CN108770097B - 一种电热膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电热膜及其制备方法，电热膜包括导电膜基材；所述导电膜基材选自单层石墨烯薄膜、多层石墨烯薄膜或氧化铟锡半导体透明导电膜；设置在所述导电膜基材上的电极层；设置在所述电极层上的金属层；及复合在所述金属层上的保护层。本发明提供的电热膜通过设置导电膜基材和金属层，它们起到了良好的导电作用，使其具有均匀稳定的发热效果；还具有较大的发热量。电热膜的热成像图表明：对于相同的电极图形，本发明提供电热膜在通电处与其它位置导电效果良好，整体发热均匀；相比没有设置金属层制备的电热膜，本发明提供的电热膜的电阻降低16.22％～27.44％，电流增大31.88％～36.23％。

Description

一种电热膜及其制备方法
技术领域
本发明属于电热膜技术领域，尤其涉及一种电热膜及其制备方法。
背景技术
电热膜分为高温、低温电热膜。高温电热膜一般用于电子电器、军事等。电热膜的制热原理是产品在电场的作用下，发热体中的碳分子团产生“布朗运动”，碳分子之间发生剧烈的摩擦和撞击，产生的热能以远红外辐射和对流的形式对外传递。
目前，市场上的电热膜的电极往往是直接通过涂布或丝网印刷的工艺复合在塑料基材上。参见图1，图1为现有技术中的电热膜的结构示意图，由图1可知，现有的电热膜包括基材，电极和保护层。然而上述电热膜的电极结构的导电性较弱，在图形复杂、驱动电压低、通电电流大等情况下，会导致电极发热，使得电热膜的整体发热效果不均匀。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电热膜及其制备方法，该电热膜具有均匀稳定的发热效果。
本发明提供了一种电热膜，包括导电膜基材；所述导电膜基材选自单层石墨烯薄膜、多层石墨烯薄膜或氧化铟锡半导体透明导电膜；
设置在所述导电膜基材上的电极层；
设置在所述电极层上的金属层；
及复合在所述金属层上的保护层。
优选地，所述金属层选自铜层、锡层、铝层、镍层、铜锡合金层、铜铝合金层、锡铝合金层或铜镍合金层。
优选地，所述金属层的厚度为6～14微米。
优选地，所述电极层由导电浆液涂布或丝网印刷制得。
优选地，所述保护层选自聚对苯二甲酸乙二醇酯不干胶膜。
本发明提供了一种上述技术方案所述电热膜的制备方法，包括以下步骤：
将导电膜基材上涂布或丝网印刷电极浆液，形成电极层；再在所述电极层上复合金属层，最后复合保护膜，得到电热膜。
优选地，所述电极浆液选自导电银浆、导电油墨或导电碳浆
本发明提供了一种电热膜，包括导电膜基材；所述导电膜基材选自单层石墨烯薄膜、多层石墨烯薄膜或氧化铟锡半导体透明导电膜；设置在所述导电膜基材上的电极层；设置在所述电极层上的金属层；及复合在所述金属层上的保护层。本发明提供的电热膜通过设置导电膜基材和金属层，它们起到了良好的导电作用，使其具有均匀稳定的发热效果；还具有较大的发热量。实验结果表明：电热膜的热成像图表明：对于相同的电极图形，本发明提供电热膜在通电处与其它位置导电效果良好，整体发热均匀；相比没有设置金属层制备的电热膜，本发明提供的电热膜的电阻降低16.22％～27.44％，电流增大31.88％～36.23％。
附图说明
图1为现有技术中的电热膜的结构示意图；
图2为本发明提供的电热膜的结构示意图；
图3为本发明实施例1中对比组提供的电热膜的热成像图；
图4为本发明实施例1制备的电热膜的热成像图；
图5为本发明实施例1提供的电热膜的电阻测量值；
图6为本发明实施例1提供的电热膜的通电情况；
图7为本发明实施例2提供的电热膜的热成像图及实物图；
图8为本发明实施例3提供的电热膜的热成像图及实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种电热膜，包括导电膜基材；所述导电膜基材选自单层石墨烯薄膜、多层石墨烯薄膜或氧化铟锡半导体透明导电膜；
设置在所述导电膜基材上的电极层；
设置在所述电极层上的金属层；
及复合在所述金属层上的保护层。
参见图2，图2为本发明提供的电热膜的结构示意图，其中，1为导电膜基材，2为电极层，3为金属层，4为保护层。
本发明提供的电热膜包括导电膜基材1。在本发明中，所述导电膜基材1优选选自单层石墨烯薄膜、多层石墨烯薄膜、导电高分子薄膜、导电浆料涂布薄膜或氧化铟锡半导体透明导电膜(ITO薄膜)，更优选选自单层石墨烯薄膜、多层石墨烯薄膜或氧化铟锡半导体透明导电膜。
本发明提供的电热膜包括设置在所述导电膜基材上的电极层2。所述电极层2具有预设图案。所述电极层优选由电极浆液涂布或丝网印刷制得。所述电极浆液优选选自导电油墨、导电银浆或导电碳浆，更优选选自导电银浆。
本发明提供的电热膜包括设置在所述电极层上的金属层3。所述金属层3优选选自铜层、锡层、铝层、镍层、铜锡合金层、铜铝合金层、锡铝合金层或铜镍合金层，更优选选自铜层、锡层或铜锡合金层。所述金属层的厚度优选为6～14微米，更优选为8～11微米。
本发明提供的电热膜包括设置在所述金属层上的保护层4。在本发明中，所述保护层优选选自聚对苯二甲酸乙二醇酯不干胶膜。
本发明为了增加金属层和电极层之间的结合力，优选在金属层和电极层之间设置导电胶层。
本发明提供了一种上述技术方案所述电热膜的制备方法，包括以下步骤：
将导电膜基材上涂布或丝网印刷电极浆液，形成电极层；再在所述电极层上复合金属层，最后复合保护膜，得到电热膜。
在本发明中，所述导电膜基材和电极浆液的种类与上述技术方案所述导电膜基材和电极浆液的种类一致，在此不再赘述。
在本发明中，电极浆液按照预先设计的电极层的图形涂布或丝网印刷在导电膜基材上。
本发明在电极层上复合金属层，优选采用对位覆膜的方式或对位贴合的方式。所述金属层采用的金属选自铜、锡、铝、镍、铜锡合金、铜铝合金、锡铝合金或铜镍合金。在本发明具体实施例中，所述金属层采用的金属为铜、锡或铜锡合金。在电极层和金属层之间优选通过导电胶结合，用于增强附加导电层与电极及基材的贴合力与导电性。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种电热膜及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将单层石墨烯薄膜上涂布导电银浆，固化得到电极层；再在所述电极层上复合铜箔层，最后覆上聚对苯二甲酸乙二醇酯不干胶膜，得到电热膜。
以单层石墨烯薄膜上涂布导电银浆，然后覆上聚对苯二甲酸乙二醇酯不干胶膜，得到电热膜，作为对照组。
本发明对实施例1中对照组制备的电热膜进行发热稳定性的效果测试，结果见图3，图3为本发明实施例1中对比组提供的电热膜的热成像图。
图4为本发明实施例1制备的电热膜的热成像图。由图3和图4可知：电热膜的电极结构在处理复杂电极图形时，电路分支很细，或长宽比数值太大，导致电极电阻过大，发热不均匀。本发明提供的电热膜的电极结构复合了一层金属层作为导电层，原电极电阻过大的电路分支，可以经由附加导电层导电，大大降低了整体电阻，提高了导电能力，形成均匀稳定发热效果，相对于传统加热膜电极结构具有明显优势。图3中的电极结构通电时，由于电极导电性差，在接近通电的地方，发热明显；远离通电处的发热效果差。图4看出：本发明提供的电热膜在通电处和其它位置导电效果良好，整体发热均匀。
参见图5和图6，图5为本发明实施例1提供的电热膜的电阻测量值；图6为本发明实施例1提供的电热膜的通电情况。由图5中的数值计算可知，对照组提供的电热膜的电极结构(图5中右侧黄色实物)的测量电阻为4.81Ω；本发明电极结构(图5中左侧黄色实物)测量电阻3.49Ω，总体电阻降低27.44％。
由图6计算可知，在相同驱动电压3.71V下，对照组的电流为0.69A，本发明提供的电热膜的电流为0.94A，总体电流增大36.23％。
结合图5和图6可知，本发明提供的电热膜比对照组提供的电热膜的发热功率高，电热转换效率高，相同工作条件下发热量更大，具有明显优势。
本发明对对照组和实施例1～3制备的电热膜进行导电能力测试，结果见表1：
表1对照组和实施例1～3制备的电热膜的导电能力测试结果
Figure BDA0001704596570000051
实施例2
将单层石墨烯薄膜上涂布导电银浆，固化得到电极层；再在所述电极层上复合锡箔层，最后覆上聚对苯二甲酸乙二醇酯不干胶膜，得到电热膜。
图7为本发明实施例2制备的电热膜的热成像图及实物图。图7看出：实施例2提供的电热膜在通电处和其它位置导电效果良好，整体发热均匀。
实施例2制备的电热膜的导电能力测试结果见表1。
实施例3
将氧化铟锡半导体透明导电膜上涂布导电银浆，固化得到电极层；再在所述电极层上复合铜锡合金层，最后覆上聚对苯二甲酸乙二醇酯不干胶膜，得到电热膜。
图8为本发明实施例3制备的电热膜的热成像图及实物图。图8看出：实施例3提供的电热膜在通电处和其它位置导电效果良好，整体发热均匀。
结合图4、图7和图8，不同材质的复合电极结构均可以起到同样的作用，均提高了电极导电能力。
实施例3制备的电热膜的导电能力测试结果见表1。
由以上实施例可知，本发明提供了一种电热膜，包括导电膜基材；所述导电膜基材选自单层石墨烯薄膜、多层石墨烯薄膜或氧化铟锡半导体透明导电膜；设置在所述导电膜基材上的电极层；设置在所述电极层上的金属层；及复合在所述金属层上的保护层。本发明提供的电热膜通过设置导电膜基材和金属层，它们起到了良好的导电作用，使其具有均匀稳定的发热效果；还具有较大的发热量。实验结果表明：电热膜的热成像图表明：对于相同的电极图形，本发明提供电热膜在通电处与其它位置导电效果良好，整体发热均匀；相比没有设置金属层制备的电热膜，本发明提供的电热膜的电阻降低16.22％～27.44％，电流增大31.88％～36.23％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电热膜，由导电膜基材、电极层、金属层和保护层制得；所述导电膜基材选自单层石墨烯薄膜、多层石墨烯薄膜或氧化铟锡半导体透明导电膜；
设置在所述导电膜基材上的电极层；
设置在所述电极层上的金属层；
及复合在所述金属层上的保护层；
所述金属层选自铜层、锡层、铝层、镍层、铜锡合金层、铜铝合金层、锡铝合金层或铜镍合金层；
所述金属层的厚度为6～14微米；
所述金属层采用对位覆膜或对位贴合的方式设置在所述电极层上。
2.根据权利要求1所述的电热膜，其特征在于，所述电极层由导电浆液涂布或丝网印刷制得。
3.根据权利要求1所述的电热膜，其特征在于，所述保护层选自聚对苯二甲酸乙二醇酯不干胶膜。
4.一种权利要求1～3任一项所述电热膜的制备方法，包括以下步骤：
将导电膜基材上涂布或丝网印刷电极浆液，形成电极层；再在所述电极层上复合金属层，最后复合保护膜，得到电热膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述电极浆液选自导电银浆、导电油墨或导电碳浆。
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