一种自限温电热薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自限温电热薄膜及其制备方法，其中自限温电热薄膜包括基底、设置于基底上的电热层和设置于电热层上的两个电极；电热层包括发热块和与发热块连接的限温块；限温块的组分包括钛酸盐和含有第一掺杂元素的物质，限温块用于限制电热薄膜的温度；第一掺杂元素为稀土元素；含有第一掺杂元素的物质为第一掺杂元素单质或者含有第一掺杂元素的化合物。本发明专利技术制备得到的限温块，与高分子限温材料相比制备方法简单，价格便宜，室温阻值稳定，不会随电流冲击数增加而增加，能有效延长自限温电热薄膜的使用寿命，可减少特定应用场景的不必要取暖，降低能源消耗，同时具有结构简单、占用空间小、安全性高等优点。安全性高等优点。安全性高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种自限温电热薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术公开了一种自限温电热薄膜及其制备方法，属于电热薄膜


技术介绍

[0002]电热薄膜由于其具有占用空间小、电热效率高和绿色环保等优点，在电热和采暖领域得到了大范围的应用。
[0003]现有技术中，为了使电热薄膜节能且保证其安全性，会在电热薄膜的材料中添加高分子聚合物，从而达到限温的目的。具体为将高分子聚合物掺入碳粉经挤压成形，得到电热薄膜。该电热薄膜中的碳粉形成碳链导电并产生热量，而高分子聚合物受热时会膨胀，使碳链断裂形成高阻，即通过调节阻值来达到限温目的。
[0004]而高分子材料作为限温材料，因有机聚合物材质及构造机理，随使用时间的延长，电流冲击的次数增多，材料室温阻值会不可逆的变大，这将影响限温材料的使用寿命，进而降低电热薄膜的安全性、难以实现节能，致使加热采暖成本升高。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于，提供一种自限温电热薄膜及其制备方法，以解决现有技术中由于限温材料寿命短导致的电热薄膜安全性低以及能耗高的技术问题。
[0006]本专利技术的第一方面提供了一种自限温电热薄膜，包括基底、设置于所述基底上的电热层和设置于所述电热层上的两个电极；所述电热层包括发热块和与所述发热块连接的限温块；所述限温块的组分包括钛酸盐和含有第一掺杂元素的物质，所述限温块用于限制所述电热薄膜的温度；所述第一掺杂元素为稀土元素；所述含有第一掺杂元素的物质为第一掺杂元素单质或者含有第一掺杂元素的化合物。
[0007]优选地，所述限温块设置于所述基底上；所述发热块设置于所述限温块上；两个所述电极设置于所述发热块上。
[0008]优选地，所述电热层包括一个发热块和两个限温块；所述发热块和所述限温块均设置于所述基底上，且所述发热块设置于两个所述限温块之间；两个所述电极分别设置于两个所述限温块上。
[0009]优选地，所述电热层包括一个限温块和两个发热块；所述限温块和所述发热块均设置于所述基底上，且所述限温块设置于两个所述发热块之间；两个所述电极分别设置于两个所述发热块上。
[0010]优选地，所述含有第一掺杂元素的物质与所述钛酸盐的质量比为0.0015
‑
0.003:1。
[0011]优选地，所述限温块的组分还包括含有第二掺杂元素的物质，所述第二掺杂元素包括稀土元素、锰、钙和铝中的至少一种；所述含有第二掺杂元素的物质与所述钛酸盐的质量比为0
‑
0.3:1；所述含有第二掺杂元素的物质为第二掺杂元素单质或者含有第二掺杂元素的化合物。
[0012]优选地，所述钛酸盐为钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡或钛酸锶铅；所述稀土元素为镧、铈、钕、钇、镨和钐中的至少一种；所述基底的材质为玻璃、陶瓷或者塑料。
[0013]本专利技术的第二方面提供了一种自限温电热薄膜的制备方法，包括：将含有第一掺杂元素的物质和钛酸盐沉积于基底上制备限温块；在限温块表面或者限温块的侧边镀设发热块；在所述限温块上或者所述发热块上设置电极，得到自限温电热薄膜；所述含有第一掺杂元素的物质与所述钛酸盐的质量比为0.0015
‑
0.003:1。
[0014]优选地，所述限温块的组分还包括含有第二掺杂元素的物质；相应的，将含有第一掺杂元素的物质和钛酸盐沉积于基底上制备限温块，具体包括：将含有第一掺杂元素的物质、含有第二掺杂元素的物质和钛酸盐沉积于基底上制备限温块；所述含有第二掺杂元素的物质与所述钛酸盐的质量比为0
‑
0.3:1。
[0015]优选地，将含有第一掺杂元素的物质和钛酸盐沉积于基底上制备限温块，具体包括：利用射频磁控溅射、脉冲激光沉积法、真空蒸镀法、分子束外延溶胶凝胶法、化学气相沉积法和水热法中的一种方法将含有第一掺杂元素的物质和钛酸盐沉积于基底上制备限温块。
[0016]本专利技术的一种自限温电热薄膜及其制备方法，相较于现有技术，具有如下有益效果：本专利技术制备得到的限温块，与高分子限温材料相比制作方法简单，价格便宜，室温阻值稳定不会随电流冲击数增加而增加，能有效延长自限温电热薄膜的使用寿命，可减少特定应用场景的不必要取暖，降低能源消耗，同时具有结构简单、占用空间小、安全性高等优点。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例中自限温电热薄膜的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例中自限温电热薄膜的第一种结构示意图；图3为本专利技术实施例中自限温电热薄膜的第二种结构示意图；图4为本专利技术实施例中自限温电热薄膜的第三种结构示意图；图5为本专利技术实施例中自限温电热薄膜的制备方法的整体流程图；
图6为本专利技术实施例1制备得到的自限温电热薄膜通电老化的结果示意图；图7为本专利技术实施例2中制备得到的自限温电热薄膜通电老化的结果示意图；图8为本专利技术实施例3中制备得到的自限温电热薄膜通电老化的结果示意图；图9为本专利技术实施例4中制备得到的自限温电热薄膜通电老化的结果示意图；图10为本专利技术实施例5中制备得到的自限温电热薄膜通电老化的结果示意图；图11为本专利技术实施例6中制备得到的自限温电热薄膜通电老化的结果示意图。
[0018]图中1为基底；2为电热层；21为限温块；22为发热块；3为电极。
具体实施方式
[0019]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0020]本专利技术实施例的自限温电热薄膜，其结构如图1至图4所示，包括基底1、设置于基底1上的电热层2和设置于电热层2上的两个电极3；其中基底1的材质为玻璃、陶瓷或者塑料，塑料具体可为PET或者PI等。
[0021]本专利技术实施例中的电热层2包括限温块21和与限温块21连接的发热块22，限温块21的作用为将电热薄膜的温度限制在其居里温度处。
[0022]其中限温块21的组分包括钛酸盐和含有第一掺杂元素的物质，具体地，钛酸盐为钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡或钛酸锶铅，第一掺杂元素为稀土元素，具体为镧、铈、钕、钇、镨和钐中的至少一种，含有第一掺杂元素的物质具体为第一掺杂元素单质或含有第一掺杂元素的化合物。
[0023]本专利技术实施例中发热块22的材质为半导体制热材料，例如可为金属氧化物半导体制热材料（Metal
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Oxide
‑
Semiconductor
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Heating，简称MOSH），更为具体的可为氧化锡锑、氧化铟锡、氧化锌铝、氧化锌镓和氧化锌铟中的一种或多种。MOSH化学性质稳定，长期受热结构不会改变，具有高均匀性，使得利用其制备的半导体发热薄膜发热均匀，低温辐射偏差为
±
1℃。另外，金属氧化物半导体制热材料（MOSH）还具有电阻低、透过率高的优点，因此利用其制备的发热块具有高效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自限温电热薄膜，其特征在于，包括基底、设置于所述基底上的电热层和设置于所述电热层上的两个电极；所述电热层包括发热块和与所述发热块连接的限温块；所述限温块的组分包括钛酸盐和含有第一掺杂元素的物质，所述限温块用于限制所述电热薄膜的温度；所述第一掺杂元素为稀土元素；所述含有第一掺杂元素的物质为第一掺杂元素单质或者含有第一掺杂元素的化合物。2.根据权利要求1所述的自限温电热薄膜，其特征在于，所述限温块设置于所述基底上；所述发热块设置于所述限温块上；两个所述电极设置于所述发热块上。3.根据权利要求1所述的自限温电热薄膜，其特征在于，所述电热层包括一个发热块和两个限温块；所述发热块和所述限温块均设置于所述基底上，且所述发热块设置于两个所述限温块之间；两个所述电极分别设置于两个所述限温块上。4.根据权利要求1所述的自限温电热薄膜，其特征在于，所述电热层包括一个限温块和两个发热块；所述限温块和所述发热块均设置于所述基底上，且所述限温块设置于两个所述发热块之间；两个所述电极分别设置于两个所述发热块上。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的自限温电热薄膜，其特征在于，所述含有第一掺杂元素的物质与所述钛酸盐的质量比为0.0015
‑
0.003:1。6.根据权利要求5所述的自限温电热薄膜，其特征在于，所述限温块的组分还包括含有第二掺杂元素的物质，所述第二掺杂元素包括稀土元素、锰、钙和铝中的至少一种；所述含有第二掺杂元素的物质与所述钛酸盐的质量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，白楠，唐平林，
申请(专利权)人：中熵科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：