耐高温透明柔性电热膜制造技术

本申请公开了一种耐高温透明柔性电热膜。所述耐高温透明柔性电热膜包括云母薄片基底(1)、透明柔性发热层(2)、柔性电极(3)和云母薄片保护层(4)，所述柔性电极(3)位于所述透明柔性发热层(2)的表面，云母薄片基底(1)和云母薄片保护层(4)将柔性电极(3)和透明柔性发热层(2)夹在中间。耐高温透明柔性电热膜的制备方法，包括在云母薄片基底(1)的表面生长透明柔性发热层(2)的步骤。本申请的耐高温透明柔性电热膜能够耐受高温、具有柔性和高透光性。

【技术实现步骤摘要】
耐高温透明柔性电热膜
本公开涉及电取暖领域，具体涉及耐高温透明柔性电热膜。
技术介绍
随着国家煤改电的趋势，以电热膜取暖的方式成为了取代传统供暖方式的一个主要发展趋势。目前市面上电热膜取暖装置主要以碳材料或含碳材料为核心发热材料。碳材料有不同形式，如碳纤维、碳浆、碳晶、石墨烯浆料(含有石墨烯微片)、石墨烯透明薄膜等。电热膜中的碳材料本身可以耐受较高温度，但是目前的电热膜大都使用环氧树脂、PET、PEN、PI等绝缘体基底，这些基底大都只能在200℃以下使用，因此当前的电热膜的温度特性大都受限于基底的温度特性，进一步提高碳材料的发热温度会损坏基底，进而损坏电热膜。虽然以玻璃作为基底材料可以耐受高温，但是以玻璃作为基底得到的是硬质电热板，无法应用于柔性场景中。
技术实现思路
本公开要解决的技术问题在于，就供暖效果而言，电热膜需要达到较高温度才能与传统的煤供暖方式或电阻丝供暖方式相匹敌，但高温条件下，目前的电热膜容易损坏。本公开提供了一种电热膜，电热膜整体柔性透明，能够耐受400℃以上的高温。具体来说，本公开提出了如下技术方案：本公开的一些实施方式提供了一种耐高温透明柔性电热膜，包括云母薄片基底、透明柔性发热层、柔性电极和云母薄片保护层，所述柔性电极位于所述透明柔性发热层的表面，云母薄片基底和云母薄片保护层将柔性电极和透明柔性发热层夹在中间。本公开的一些实施方式提供的电热膜中，所述云母薄片基底的厚度为0.1～200μm，优选为4～80μm，更优选为10～50μm。<br>本公开的一些实施方式提供的电热膜中，云母薄片保护层的厚度为0.1～200μm，优选为4～50μm，更优选为10～30μm。本公开的一些实施方式提供的电热膜中，所述透明柔性发热层为1～10层单层碳原子石墨烯薄膜，优选地，所述透明柔性发热层为1～5层单层碳原子石墨烯薄膜，更优选地，所述透明柔性发热层为1～2层单层碳原子石墨烯薄膜。本公开的一些实施方式提供的电热膜中，所述柔性电极的厚度为0.01～200μm，优选为0.1～50μm，更优选为10～20μm；可选地，所述柔性电极选自平行电极或叉指电极，所述平行电极包括平行汇流条，所述叉指电极包括汇流条和多个内电极；可选地，所述汇流条的形状选自直线形和/或曲线形；可选地，所述内电极的形状选自矩形、波浪线和/或锯齿形。本公开的一些实施方式提供的电热膜中，所述柔性电极包括透明柔性电极和/或非透明柔性电极；可选地，所述内电极为透明柔性电极，所述汇流条为非透明柔性电极；可选地，所述柔性电极内部包括纳米线结构；可选地，所述柔性电极内部包括纳米导线交织而成的规则或不规则纳米网格结构，可选地，所述纳米导线选自纳米金属导线，可选地，所述金属选自银、镍、铜或其合金；可选地，所述柔性电极内部还包括石墨烯微片，所述石墨烯微片的长度和宽度为20nm～1μm。另一方面，本公开一些实施方式提供了耐高温透明柔性电热膜的制备方法，包括步骤：在云母薄片基底的表面生长透明柔性发热层，或者将透明柔性发热层转移到云母薄片基底的表面；可选地，所述透明柔性发热层通过等离子体化学气相沉积的方法生长到云母薄片基底的表面，可选地，生长温度为400～600℃。本公开一些实施方式提供的制备方法中，所述云母薄片基底通过机械剥离天然云母或合成云母得到，可选地，所述天然云母包括白云母，所述云母薄片基底通过机械剥离白云母得到。本公开一些实施方式提供的制备方法，包括步骤：通过丝网印刷或喷墨打印在透明柔性发热层上制作柔性电极，可选地，根据电极结构制作掩膜版，利用掩膜版将纳米金属线分散液或金属导电浆料通过丝网印刷或喷墨打印涂覆于透明柔性发热层上，在还原气氛下干燥得到透明柔性电极；或，将制备好的金属网格电极转移到石墨烯表面，可选地，根据电极结构制作金属网络模板，而后在金属网络模板上进行化学修饰与金属材料的电化学沉积制备柔性电极，再将柔性电极转移到透明柔性发热层表面。本公开一些实施方式提供了通过上述制备方法得到的耐高温透明柔性电热膜。本申请的有益效果包括：1.本公开使用透明柔性云母作为电热膜基底，具有低的热膨胀系数、小的表面粗糙度和高的透光率，且具有很好的机械柔性。2.本公开的耐高温透明柔性电热膜可快速发热，至少可以承受400℃，可广泛应用于电取暖和高温灭菌等领域。3.本公开使用透明柔性云母作为电热膜基底，可在该基底上直接生长石墨烯薄膜，得到的电热膜中石墨烯薄膜和基底的结合力更强；另外，直接生长石墨烯薄膜的方法还能极大地降低生产成本，更好地控制生产合格率，保证石墨烯薄膜的高质量，可更好地满足低功耗、高能量和安全稳定性等需求。4.本公开制备的透明柔性电极，能使得电热膜整体呈现透光状态，耐弯曲性能更好。附图说明图1为本公开实施例6～9的耐高温透明柔性电热膜分解示意图；图2为本公开实施例6～9的耐高温透明柔性电热膜俯视图的示意图；图3为实施例8制得的电热膜对应于图2中A部分的放大示意图；图中，1为云母薄片基底，2为透明柔性发热层，3为柔性电极，31为汇流条，32为内电极，4为云母薄片保护层。具体实施方式下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，基于本公开中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。需要注意的是，本文所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。在本文的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“石墨烯”是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯可根据其尺寸大小分为石墨烯薄膜和石墨烯微片，石墨烯微片的长度和宽度为20nm～1μm，从宏观上看为粉末状态，可制成石墨烯分散液；而石墨烯薄膜尺寸较大，其长度或宽度为10mm～1m，长度甚至可以达到200m，从宏观上看是薄膜状态。术语“云母薄片”是指厚度在300μm以下柔软具有弹性的云母片。本公开的一些实施方式提供了一种耐高温透明柔性电热膜，包括云母薄片基底、透明柔性发热层、柔性电极和云母薄片保护层。透明柔性发热层位于云母薄片基底上，柔性电极位于透明柔性发热层的一侧表面，云母薄片保护层和云母薄片基底将发热层和电极夹在中间，共同保护发热层和电极。可选地，上述云母薄片基底和云母薄片保护层的厚度为0.1～200μm，例如4～50μm，或者这些数值之间的任意值。不同厚度的云母薄片具有不同的机械性能和透光率，本专利技术人测试发现200μm厚度的云母薄片具有约70％的透光性，云母薄片越薄，透光性越高，柔性也越高，但是云母薄片越薄，其宽度或长度越小。可选地，通过剥离云母片得到0.1至200微米厚度的云母薄片，该薄片可耐高温达到600℃，具有低的热膨胀系数、小的表明粗糙度和高的透光率(可实现大于80％)，且具有很好的机械柔性。云母片可选自天然云母片或氟晶云本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温透明柔性电热膜，其特征在于，包括云母薄片基底(1)、透明柔性发热层(2)、柔性电极(3)和云母薄片保护层(4)，所述柔性电极(3)位于所述透明柔性发热层(2)的表面，云母薄片基底(1)和云母薄片保护层(4)将柔性电极(3)和透明柔性发热层(2)夹在中间。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温透明柔性电热膜，其特征在于，包括云母薄片基底(1)、透明柔性发热层(2)、柔性电极(3)和云母薄片保护层(4)，所述柔性电极(3)位于所述透明柔性发热层(2)的表面，云母薄片基底(1)和云母薄片保护层(4)将柔性电极(3)和透明柔性发热层(2)夹在中间。


2.根据权利要求1所述的电热膜，其中，所述云母薄片基底(1)的厚度为0.1～200μm。


3.根据权利要求1所述的电热膜，其中，云母薄片保护层(4)的厚度为0.1～200μm。


4.根据权利要求1所述的电热膜，其中，所述透明柔性发热层(2)为1～10层单层碳原子石墨烯薄膜。


5.根据权利要求1所述的电热膜，其中，所述柔性电极(3)的厚度为0.01～200μm。

【专利技术属性】
技术研发人员：邓满姣，袁凯杰，张谦，
申请(专利权)人：烯旺新材料科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44