[发明专利]一种透明加热膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种透明加热膜及其制备方法，其包括两透明基底，两透明基底之间通过粘合用粘结剂粘合；两透明基底相粘合的表面皆通过涂布加热膜浆料并烘干而形成有加热膜层；其中加热膜浆料是由银纳米线、石墨烯、浆料用粘结剂、增稠剂、小分子分散剂、流平剂及水混合而成。本发明方法制备的透明加热膜的可见光透过率可以达到80％左右，耐弯折、表面耐擦洗、升温速度快，可以广泛应用于安全帽罩除雾、户外监视器加热除雾、户外携带式仪器、驾驶舱显示器等领域。

技术领域

本发明涉及电加热元件，特别是涉及一种透明加热膜及其制备方法。

背景技术

目前，加热膜的类型一般分为转印油墨型、碳纤维型、金属丝片型、高分子导电材料型。其中转印油墨型电热膜的发热材料一般为石墨、金属粉末、金属氧化物，其缺点是导热效率一般。碳纤维型电热膜的发热材料一般为碳纤维，其在350℃空气中开始氧化失重，导致电阻率变化，电热性能不稳定，甚至带来危险。金属基电热膜的发热材料为纯金属或金属合金材料，主要采用铜、镍、铜镍、铁铬铝，其容易产生高电磁辐射，且易老化、使用能耗高、发热面积小。高分子导电材料型电热膜的发热材料主要为导电高分子，其导热效率低。以上传统材料在制备高导热效率与高透明度的加热膜时综合性能不佳。

传统加热膜的制备工艺一般为：在绝缘材料表面经过一定的工艺加工后形成一层导电薄膜，其中导电粒子在绝缘层的表面形成网状晶格结构，同时薄膜中加入各种助剂达到可以调节电热膜功率的目的。目前，加热膜材料的性能要求越来越高，兼具光学和热学的透明和半透明加热膜已经被广泛应用于汽车、飞机、冰箱等设备的玻璃除霜，其一般采用磁控溅射及喷涂热分解的方式制备。但是由于家用电器的形状都极为复杂，采用磁控溅射及喷涂热分解的方式难以将半导体导电膜复合到电加热器具上，存在加工困难的问题。

关于透明加热膜的新材料的相关研究较少。银纳米线不仅具有高度透明的独特光学特性，而且具有高电导率和热导率；石墨烯同样是一种优良的热导体，在未掺杂石墨中载流子密度较低，因此石墨烯的传热主要是靠声子的传递，而电子运动对石墨烯的导热可以忽略不计，其导热系数高达5000W/(m·K)，优于碳纳米管，更是比一些常见金属，如金、银、铜等高10倍以上。因此，银纳米线和石墨烯有望应用于在透明加热膜。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种透明加热膜及其制备方法，以期可以通过新材料的利用提高加热膜的性能。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的透明加热膜，其特点在于：包括两透明基底，两透明基底之间通过粘合用粘结剂粘合；两透明基底相粘合的表面皆通过涂布加热膜浆料并烘干而形成有加热膜层；

所述加热膜浆料的各原料按质量分数的构成为：

其中：

所述浆料用粘结剂为水性丙烯酸树脂或水性聚氨酯树脂；所述水性丙烯酸树脂为牌号S-20、S-70、S-90、S-120、S-160、S-812、S-820中的至少一种；所述水性聚氨酯树脂为拜耳水性聚氨酯树酯Bayhydrol B130、Bayhydrol F245中的至少一种。

所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠中的至少一种；所述小分子分散剂为十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠、乙醇、异丙醇、丙三醇中的至少一种；所述流平剂为Zonyl FSO、Zonyl FSJ、Zonyl FSA、Zonyl FS-520中的至少一种。

所述透明基底为聚酰亚胺薄膜、PET薄膜、PC薄膜、PP薄膜、PMMA薄膜、PVC薄膜或无机玻璃。

所述银纳米线的直径为10～200nm、长度为10-200μm。

所述粘合用粘结剂为导电铜胶。