[发明专利]一种电致加热变色/变形薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电致加热变色/变形薄膜及其制备方法，该电致加热变色/变形薄膜包括自下而上依次设置的基底层、电致加热层、底色层和至少两层变色层，还包括覆盖包裹上述各层的封装层，封装层上表面设有能够实现表面图案变化的变形层；其中，变色层由可逆热致变色微胶囊构成，其变色温度为35～80℃；变形层由具有形状记忆特性的热固性环氧树脂经固化并赋予图案后形成，其变形温度为40～120℃。该电致加热变色/变形薄膜的制备方法为：通过抽滤法在基底层上自下而上分别组装电致加热层、底色层、变色层和封装材料的多层结构，并在封装材料表面构筑变形层。通过电路控制电致加热层的温度，可实现该薄膜发生多重可逆颜色变化以及变色与变形同步变化。

技术领域

本发明涉及一种薄膜材料，特别涉及一种电致加热变色/变形薄膜及其制备方法，属于智能薄膜材料领域。

背景技术

智能材料是一种能从自身的表层或内部获取关于环境条件及其变化的信息，并进行判断、处理和做出反应，以改变自身结构与功能，并使之很好地与外界相协调的具有自适应性的材料系统。就智能变色材料而言，它可以在外界热量、不同光波照射、电压等作用下发生可逆颜色变化，在防伪、装饰等领域拥有广阔前景。其中，热致变色微胶囊因其价格低廉、制备工艺简单，从而成为了广泛使用的变色原料。

公开号为CN109535691A的中国发明专利申请公开了一种热致变色薄膜及其制备方法，以聚乙烯醇作为基体材料，为提高其韧性，将其与水性聚氨酯共混，调节两者的比例，将温敏变色纳米胶囊作为功能添加剂加入成膜基质中，通过流延成膜法制备得到热致变色薄膜。公告号为CN207274013U的中国实用新型专利公开了一种保温型热致变色膜，包括：基材；硬质防刮层，设置于基材表面；热致变色粘合层，包含粘合性树脂、热致变色染料分散于该粘合性树脂中，设置于远离所述硬质防刮层的一面；保温层，设置于所述热致变色粘合层远离基材的一面。

目前公开的利用热致变色微胶囊构筑变色薄膜的方法存在以下缺点：同一区域颜色单一，无法实现同一区域发生三种及以上的颜色变化；未实现加热时颜色和表面图案的同时变化。

发明内容

发明目的：针对现有的变色薄膜无法实现同一区域多种颜色变化、无法实现颜色、图案同时变化的问题，本申请通过一种电致加热变色/变形薄膜，其在电控加热下能发生多重颜色变化和表面图案变化；另外，本发明还提供了一种该电致加热变色/变形薄膜的制备方法。

技术方案：本发明所述的电致加热变色/变形薄膜，该薄膜包括自下而上依次设置的基底层、电致加热层、底色层和至少两层变色层，还包括覆盖包裹上述各层的封装层，封装层上表面设有能够实现表面图案变化的变形层；其中，变色层由可逆热致变色微胶囊构成，其变色温度为35～80℃；变形层由具有形状记忆特性的热固性环氧树脂经固化并赋予图案后形成，其变形温度为40～120℃。

该电致加热变色/变形薄膜中，基底层材料可为滤纸、棉布、织物等，如化纤织物，基底层材料具有一定孔径，可便于后续通过抽滤法得到电致加热层、底色层、变色层等；电致加热层由导电材料构成，导电材料可选自碳纳米管、石墨烯、石墨、纳米金属粉等；底色层可由有机和/或无机颜填料构成；封装层可由热固性环氧树脂固化形成。

优选的，底色层和/或变色层上通过可逆热致变色微胶囊构筑有图案，从而可实现不同颜色图案的多次变化。

较优的，电致加热层、底色层、变色层的厚度为10～100μm。变形层的厚度优选为100～150μm。

本发明所述的电致加热变色/变形薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将电致加热材料、底色颜填料、热致变色微胶囊分别用水超声分散均匀；

(2)采用抽滤法，在基底材料上逐层抽滤电致加热材料分散液、底色颜填料分散液和热致变色微胶囊分散液，在基底层上依次得到电致加热层、底色层和变色层；