[发明专利]一种可变色柔性加热复合薄膜

说明书

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。

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。