曲线；
图4为用红外测温仪记录的对比例1的薄膜温度随时间变化曲线；
图5为弯曲6000次过程中实施例1和对比例1的薄膜的电阻变化率曲线；
图6为常规湿热老化测试得到的实施例1和对比例1的薄膜的电阻变化率曲线；
图7为硫化氢气氛中的湿热老化测试得到的实施例1和对比例1的薄膜的电阻变化率曲线。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1的可变色柔性加热复合薄膜，如图1所示，包括热致变色的第一柔性高分子薄膜层1、导电层2、第二柔性高分子薄膜层3和导电电极4，导电层2叠置在第一柔性高分子薄膜层1上，第二柔性高分子薄膜层3叠置在导电层2上，导电电极4叠置在导电层2上并位于第二柔性高分子薄膜层3的两侧。
实施例1中，导电层2为银纳米线沉积在玻璃上得到的导电网络，其制备过程为：在50mm×50mm大小的玻璃上滴上1mL浓度为0.5mg/L的银纳米线溶液，辊涂或旋涂银纳米线溶液，形成银纳米线导电网络，在160℃下加热30分钟以减小银纳米线导电网络的结点电阻，最终在玻璃上得到导电层2。
实施例1中，第一柔性高分子薄膜层1由第一溶液固化成膜得到，第一溶液由热致变色油墨、聚酰亚胺和有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺混合得到；第一溶液中，热致变色油墨和聚酰亚胺的质量比为1:300，聚酰亚胺和N,N-二甲基乙酰胺的质量比为1:10。第一柔性高分子薄膜层1的成膜过程为：将第一溶液滴涂或旋涂到玻璃上的导电层2上，再将玻璃放入烘箱，在烘箱里以80℃/2h加热固化后自然降温成膜。
实施例1中，导电电极为粘贴在导电层上的铜胶带。
实施例1中，第二柔性高分子薄膜层2由第二溶液固化成膜得到，第二溶液由聚甲基丙烯酸甲酯以1:10的质量比溶解于有机溶剂得到。第二柔性高分子薄膜层3的成膜过程为：将第二溶液滴涂到银纳米线导电网络设置有导电电极4一侧的裸露表面，再在烘箱中以60℃/3h加热固化后自然降温成膜。
作为对比，以未设置第二柔性高分子薄膜层的热致变色薄膜作为对比例1。
对比例1的热致变色薄膜，其总体结构与实施例1的复合薄膜相同。如图2所示，包括热致变色的第一柔性高分子薄膜层1、导电层2和导电电极4，导电层2叠置在第一柔性高分子薄膜层1上，导电电极4叠置在导电层2上并位于导电层2表面的两侧。
对比例1中，导电层2为银纳米线沉积在玻璃上得到的导电网络，其制备过程为：在50mm×50mm大小的玻璃上滴上1mL浓度为0.5mg/L的银纳米线溶液，辊涂或旋涂银纳米线溶液，形成银纳米线导电网络，在160℃下加热30分钟以减小银纳米线导电网络的结点电阻，最终在玻璃上得到导电层2。
对比例1中，第一柔性高分子薄膜层1由第一溶液固化成膜得到，第一溶液由热致变色油墨、聚酰亚胺和有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺混合得到；第一溶液中，热致变色油墨和聚酰亚胺的质量比为1:300，聚酰亚胺和N,N-二甲基乙酰胺的质量比为1:10。第一柔性高分子薄膜层1的成膜过程为：将第一溶液滴涂或旋涂到玻璃上的导电层2上，再将玻璃放入烘箱，在烘箱里以80℃/2h加热固化后自然降温成膜。
对比例1中，导电电极为粘贴在导电层上的铜胶带。
分别在实施例1和对比例1的薄膜的导电电极4上连接金属导线，测试薄膜的厚度、导电性能、加热性能、弯曲性能和环境稳定性。
经检测，实施例1的薄膜的厚度为20～100μm；该薄膜的两侧的电阻与未设置第一柔性高分子薄膜层1和第二柔性高分子薄膜层3的银纳米线导电网络的电阻相同，均为16.0Ω。
经检测，对比例1的薄膜的厚度为10～50μm；该薄膜的两侧的电阻与未设置第一柔性高分子薄膜层1的银纳米线导电网络的电阻相同，均为16.0Ω。
对实施例1的薄膜进行低电压加热试验，将电源接在薄膜两侧的导电电极4上，用红外测温仪测量温度并记录该薄膜温度随时间变化曲线，如图3所示，加热结果证明该薄膜的工作电压较低，说明覆盖了第二柔性高分子薄膜层3后并没有影响导电层2的加热性能，且薄膜温度可以从变色温度大致确定，此处的变色薄膜可以选用现有已知的不同的变色温度油墨来适用不同的低功耗器件。
对对比例1的薄膜进行低电压加热试验，将电源接在薄膜两侧的导电电极4上，用红外测温仪测量温度并记录该薄膜温度随时间变化曲线，如图4所示，加热结果证明该薄膜的工作电压较低，且薄膜温度可以从变色温度大致确定，此处的变色薄膜可以选用现有已知的不同的变色温度油墨来适用不同的低功耗器件。
分别将实施例1和对比例1的薄膜弯曲6000次，每次弯曲半径为2mm，弯曲期间用万用表测量并记录薄膜两侧的电阻，测试结果如图5所示，图5中PI/AgNW代表对比例1，PI/AgNW/PMMA代表实施例1。图5显示实施例1的薄膜的电阻变化率仅为7％，证明该实施例1的薄膜具有良好的弯曲性能，可应用于柔性器件；而图5显示对比例1的薄膜的电阻变化率小于12％，证明对比例1的热致变色薄膜虽具有较好的弯曲性能，但其弯曲性能低于
实施例1。
对实施例1的薄膜和对比例1的薄膜分别进行常规湿热老化测试和硫化氢气氛中的湿热老化测试。两种湿热老化测试的测试条件是105℃/100％RH(湿度)。常规湿热老化测试结果如图6所示，在硫化氢气氛中的湿热老化测试结果如图7所示。图6和图7中PI/AgNW代表对比例1，PI/AgNW/PMMA代表实施例1。从图6可见，实施例1的薄膜的电阻变化率仅为16％，而对比例1的薄膜的电阻变化率高达49％。从图7可见，实施例1的薄膜的电阻变化率仅为25％，而对比例1的薄膜的电阻变化率高达60％。因此，对比例1的薄膜的电阻变化较大，说明对比例1的热致变色薄膜的环境稳定性有待提高，而本发明复合薄膜中设置的第二柔性高分子薄膜层可以有效提高薄膜的环境稳定性。
Claims (10)
1.一种可变色柔性加热复合薄膜，其特征在于：包括热致变色的第一柔性高分子薄膜层、导电层、第二柔性高分子薄膜层和导电电极，所述的导电层叠置在所述的第一柔性高分子薄膜层上，所述的第二柔性高分子薄膜层叠置在所述的导电层上，所述的导电电极叠置在所述的导电层上并位于所述的第二柔性高分子薄膜层的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种可变色柔性加热复合薄膜，其特征在于：所述的第一柔性高分子薄膜层由第一溶液固化成膜得到，所述的第一溶液由热致变色油墨、高分子溶质和有机溶剂混合得到，所述的高分子溶质为聚酰亚胺、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种；所述的第一溶液中，热致变色油墨与有机溶剂的质量比为1:100～400，高分子溶质与有机溶剂的质量比为1:10～30。
3.根据权利要求2所述的一种可变色柔性加热复合薄膜，其特征在于：所述的第一柔性高分子薄膜层的成膜过程为：将所述的第一溶液滴涂或旋涂到预置有所述的导电层的洁净的玻璃上，再以60～200℃加热固化后自然降温成膜。
4.根据权利要求3所述的一种可变色柔性加热复合薄膜，其特征在于：所述的导电层由石墨烯、碳纳米管或金属纳米线沉积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导电层上。
5.根据权利要求2所述的一种可变色柔性加热复合薄膜，其特征在于：所述的第一柔性高分子薄膜层的成膜过程为：将所述的第一溶液滴涂或旋涂到洁净的玻璃上，再以60～200℃加热固化后自然降温得到所述的第一柔性高分子薄膜层，然后在所述的第一柔性高分子薄膜层上以辊涂、旋涂、喷涂、溅射或真空沉积方法沉积得到所述的导电层。
6.根据权利要求5所述的一种可变色柔性加热复合薄膜，其特征在于：所述的导电层由氧化物/金属/氧化物或导电聚合物以辊涂、旋涂、喷涂、溅射或真空沉积方法沉积在所述的第一柔性高分子薄膜层上得到。
7.根据权利要求1所述的一种可变色柔性加热复合薄膜，其特征在于：所述的第二柔性高分子薄膜层与所述的第一柔性高分子薄膜层的热膨胀系数的差值范围为±6×10-4/K。
8.根据权利要求7所述的一种可变色柔性加热复合薄膜，其特征在于：所述的第二柔性高分子薄膜层由所述的第二溶液滴涂到所述的导电层上，再以60～150℃加热固化后自然降温得到；所述的第二溶液由聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇或聚氨酯以1:10～30的质量比溶解于有机溶剂得到。
9.根据权利要求1所述的一种可变色柔性加热复合薄膜，其特征在于：所述的导电电极为粘贴在所述的导电层上的铜胶带，或者，所述的导电电极通过在所述的导电层上滴涂银浆或溅射金属电极得到。
10.根据权利要求1所述的一种可变色柔性加热复合薄膜，其特征在于：所述的第一柔性高分子薄膜层和所述的第二柔性高分子薄膜层的厚度分别为10～50μm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811339790.0A CN109661043B (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 一种可变色柔性加热复合薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811339790.0A CN109661043B (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 一种可变色柔性加热复合薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109661043A true CN109661043A (zh) | 2019-04-19 |
| CN109661043B CN109661043B (zh) | 2021-05-18 |
Family
ID=66110103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811339790.0A Active CN109661043B (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 一种可变色柔性加热复合薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109661043B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110109265A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-09 | 南京银纳新材料科技有限公司 | 一种基于纳米线薄膜的可折叠热致变色器件制备方法 |
| CN110403751A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-11-05 | 东南大学 | 柔性热变色交互的可穿戴热疗垫及制备方法 |
| CN113741110A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-12-03 | 河北工业大学 | 一种热敏变色双稳态显示器 |
| CN114059348A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-18 | 兰州大学 | 一种柔性透明加热膜、柔性透明热疗片及制备方法 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02152189A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サーモクロミズム体及びサーモクロミズム性を有する発熱体 |
| EP0836932A1 (fr) * | 1996-10-17 | 1998-04-22 | Saint-Gobain Vitrage | Vitrage à système thermiquement, électriquement et/ou électrochimiquement actif |
| CN102765231A (zh) * | 2011-04-18 | 2012-11-07 | 三星康宁精密素材株式会社 | 热致变色基板和具有热致变色薄膜的双层玻璃 |
| CN103048808A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-17 | 华为技术有限公司 | 变色器件及其制作方法 |
| CN104053256A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-09-17 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 基于银纳米线透明导电薄膜的加热器及其制备方法 |
| CN104865767A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-08-26 | 福建师范大学 | 一种电致变色复合材料及电致变色器件及其制备方法 |
| CN106304430A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 安徽省宁国市天成科技发展有限公司 | 一种安全型金属电热膜 |
| CN106574873A (zh) * | 2014-08-04 | 2017-04-19 | 艾利丹尼森公司 | 时温追踪标签 |
| CN106739236A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 东华大学 | 一种基于石墨烯电热驱动的可逆热致变色薄膜及其制备和应用 |
| US20180070411A1 (en) * | 2016-09-06 | 2018-03-08 | Eastman Kodak Company | Printed transparent heaters using embedded micro-wires |
| CN107924095A (zh) * | 2015-06-12 | 2018-04-17 | 肯特州立大学 | 频率可控的电光装置 |
| CN207920427U (zh) * | 2018-03-02 | 2018-09-28 | 苏州威尔阳光智能科技有限公司 | 一种三层结构的单模块智能柔性膜 |
| CN108780258A (zh) * | 2016-03-07 | 2018-11-09 | 巴斯夫欧洲公司 | 使用预混印刷配制剂的涂布方法 |
-
2018
- 2018-11-12 CN CN201811339790.0A patent/CN109661043B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02152189A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サーモクロミズム体及びサーモクロミズム性を有する発熱体 |
| EP0836932A1 (fr) * | 1996-10-17 | 1998-04-22 | Saint-Gobain Vitrage | Vitrage à système thermiquement, électriquement et/ou électrochimiquement actif |
| CN102765231A (zh) * | 2011-04-18 | 2012-11-07 | 三星康宁精密素材株式会社 | 热致变色基板和具有热致变色薄膜的双层玻璃 |
| CN103048808A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-17 | 华为技术有限公司 | 变色器件及其制作方法 |
| CN104053256A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-09-17 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 基于银纳米线透明导电薄膜的加热器及其制备方法 |
| CN106574873A (zh) * | 2014-08-04 | 2017-04-19 | 艾利丹尼森公司 | 时温追踪标签 |
| CN104865767A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-08-26 | 福建师范大学 | 一种电致变色复合材料及电致变色器件及其制备方法 |
| CN107924095A (zh) * | 2015-06-12 | 2018-04-17 | 肯特州立大学 | 频率可控的电光装置 |
| CN108780258A (zh) * | 2016-03-07 | 2018-11-09 | 巴斯夫欧洲公司 | 使用预混印刷配制剂的涂布方法 |
| CN106304430A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 安徽省宁国市天成科技发展有限公司 | 一种安全型金属电热膜 |
| US20180070411A1 (en) * | 2016-09-06 | 2018-03-08 | Eastman Kodak Company | Printed transparent heaters using embedded micro-wires |
| CN106739236A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 东华大学 | 一种基于石墨烯电热驱动的可逆热致变色薄膜及其制备和应用 |
| CN207920427U (zh) * | 2018-03-02 | 2018-09-28 | 苏州威尔阳光智能科技有限公司 | 一种三层结构的单模块智能柔性膜 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110109265A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-09 | 南京银纳新材料科技有限公司 | 一种基于纳米线薄膜的可折叠热致变色器件制备方法 |
| CN110403751A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-11-05 | 东南大学 | 柔性热变色交互的可穿戴热疗垫及制备方法 |
| CN110403751B (zh) * | 2019-07-19 | 2021-08-24 | 东南大学 | 柔性热变色交互的可穿戴热疗垫及制备方法 |
| CN113741110A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-12-03 | 河北工业大学 | 一种热敏变色双稳态显示器 |
| CN114059348A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-18 | 兰州大学 | 一种柔性透明加热膜、柔性透明热疗片及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109661043B (zh) | 2021-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109661043A (zh) | 一种可变色柔性加热复合薄膜 | |
| CN104053256B (zh) | 基于银纳米线透明导电薄膜的加热器及其制备方法 | |
| Jo et al. | Highly flexible, stretchable, patternable, transparent copper fiber heater on a complex 3D surface | |
| CN107068291B (zh) | 一种转移银纳米线透明导电薄膜到柔性衬底的方法 | |
| CN104865767B (zh) | 一种电致变色复合材料及电致变色器件及其制备方法 | |
| CN105517215B (zh) | 一种低电压透明电热膜及其制备工艺、高温电热片及其制备工艺 | |
| CN101375637A (zh) | 具有透明传导层的窗除霜组件 | |
| CN105762291B (zh) | 透明电极及其制造方法 | |
| KR102097861B1 (ko) | 투명 발열필름 및 이의 제조방법 | |
| US20100028634A1 (en) | Metal oxide coatings for electrically conductive carbon nanotube films | |
| CN201374824Y (zh) | 一种薄膜型电加热器 | |
| CN202799224U (zh) | 基于石墨烯的透明电加热薄膜 | |
| Wang et al. | Direct blow spinning of flexible and transparent Ag nanofiber heater | |
| Park et al. | Highly stretchable polymer-dispersed liquid crystal-based smart windows with transparent and stretchable hybrid electrodes | |
| US20170347403A1 (en) | Glass substrate provided with copper-based conductive strips | |
| KR20110027297A (ko) | 투명 도전성 필름, 이를 이용한 터치 패널 및 디스플레이 장치 | |
| Kim et al. | A flexible transparent heater with ultrahigh thermal efficiency and fast thermal response speed based on a simple solution-processed indium tin oxide nanoparticles-silver nanowires composite structure on photo-polymeric film | |
| Yang et al. | Printed flexible transparent electrodes for harsh environments | |
| Lee et al. | Highly Transparent, Deformable, and Multifunctional AgPdCu/ITO/PTFE Hybrid Films for Self‐Cleaning, Flexible, and Energy‐Saving Smart Windows | |
| Oytun et al. | Coupling layer-by-layer assembly and multilayer transfer to fabricate flexible transparent film heater | |
| CN204314562U (zh) | 一种具有石墨烯透明导电膜的防雾眼镜 | |
| CN204180311U (zh) | 一种电加热玻璃 | |
| Shi et al. | Improving the stability of silver nanowire/polyimide composite films for transparent film heaters | |
| CN108962433A (zh) | 一种金属有序网格的柔性透明导电薄膜的制备方法 | |
| CN113495370A (zh) | 调光器件及制作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |