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1、(10)申请公布号 CN 103974471 A (43)申请公布日 2014.08.06 C N 1 0 3 9 7 4 4 7 1 A (21)申请号 201310039901.7 (22)申请日 2013.02.01 H05B 3/34(2006.01) (71)申请人 KMT纳米科技（香港）有限公司 地址中国香港中环夏悫道12号美国银行中 心1301室 (72)发明人赵东林 (74)专利代理机构广东国晖律师事务所 44266 代理人李琪 (54) 发明名称 纳米复合导流电热膜及其制备方法 (57) 摘要 本发明涉及一种纳米复合导流电热膜及其制 备方法，属于材料技术领域。所述纳米复合导流。
2、 电热膜包括一基材层，所述基材层上设置有一导 流层，且所述导流层上面设置有一导电发热层，而 所述导电发热层的上面两端分别设有一电极。本 发明通过引入纳米导流层和导电发热层进行复合 得到复合纳米导电发热体，解决了整个面作为一 个导电发热体，电流在整个面上的均匀流动以及 避免印刷工艺和油墨本身的问题造成的产品均匀 差；以达到在面上的任意一个地方进行打洞、裁 切而不影响导电发热的效果。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103974471 A CN 。
3、103974471 A 1/2页 2 1.一种纳米复合导流电热膜，其特征在于，所述纳米复合导流电热膜包括一基材层，所 述基材层上设置有一导流层，且所述导流层上面设置有一导电发热层，而所述导电发热层 的上面两端分别设有一电极。 2.如权利要求1所述的纳米复合导流电热膜，其特征在于，所述导电发热层和电极的 上面设置有一绝缘保护膜层。 3.一种纳米复合导流电热膜，其特征在于，所述纳米复合导流电热膜包括一基材层，所 述基材层上设置有一导电发热层，且所述导电发热层上面设置有一导流层，而所述导流层 的上面两端分别设有一电极。 4.如权利要求3所述的纳米复合导流电热膜，其特征在于，所述导流层和电极的上面 设。
4、置有一绝缘保护膜层。 5.如权利要求1-4任一项所述的纳米复合导流电热膜，其特征在于，所述纳米复合导 流电热膜还设有圆形、方形或椭圆形的镂空孔。 6.如权利要求5所述的纳米复合导流电热膜，所述基材层为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜 层、聚酰亚胺薄膜层、聚丙烯薄膜层、聚乙烯薄膜层或聚氯乙烯薄膜层。 7.如权利要求5所述的纳米复合导流电热膜，其特征在于，所述导流层为氧化锌透明 导电膜、氧化铟透明导电膜、二氧化锡透明导电膜、碳系列导电油墨层、银系列导电油墨层 或铜系列导电油墨层。 8.如权利要求5所述的纳米复合导流电热膜，其特征在于，所述导电发热层为碳晶系 列导电发热油墨层、银系列导电发热油墨层或铜系列导电。
5、发热油墨层。 9.一种权利要求1所述的纳米复合导流电热膜的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤： 1)在基材层的表面上以蒸镀法或印刷法设置一厚度均匀，电阻均匀的导流层； 2)在所述导流层的上面以印刷法或者喷涂法设置一导电发热层； 3)在所述导电发热层上面两端制作电极。 10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，还包括在所述导电发热层和装好电极 的上面设置绝缘保护膜层的步骤。 11.一种权利要求3所述的纳米复合导流电热膜的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤： 1)在基材层的表面上以印刷法或者喷涂法设置一导电发热层； 2)在所述导电发热层的上面以蒸镀法或印刷法设置一厚度均匀，电阻均匀的导流层。
6、； 3)在所述导流层上面两端制作电极。 12.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，还包括在所述导流层和装好电极的 上面设置绝缘保护膜层的步骤。 13.如权利要求9-12任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括在所述纳米复合导 流电热膜上设置圆形、方形或椭圆形的镂空孔的步骤。 14.如权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述导流层的电阻率为110 6 110 1 cm。 15.如权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述导电发热层的电阻大于等于导 流层的电阻。 权 利 要 求 书CN 103974471 A 2/2页 3 16.如权利要求13所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所述印。
7、刷法为丝网印刷法或 凹版印刷法。 17.如权利要求13所述的制备方法，其特征在于，步骤3)所述电极通过银浆、铜浆印刷 的方法制得。 18.如权利要求13所述的制备方法，其特征在于，步骤3)所述电极为通过先印刷一层 导电浆，然后在该导电浆上复合一层薄铜带而制得，其中所述导电浆为银浆或铜浆。 权 利 要 求 书CN 103974471 A 1/6页 4 纳米复合导流电热膜及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及对一种纳米复合导流电热膜及其制备方法，属于材料技术领域。 背景技术 0002 电热膜是一种通电后能够发热的薄膜的简称，核心元件是一层导电发热的材料层 两端装有电极，通过加入电压后，电流通。
8、过导电发热层，形成电能热能转换，现在的低温辐 射电热膜是指导通电后能进行红外线辐射并能实现低温加热的材料， 一般采用碳晶油墨 印刷在基材上而得，碳晶油墨又称为远红外电热油墨，是碳元素的一种晶体结构， 以短碳 纤维改性后进行球磨处理，制成微晶颗粒后，再加入远红外发射剂和其他助剂，以特殊工艺 合成制作成加热元件。其工作原理是在电的引发激励下，通过碳分子团产生“布朗运动”，由 碳分子间的互相撞击和摩擦从而产生热能，生成大量的红外线辐射，其电能与热能转换率 达98%以上。 0003 目前低温辐射电热膜，基本上都是采用在基材如PET、PI等耐高温的塑料基材上 进行导电发热油墨的印刷而成， 印刷方法有丝网。
9、印刷和凹版印刷方法等，导电油墨的印刷 面的形状有条形和网状结构等。 0004 中国专利ZL02210425.9(CN2534761Y) 公开了一种自限性低温辐射电热膜，发热 源为印刷在基材上的条状的油墨带，油墨带具有一致的宽度，带与带之间具有均匀的间隔， 因为油墨的导电发热具有一致的物理化学特性，所以其每条带的电阻基本上是一致的，通 过两端的导电带作为电极，每个带就像并联的若干个电阻(目前大部分低温电热膜的结构 与其相同)；该专利采用具有正温度系数的导电条作为电极，在高于一定的温度时导流条 的电阻会自动增加，阻止更多的电流通过发热带，从而实现温度过高的有效保护。 0005 中国专利CN2015。
10、85154U公开了一种特殊形状的低温辐射电热膜，其导电发热体 不是传统的条状带，而是网状结构，大大提高了电热膜的发热面积和发热效率，并且不会因 为某点的破坏而导致电热膜的失效，使用寿命长。 0006 然而，上述低温辐射电热膜的导电发热体都具有一定形状如条状、网状，不是整个 面进行发热，其电能-热能转化率低，实用面积小，如果能把导电发热体制作在一个整面 上，就会增加电热辐射效率；再者，导电发热体需要有一定的厚度才能达到一定的功率和电 阻值，而油墨本身和印刷工艺条件的限制使导电发热体的不能达到均匀一致，尤其是整个 面积印刷的时候。 0007 如果将导电发热体印刷成一个整面，电流的流动就会和上述提到。
11、的导电发热体中 的电流的流动产生本质的区别，一个是局限在带中的电流的流动，不发生带之间的电流流 动，而整个面成为导电发热体后，电流的流动就会成为一个整面的流动，在整个面上的无规 流动。 发明内容 0008 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纳米复合导流电热膜及其制备方法。本发 说 明 书CN 103974471 A 2/6页 5 明通过引入纳米导流层和导电发热层进行复合得到复合纳米导电发热体，解决了整个面作 为一个导电发热体，电流在整个面上的均匀流动以及避免印刷工艺和油墨本身的问题造成 的产品均匀差；以达到在面上的任意一个地方进行打洞、裁切而不影响导电发热的效果。 0009 本发明是通过以下技。
12、术方案实施的： 本发明提供一种纳米复合导流电热膜，所述纳米复合导流电热膜包括一基材层，所述 基材层上设置有一导流层，且所述导流层上面设置有一导电发热层，而所述导电发热层的 上面两端分别设有一电极。 0010 作为上述一种纳米复合导流电热膜的优选方案，其中所述导电发热层和电极的上 面设置有一绝缘保护膜层。 0011 本发明提供另一种纳米复合导流电热膜，所述纳米复合导流电热膜包括一基材 层，所述基材层上设置有一导电发热层，且所述导电发热层上面设置有一导流层，而所述导 流层的上面两端分别设有一电极。 0012 作为上述另一种纳米复合导流电热膜的优选方案，其中所述导流层和电极的上面 设置有一绝缘保护膜。
13、层。 0013 作为上述两种纳米复合导流电热膜的优选方案，其中所述导电发热层和电极的上 面设置有一绝缘保护膜层。 0014 作为上述两种纳米复合导流电热膜的优选方案，其中所述纳米复合导流电热膜还 设有圆形、方形或椭圆形的镂空孔。 0015 作为上述两种纳米复合导流电热膜的优选方案，其中所述基材层为聚对苯二甲酸 乙二酯薄膜层、聚酰亚胺薄膜层、聚丙烯薄膜层、聚乙烯薄膜层或聚氯乙烯薄膜层。 0016 作为上述两种纳米复合导流电热膜的优选方案，其中所述导流层为氧化锌透明导 电膜、氧化铟锡透明导电膜、二氧化锡透明导电膜、碳系列导电油墨层、银系列导电油墨层 或铜系列导电油墨层。 0017 作为上述两种纳米。
14、复合导流电热膜的优选方案，其中所述导电发热层为碳晶系列 油墨层、银系列油墨层或铜系列油墨层。 0018 上述一种纳米复合导流电热膜的制备方法，包括以下步骤： 1)在基材层的表面上以蒸镀法或印刷法设置一厚度均匀，电阻均匀的导流层； 2)在所述导流层的上面以印刷法或者喷涂法设置一导电发热层； 3)在所述导电发热层上面两端制作电极。 0019 作为上述一种纳米复合导流电热膜的制备方法的优选方案，其中还包括在所述导 电发热层和装好电极的上面设置绝缘保护膜层的步骤。 0020 上述另一种纳米复合导流电热膜的制备方法，包括以下步骤： 1)在基材层的表面上以印刷法或者喷涂法设置一导电发热层； 2)在所述导电。
15、发热层的上面以蒸镀法或印刷法设置一厚度均匀，电阻均匀的导流层； 3)在所述导电发热层上面两端制作电极。 0021 作为上述另一种纳米复合导流电热膜的制备方法的优选方案，其中还包括在所述 导流层和装好电极的上面设置绝缘保护膜层的步骤。 0022 作为上述两种纳米复合导流电热膜的制备方法的优选方案，其中还包括在所述纳 米复合导流电热膜上设置圆形、方形或椭圆形的镂空孔的步骤。 说 明 书CN 103974471 A 3/6页 6 0023 作为上述两种纳米复合导流电热膜的制备方法的优选方案，其中所述导流层的电 阻率为410 5 410 1 cm。 0024 作为上述两种纳米复合导流电热膜的制备方法的。
16、优选方案，其中所述导电发热层 的电阻大于等于导流层的电阻 。 0025 作为上述两种纳米复合导流电热膜的制备方法的优选方案，其中步骤2)所述印 刷法为丝网印刷法或凹版印刷法。 0026 作为上述两种纳米复合导流电热膜的制备方法的优选方案，其中步骤3)所述电 极通过银浆、铜浆印刷的方法制得。 0027 作为上述两种纳米复合导流电热膜的制备方法的优选方案，其中步骤3)所述电 极为通过先印刷一层导电浆(如银浆)，然后复合一层薄铜带而制得，其中所述导电浆为银 浆或铜浆。 0028 本发明所提供的纳米复合导流电热膜具有如下优点： 1、本发明所提供的纳米复合导流电热膜，其导电发热层为整个面，提高了单位面积。
17、上 的发热效率，同时，整个面发热膜与现有技术中的导电发热带相比，电热转化率高，节能率 高； 2、本发明所提供的纳米复合导流电热膜，其导流层具有一定的电阻，一般与导电发热 层的电阻相同，这样其两端加上电极后，从侧面看，电流既可以在导流层流动，也可以在导 电发热层流动，也可以层与层之间流动，从正面看是一个立体流动的整体，这样就产生了一 个良好的效果，如果电流在导电发热层遇到因为厚度不均匀造成的阻碍和集聚，会自动分 流到导流层，从而避免了在单一导电发热层时造成的局部低温和高温，大大提高了产品的 寿命； 3、本发明所提供的纳米复合导流电热膜，其导流层为很薄的一层具有一定电阻的半导 体膜或者油墨层，相当。
18、于导电发热层多印刷了一层，成本很低，不会因为增加一层而增加成 本，同时电极间的电阻是一致的，功率是固定的，消耗的电能一样，但因为是面发热产生的 热量高，电热转化率高； 4、本发明所提供的纳米复合导流电热膜，因为其导流层是具有一定电阻而不发热的薄 层，其选择范围大和制作工艺就比既要导电又要发热的电热膜的制备工艺简单，而且选材 范围广，成本低； 5、本发明所提供的纳米复合导流电热膜，因为其有导流层的存在，可以进行任意打孔、 裁切，不会产生局部高温和低温；而传统的电热膜，带状如果有一个孔打穿，整个一条带就 会废掉，或者一个局部就会不再发热； 6、本发明所提供的纳米复合导流电热膜，其在制作工艺中，因为。
19、事先制作了导流层，导 电发热层的制作精度要求就会降低，导电发热层在印刷时如果局部的气孔、沙点、厚薄不均 匀，都不会影响其实用效果，增加了成品率； 7、本发明所提供的纳米复合导流电热膜，其在打孔后可以在后续产品实用时带来巨大 的应用前景，比如木地板、瓷砖、地板革、墙纸、路面融雪融冰体系等，均可以通过孔与本体 结合，如层与层之间可以在打孔的地方放置本体材料实现与本体的结合，保证了材料的力 学性能且不会受到损伤。 说 明 书CN 103974471 A 4/6页 7 附图说明 0029 图1为本发明的电热膜结构图之一(导流层在基材层上)； 图2为本发明的电热膜结构图之二(导流层在导电发热层上)； 图。
20、3为本发明的电热膜正面示意图； 图4为本发明的电热膜整体打圆形孔的结构图； 图5为本发明的电热膜整体打椭圆形孔的结构图； 图6为本发明的电热膜整体打方形孔的结构图； 图7本发明纳米复合电热膜的电流示意图； 其中：1-基材层，2-导流层，3-导电发热层，4-电极，5-绝缘保护层。 具体实施方式 0030 应该指出，以下具体说明都是事例性的，旨在对本发明提供进一步说明，除非另有 说明，本文中使用的所有科学和技术术语具有与本发明所属技术领域人员通常理解的相同 含义。 0031 如图1、图3所示，本发明提供一种纳米复合导流电热膜，所述纳米复合导流电热 膜包括一基材层1，所述基材层1上设置有一导流层2，。
21、且所述导流层2上面设置有一导电 发热层3，而所述导电发热层3的上面两端分别设有一电极4，所述导电发热层3和电极4 的上面设置有一绝缘保护膜层5，其中导流层2和导电发热层3均是一个整面，没有空隙和 间断，其电流流动如图7所示。 0032 如图2、图3所示，本发明还提供一种纳米复合导流电热膜，所述纳米复合导流电 热膜包括一基材层1，所述基材层1上设置有一导电发热层3，且所述导电发热层3上面设 置有一导流层2，而所述导流层2的上面两端分别设有一电极4，所述导流层2和电极4的 上面设置有一绝缘保护膜层5，其中导流层2和导电发热层3均是一个整面，没有空隙和间 断。 0033 下面结合附图和实施例对本发明。
22、做进一步说明。 0034 实施例1 一种不具有绝缘层的纳米复合导流电热膜的制备方法，包括以下步骤： 1)选用PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜为基材层1； 2)导流层2的设置：在该基材层1上真空蒸镀一导流层(ITO(氧化铟)透明导电膜)， 其厚度为100nm，方块电阻(膜电阻)为15欧姆/口，且该导流层2是整个覆盖在基材层 上； 3)导电发热层3的设置：通过丝网印刷的方法，在该导流层2上整体完全覆盖印刷一 导电发热油墨层3(成分为碳浆油墨，购自深圳市宝加益科技有限公司)，印刷厚度控制在 0.05mm，方块电阻为100欧姆/口； 4)电极的设置：在该导电发热层3的上面两端采用丝网印刷的方式制作银浆。
23、电极(成 分为银浆油墨，购自深圳市宝加益科技有限公司)，以得到不具有绝缘层的纳米复合导流电 热膜。 0035 实施列2 一种具有绝缘层的纳米复合导流电热膜的制备方法，包括以下步骤： 说 明 书CN 103974471 A 5/6页 8 步骤1)，步骤2)，步骤3)，步骤4)与实施例1相同。 0036 5)绝缘保护膜层5的设置：将绝缘保护膜层5(一面带有高温热熔胶（深圳市恒升 龙胶制品有限公司生产）的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜)，复合在上述的导电发热层 和电极上，起到绝缘保护作用，以得到具有绝缘保护层5的纳米复合导电发热膜。 0037 实施例3 一种具有绝缘层的纳米复合导流电热膜的制备方法。
24、，包括以下步骤： 1)选用PI(聚酰亚胺)薄膜作为基材层1； 2)导流层2的设置：在该基材层上采用凹版印刷的方法印刷一导流层(碳系列导电油 墨层(成分为碳浆油墨，深圳市宝加益科技有限公司)，其通过将碳纳米管填充的油墨制作 成为凹版印刷油墨而得)，该导流层2只起到导电作用，并不发热，或者发热的效率低，方块 电阻为20欧姆/口，且整体覆盖在该PI薄膜整个面上； 3)导电发热层3的设置：在该导流层上面制作导电发热层3，与实施例1的步骤3)相 同； 4)电极4的设置：在该导电发热层的两端先制作导电银浆，然后在导电银浆上压上厚 度为0.1mm的铜带电极4，形成对称的两个电极； 5) 绝缘保护膜层5的设置。
25、：采用干式复合机，将绝缘保护膜层(通过复合胶(购自深 圳市恒升龙胶制品有限公司)刷涂在PET薄膜上制得)热复合在导电发热层和电极上，以 得到具有绝缘层的纳米复合导流电热膜。 0038 实施例4 一种具有均匀透孔的纳米复合导流电热膜的制备方法，包括以下步骤： 步骤1)，步骤2)，步骤3)，步骤4)，步骤5)与实施例3相同； 6)将上述具有绝缘层的纳米复合电热膜进行冲孔，如图4、图5或图6所示，上述几层 全部打穿，孔的形状为圆形、椭圆形或方形，成为透孔，以得到具有均匀透孔的纳米复合导 流电热膜，其可应用于木板、塑胶、瓷砖、路面材料的夹层中，因为透孔的存在，可以得到很 好的应力贯通。 0039 实施。
26、例5 一种具有均匀透孔的纳米复合导流电热膜的制备方法，包括以下步骤： 1)选用PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜为基材层； 2)导流层的设置与实施例1相同； 3)导电发热层2的设置：首先进行印刷版的制作，采用凹版印刷的方法，直接印刷出如 图4、图5或图6所示的图文(导电发热层)，印刷厚度为0.02MM,开孔的地方不印刷导电 发热层； 步骤4)、步骤5)和实施例3相同； 6)打孔时，首先制作好和图3一样的打孔板，然后按照没有印刷导电发热层的地方进 行打孔，以得到具有均匀圆孔的纳米复合导流电热膜。 0040 实施例6 一种具有均匀透孔的纳米复合导流电热膜的制备方法，包括以下步骤： 1)选用PET(聚。
27、对苯二甲酸乙二酯)薄膜为基材层1； 2)导流层2的设置：在该PET薄膜上采用凹版印刷的方法印刷一导流层2(碳系列导 说 明 书CN 103974471 A 6/6页 9 电油墨层(成分为碳浆油墨，深圳市宝加益科技有限公司)，采用该碳系列导电油墨层时， 也可以进行先进行印刷网纹棍制作，对将要打掉的孔的位置采取不印刷的方式)； 其他步骤与实施例5相同。 0041 实施列7 一种具有绝缘层的纳米复合导流电热膜的制备方法，包括以下步骤： 1) 选用PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜为基材层1； 2) 导电发热层3的设置：采用丝网印刷的方法在该基材层上印刷一导电发热层(碳晶 系列油墨层(成分为碳浆油墨，购。
28、自深圳市宝加益科技有限公司)； 3)在该导电发热层上印刷一导流层2(成分为碳浆油墨，深圳市宝加益科技有限公 司)。 0042 4)电极4的设置：在该导流层2的两端先制作导电银浆(成分为银浆油墨，购自 深圳市宝加益科技有限公司)，然后在导电银浆上压上厚度为0.1mm的铜带电极4，形成对 称的两个电极； 5)绝缘保护膜层5的设置：将绝缘保护膜层5(一面带有高温热熔胶（深圳市恒升龙胶 制品有限公司生产）的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜)，复合在上述的导流层和电极上， 起到绝缘保护作用，以得到具有绝缘保护层5的纳米复合导电发热膜。 0043 本发明所提供的纳米复合导流电热膜中的电流流动如图7所示。 0044 以上实施例，仅为本发明的优选实施列，对于本发明中的技术来说，在不脱离本发 明的核心技术特征的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些润饰和改进也应属于本发 明的专利保护范围，即，凡是采用导流层和导电发热层复合在一起的复合电热膜的技术方 案，均落入本发明专利的保护范围内。 说 明 书CN 103974471 A 1/3页 10 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 103974471 A 10 2/3页 11 图4 图5 说 明 书 附 图CN 103974471 A 11 3/3页 12 图6 图7 说 明 书 附 图CN 103974471 A 12 。