[发明专利]一种高温透明柔性的电加热膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温透明柔性的电加热膜及其制备方法，所述电加热膜包括自下而上依次设置的柔性透明基底层、底部介电层、金属层和顶部介电层，所述介电层为金属氧化物，所述金属层为SnO₂掺杂的Ag层。本发明通过在柔性衬底上依次沉积介电层、金属层、介电层，降低了结构及工艺复杂度，同时减少了材料用量及种类。当接入一定的电压或电流时，本发明的电加热膜能产生高于400℃的加热温度，其还兼具有柔性和透明的特点，大大拓宽了电加热膜的应用领域。

技术领域

本发明属于柔性光电薄膜领域，具体涉及一种高温透明柔性的电加热膜及其制备方法。

背景技术

电加热膜是一种利用电流通过导体时产生的焦耳热来对物体进行加热的薄膜，已经广泛应用于各类取暖设备、热疗设备、热致变色的智能玻璃以及对显示屏、交通工具、航空电子设备等的玻璃进行除雾、除霜等。

目前市面上有多种电加热膜，这些电加热膜可分别提供较高的加热温度、柔性或透明的特性，但是几乎没有同时满足这三点的电加热膜。如公开号为CN 106117589 A的专利申请公开了一种用于隐身飞机的电加热防冰防雾透明加热膜及其制备方法。所述电加热膜系包括玻璃基底、电加热附着层、电加热功能层和电加热保护层。其中，电加热附着层由两个连续膜层组成，包括氮化硅层或氮氧化硅层、氧化锌铝层；电加热功能层由四个连续膜层组成，包括金属钛层或金属银层、氧化钛层、氧化铌层、氧化铟锡层；电加热保护层为氧化钛层或氮化钛层。其中的结构层由多个连续膜层组成，且该电加热膜仅限于玻璃基底上的应用。

公开号为CN107979882 A的专利申请中公开一种主要由热喷涂方式制备的高温加热膜，其自下而上包括由电绝缘材料形成的或起电绝缘作用的绝缘层、加热层、由电绝缘材料形成的或起电绝缘作用的绝缘层。其中，第一层和第三层为纯氧化铝或纯氧化钛，第二层为铁铬铝合金或镍铬合金，该高温加热膜可提供的最高加热温度为300℃。由于该高温加热膜是通过热喷涂方式制得，因此具有较高的厚度而不具备柔性和透光性，另外，其加热温度也还有待提高。

综上所述，针对现有技术中的诸多实际需求，亟待开发出一种兼具柔性、透明、加热温度高的电加热膜。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种具有四层结构的柔性透明高温电加热膜及其制备方法，使电加热膜同时兼具高温加热、柔性和透光性，其加热温度高达400℃以上，大大拓宽了电加热膜的应用领域。

本发明采用的技术方案如下：

一种高温透明柔性的电加热膜，包括自下而上依次设置的柔性衬底、底部介电层、金属层和顶部介电层，所述的底部介电层和顶部介电层为金属氧化物；所述的金属层为SnO₂掺杂的Ag层。

本发明先在透明基底上沉积特定的介电层作为缓冲层以提高金属层的生长质量，然后直接沉积特定掺杂的金属层，最后在金属层上再沉积一层介电层以同时作为保护层和减反增透层。

优选地，所述金属层中Sn原子占金属原子的百分比为1％～10％，进一步优选为2％～4％，更进一步优选为3％。

这是由于在本发明的电加热膜中，Sn的原子百分比决定了整个薄膜的薄层方阻，进而极大的影响电加热膜的响应速度和峰值温度，而优选的Sn原子百分含量不仅能保证光学透射率，还能使得电加热膜具有最好的加热性能。

优选地，所述的底部介电层和顶部介电层为AZO(Al:ZnO、铝掺杂的氧化锌)、ATO(SnO₂:Sb、锑掺杂的氧化锡)、ZTO(Zn-Sn-O、氧化铝锌)或SnO_x(氧化锡)中的一种或多种。本发明优选的介电层单层拥有较为优异的高温稳定性和湿热稳定性。