DING RONGHUA (CN)
CHANG JIANZHONG (CN)
CN102765237A | 2012-11-07 | |||
CN202071463U | 2011-12-14 | |||
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CN104029450A | 2014-09-10 | |||
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EP2191888A1 | 2010-06-02 |
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权 利 要 求 书 1、 一种汽车电气电子设备用持续单向透湿的涂层膜, 其特征在于, 包括: 膨体聚四氟乙烯微孔薄膜和含有亲水基团的涂层, 所述的膨体聚四氟乙烯微孔 薄膜表面涂覆有含有亲水基团的涂层。 2、 根据权利要求 1所述的汽车电气电子设备用持续单向透湿的涂层膜, 其 特征在于, 所述的含有亲水基团的涂层的厚度为 0.05~0.1mm。 3、根据权利要求 1所述的涂层膜的制造方法, 其特征在于, 包括以下步骤: ( 1 )膨体聚四氟乙烯微孔薄膜的制造: 将聚四氟乙烯分散树脂与液体助挤 剂按比例混合, 保温熟成, 予压成柱体毛坯, 将柱体毛坯制成薄片, 经加热脱 去助挤剂, 单向拉伸, 双向拉伸, 热定型, 冷却, 收卷; ( 2 )含有亲水基团的涂层剂的制备: 将聚氨基曱酸酯、二曱基曱酰胺溶剂、 亲水基团溶剂和 Si02微粉的混合物搅拌乳化均匀, 形成有亲水基团的涂层剂; ( 3 )涂层膜的制造: 涂前准备, 含有亲水基团的涂层剂加入滚涂机, 涂层 厚度调节, 膨体聚四氟乙烯微孔薄膜放卷, 与滚筒接触涂胶, 下道工序滚筒加 热烘干涂层膜, 收卷, 存放熟成固化, 包装。 4、 根据权利要求 3所述的制造方法, 其特征在于, 所述的膨体聚四氟乙烯 微孔薄膜的制造: 将聚四氟乙烯分散树脂与液体助挤剂按比例混合,在 30°C~35 °C保温熟成, 予压成柱体毛坯, 通过压延法将柱体毛坯制成薄片, 经 90〜: 110°C 加热脱去助挤剂, 在 190~210°C单向拉伸, 在 190~210°C双向拉伸, 在 330 350 °C烧结 15~20min热定型, 冷却, 收卷。 5、 根据权利要求 3所述的制造方法, 其特征在于, 所述的聚氨基曱酸酯、 二曱基曱酰胺溶剂、 亲水基团溶剂和 Si02微粉的质量比为 5: 12: 1 : 1。 6、 根据权利要求 3所述的制造方法, 其特征在于, 所述的涂层膜的制造: 涂前准备, 含有亲水基团的涂层剂在点式滚涂机加料, 将涂层厚度调节到 0.05-0. lmm, 膨体聚四氟乙烯微孔薄膜放卷, 移动线速度为 8~10m/min, 与点 式滚筒接触涂胶, 下道工序滚筒在 80°C~100°C加热烘干涂层膜同时挥发去除二 曱基曱酰胺溶剂及溶剂回收处理, 收卷, 在 25~35 °C存放 24h熟成固化, 包装。 7、 根据权利要求 3所述的制造方法, 其特征在于, 所述的含有亲水基团的 涂层剂的粘度指数 28~33 Pa.s„ 8、 根据权利要求 3所述的制造方法, 其特征在于, 所述的亲水基团溶剂为 含有 -OH、 -NHCOO-或 -COOH基团的溶剂, 所述的 Si02微粉的粒径为 Ο.ΐμπι ~12μπι。 9、 根据权利要求 3所述的制造方法, 其特征在于, 所述的液体助挤剂为航 空煤油。 10、 根据权利要求 3或 4所述的制造方法, 其特征在于, 所述的聚四氟乙 烯分散树脂与液体助挤剂的质量比为 4~6: 1。 |
欧盟汽车车灯的弯管透气孔散雾去凝露理论: 内有海绵防尘, 也接灯内空 气随灯内温度的变化可以大出大进, 从而较快的实现灯内散雾去凝露, 弯管透 气的车灯使用不久后壳体内积尘和电气元件锈 蚀。 美国 Gore公司的散雾去凝露理论: 车灯是通过灯内与灯外透气对流, 建立 一种气压平衡, 灯内水蒸气随灯内的温度升高而排出灯外, 壳体上使用面积大 一点的透气膜贴片方法实现散雾去凝露。 从而减少水蒸气对灯光的散射模糊不 清的现象发生, 车灯不工作时外部环境潮湿空气会进入壳体内 。 该理论使用的 透气膜贴片数量多, 没法解决壳体内空气温度较低区域的凝露问题 。 日东电工 nito公司的散雾去凝露理论: 车灯是通过灯具的上下位置透气孔 形成空气对流, 灯内水蒸气随灯内的温度升高从上位置的透气 孔排出灯外, 下 位置的透气孔不断补充灯外空气。 从而减少水蒸气对灯光的散射模糊不清的现 象发生, 该理论使用的透气栓数量多, 没法解决壳体内空气温度较低区域的凝 露问题。 发明内容 本发明主要解决的技术问题是提供一种汽车电 气电子设备用持续单向透湿 的涂层膜及其制造方法, 能够确保汽车电气电子设备的壳体内无结雾凝 露现象 的产生, 使得电气性能不受潮湿空气环境的影响, 汽车电气电子设备的壳体内 的镜面上或光滑的电子元件表面就不会有雾水 现象产生, 使得汽车电气电子设 备的性能得以发挥出来, 彻底颠覆了欧美日对壳体内湿度控制调节的传 统方法, 又能够阻挡灰尘的渗入, 使得汽车电气电子设备的壳体内达到无污染的 尘密级。 为解决上述技术问题, 本发明釆用的一个技术方案是: 提供一种汽车电气 电子设备用持续单向透湿的涂层膜, 包括: 膨体聚四氟乙烯微孔薄膜和含有亲 水基团的涂层, 所述的膨体聚四氟乙烯微孔薄膜表面涂覆有含 有亲水基团的涂 层。
在本发明一个较佳实施例中, 所述的含有亲水基团的涂层的厚度为
0.05~0.1mm。 为解决上述技术问题, 本发明釆用的另一个技术方案是: 提供一种汽车电 气电子设备用持续单向透湿的涂层膜的制造方 法, 包括以下步骤:
( 1 )膨体聚四氟乙烯微孔薄膜的制造: 将聚四氟乙烯分散树脂与液体助挤 剂按比例混合, 保温熟成, 予压成柱体毛坯, 将柱体毛坯制成薄片, 经加热脱 去助挤剂, 单向拉伸, 双向拉伸, 热定型, 冷却, 收卷;
( 2 )含有亲水基团的涂层剂的制备: 将聚氨基曱酸酯、二曱基曱酰胺溶剂、 亲水基团溶剂和 Si0 2 微粉的混合物搅拌乳化均匀, 形成有亲水基团的涂层剂;
( 3 )涂层膜的制造: 涂前准备, 含有亲水基团的涂层剂加入滚涂机, 涂层 厚度调节, 膨体聚四氟乙烯微孔薄膜放卷, 与滚筒接触涂胶, 下道工序滚筒加 热烘干涂层膜, 收卷, 存放熟成固化, 包装。 在本发明一个较佳实施例中, 所述的膨体聚四氟乙烯微孔薄膜的制造: 将 聚四氟乙烯分散树脂与液体助挤剂按比例混合 ,在 30°C~35°C保温熟成, 予压成 柱体毛坯, 通过压延法将柱体毛坯制成薄片, 经 90~110°C加热脱去助挤剂, 在 190~210°C单向拉伸, 在 190~210°C双向拉伸, 在 330~350°C烧结 15~20min热定 型, 冷却, 收卷。
在本发明一个较佳实施例中, 所述的聚氨基曱酸酯、 二曱基曱酰胺溶剂、 亲水基团溶剂和 Si0 2 微粉的质量比为 5: 12: 1 : 1。
在本发明一个较佳实施例中, 所述的涂层膜的制造: 涂前准备, 含有亲水 基团的涂层剂在点式滚涂机加料, 将涂层厚度调节到 0.05~0.1mm, 膨体聚四氟 乙烯微孔薄膜放卷, 与点式滚筒接触涂胶, 下道工序滚筒在 80°C~100°C加热烘 干涂层膜同时挥发去除二曱基曱酰胺溶剂及溶 剂回收处理, 收卷,在 25~35 °C存 放 24h熟成固化, 包装。
在本发明一个较佳实施例中, 所述的含有亲水基团的涂层剂的粘度指数 33
Pa. s„
在本发明一个较佳实施例中, 所述的亲水基团溶剂为含有 -OH、 -NHCOO- 或 -COOH基团的溶剂, 所述的 Si0 2 微粉的粒径为 Ο.ΐμπ!〜 12μπι。
在本发明一个较佳实施例中, 所述的液体助挤剂为航空煤油。
在本发明一个较佳实施例中, 所述的聚四氟乙烯分散树脂与液体助挤剂的 质量比为 4~6: 1。
本发明的有益效果是: 本发明能够确保汽车电气电子设备的壳体内无 结雾 凝露现象的产生, 使得电气性能不受潮湿空气环境的影响, 在汽车电气电子设 备的壳体内的湿度大大降低因而不具备凝露的 条件, 使得壳体内空气干燥, 汽 车电气电子设备的壳体内的镜面上或光滑的电 子元件表面就不会有雾水现象产 生, 使得汽车电气电子设备的性能得以发挥出来, 彻底颠覆了欧美日对壳体内 湿度控制调节的传统方法, 又能够阻挡灰尘的渗入, 使得汽车电气电子设备的 壳体内达到无污染的尘密级。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 , 下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍, 显而易见地, 下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其它的附图, 其中: 图 1 是本发明汽车电气电子设备用持续单向透湿的 涂层膜一较佳实施例的 结构示意图; 附图中各部件的标记如下: 1、 膨体聚四氟乙烯微孔薄膜, 2、 含有亲水基 团的涂层。 具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚 、 完整地描述, 显然, 所描 述的实施例仅是本发明的一部分实施例, 而不是全部的实施例。 基于本发明中 的实施例, 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其 它实施例, 都属于本发明保护的范围。 请参阅图 1 , 本发明实施例包括: 一种汽车电气电子设备用持续单向透湿的涂层 膜, 包括: 膨体聚四氟乙烯 微孔薄膜 1和含有亲水基团的涂层 2,所述的膨体聚四氟乙烯微孔薄膜 1表面涂 覆有含有亲水基团的涂层 2。 优选的, 所述的含有亲水基团的涂层 2的厚度为 0.05~0.1mm。 汽车电气电子设备用持续单向透湿的涂层膜的 制造方法, 包括以下步骤:
( 1 )膨体聚四氟乙烯微孔薄膜 1的制造: 将聚四氟乙烯分散树脂与液体助 挤剂按比例混合, 保温熟成, 予压成柱体毛坯, 将柱体毛坯制成薄片, 经加热 脱去助挤剂, 单向拉伸, 双向拉伸, 热定型, 冷却, 收卷; ( 2 )含有亲水基团的涂层剂的制备: 将聚氨基曱酸酯、二曱基曱酰胺溶剂、 亲水基团溶剂和 Si0 2 微粉的混合物搅拌乳化均匀, 形成有亲水基团的涂层剂;
( 3 )涂层膜的制造: 涂前准备, 含有亲水基团的涂层剂加入滚涂机, 涂层 厚度调节, 膨体聚四氟乙烯微孔薄膜 1放卷, 与滚筒接触涂胶, 下道工序滚筒加 热烘干涂层膜, 收卷, 存放熟成固化, 包装。
优选的, 所述的膨体聚四氟乙烯微孔薄膜 1 的制造: 将聚四氟乙烯分散树 脂与液体助挤剂按比例混合, 在 30°C~35°C保温熟成, 予压成柱体毛坯, 通过压 延法将柱体毛坯制成薄片, 经 90~110°C加热脱去助挤剂, 在 190~210°C单向拉 伸, 在 190~210°C双向拉伸, 在 330~350°C烧结 15~20min热定型, 冷却, 收卷。
优选的, 所述的聚氨基曱酸酯、 二曱基曱酰胺溶剂、 亲水基团溶剂和 Si0 2 微粉的质量比为 5: 12: 1 : 1。
优选的, 所述的涂层膜的制造: 涂前准备, 含有亲水基团的涂层剂在点式 滚涂机加料, 将涂层厚度调节到 0.05~0.1mm, 膨体聚四氟乙烯微孔薄膜放卷, 与点式滚筒接触涂胶, 下道工序滚筒在 80°C~100°C加热烘干涂层膜同时挥发去 除二曱基曱酰胺溶剂及溶剂回收处理, 收卷, 在 25~35°C存放 24h熟成固化, 包 装。
优选的, 所述的含有亲水基团的涂层剂的粘度指数 28~33 Pa.s„
优选的,所述的亲水基团溶剂为含有 -OH、 -NHCOO-或 -COOH基团的溶剂, 所述的 Si0 2 微粉的粒径为 Ο.ΐμπ!〜 12μπι。
优选的, 所述的液体助挤剂为航空煤油。
优选的, 所述的聚四氟乙烯分散树脂与液体助挤剂的质 量比为 4~6: 1。 膨体聚四氟乙烯微孔薄膜材料简称 "ePTFE膜", "ePTFE" 是膨体聚四氟乙 烯英文单词 (expanded polytetrafluorethylene)的缩写; 膨体聚四氟乙烯微孔薄膜是 一种具有特殊功能高附加值的高分子新材料薄 膜, 是经特殊工艺经双向拉伸制 成的, 该薄膜的微纤维构成了里外通透的 0.1μπι~18μπι孔径的微孔, 是真正意义 的透气膜。 膜表面每平方英寸能达到几十亿个微孔, 每个微孔直径小于轻雾水 珠的最小值( 20μπι~100μπι ), 而远大于水蒸气分子直径( 0.0003μπι~0.0004μπι ), 可以使水蒸气通过而水滴因表面涨力大不能通 过, 利用这种微孔结构可达到优 秀的防水透湿功能; 另外因为该孔极度细小和纵向不规格的弯曲排 列, 用在汽 车电气电子设备防护方面, 虽能使得汽车电气电子设备内的空气通过此膜 对流 调节压力平衡, 达到无污染的尘密, 但是当汽车停开时没法阻止或减少环境中 的水蒸气进入壳体内, 滞留在壳体内的水蒸气湿度过高将严重影响汽 车电气电 子设备的性能的发挥。
含有亲水基团的涂层透湿原理: 聚氨基曱酸酯乳液涂层中的聚氨基曱酸酯 分子结构中含有 -NHCOO-单元的高分子化合物, 其主要原理是在聚合物链上引 入适量的亲水基团, 在一定条件下自发分散形成乳液, PU大分子中含有大量的 极性基团, 分子间力很强, 致使其具有优良成膜性, 能够在织物上形成坚韧而 耐久的薄膜, 它还具有一定透湿性。 其原因是: 一方面 PU中的极性基团或亲水 基团, 如 -OH、 -NHCOO-、 -COOH和有机硅微粉等的氢键和分子间的作用力 使水蒸气分子沿着阶梯从高湿度一侧迁移到低 湿度一侧; 从理论上讲, 高分子 链上主要有亲水基团, 且只要亲水基团含量和排列合适, 则它们便可以和水分 子作用, 借助氢键和其它分子间作用力, 在高湿度一侧吸附水份后, 通过高分 子链上亲水基团传递到低湿度一侧解吸。 因此, 透湿实质上是一个 "吸附-扩散- 转移-解吸" 的过程。 汽车电气电子设备用持续单向透湿的涂层膜是 在膨体聚四氟乙烯微孔薄膜 的一侧表面涂覆含有亲水基团聚氨基曱酸酯乳 液涂层, 经 80 °C -100 °C温度烘干 涂层, 室温存放 24h后, 涂层就固化在膨体聚四氟乙烯微孔薄膜面上, 形成一层 致密的耐久的涂层, 该涂层含有亲水基团, 和水分子作用, 借助氢键和其它分 子间作用力, 在高湿度一侧吸附水份后, 通过高分子链上亲水基团传递到低湿 度一侧解吸。 因此, 透湿实质上是一个在亲水基团聚氨基曱酸酯涂 层表面 "吸 附" 水蒸汽分子 -水分子在亲水基团聚氨基曱酸酯涂层内向外 "扩散" -水分子 在亲水基团聚氨基曱酸酯涂层与膨体聚四氟乙 烯微孔薄膜的结合界面面上 "解 吸" -水分子进入膨体聚四氟乙烯微孔薄膜密布的 孔向外部环境排出湿气的过 程。
实施例:
一种汽车电气电子设备用持续单向透湿的涂层 膜, 包括: 膨体聚四氟乙烯 微孔薄膜 1和含有亲水基团的涂层 2,所述的膨体聚四氟乙烯微孔薄膜 1表面涂 覆有含有亲水基团的涂层 2, 其制造方法具体包括以下步骤:
( 1 )膨体聚四氟乙烯微孔薄膜的制造: 将聚四氟乙烯分散树脂与航空煤油 溶剂按 5: 1的质量比混合, 在 30°C~35 °C保温熟成, 予压成柱体毛坯, 通过压 延法将柱体毛坯制成薄片, 经 90~110°C加热脱去助挤剂, 在 190~210°C单向拉 伸, 在 190 210 °C双向拉伸, 在 330~350°C烧结 15~20min热定型, 冷却, 收卷;
( 2 )含有亲水基团的涂层剂的制备: 将聚氨基曱酸酯、二曱基曱酰胺溶剂、 含有亲水基团的溶剂和粒径为 Ο.ΐμπ!〜 12μπι的 Si0 2 微粉的混合物搅拌乳化均匀, 形成有亲水基团的涂层剂, 所述的聚氨基曱酸酯、 二曱基曱酰胺溶剂、 亲水基 团溶剂和粒径为 Ο.ΐμπ! 〜 12μπι的 Si0 2 微粉的质量比为 5: 12: 1 : 1 , 所述的含 有亲水基团的涂层剂的粘度指数 28-33 Pa.s, 不挥发物达 25~35%; ( 3 )涂层膜的制造: 涂前准备,含有亲水基团的涂层剂在点式滚涂 机加料, 将涂层厚度调节到 0.05~0.1mm, 膨体聚四氟乙烯微孔薄膜放卷, 移动线速度为 8~10m/min, 与点式滚筒接触涂胶, 下道工序滚筒在 80°C~100 °C加热烘干涂层 膜同时挥发去除二曱基曱酰胺溶剂及溶剂回收 处理, 收卷, 在 25~35 °C存放 24h 熟成固化, 包装。
经过对汽车电气电子设备用持续单向透湿的涂 层膜的大量试验, 试验结果 表明水蒸气从涂层侧向膨体聚四氟乙烯微孔薄 膜侧排出的透湿量大于水蒸气从 膨体聚四氟乙烯微孔薄膜侧向涂层侧排出的透 湿量, 水蒸汽透湿方向的不同导 致透湿量的不同, 从涂层侧向外透湿的量比从膨体聚四氟乙烯微 孔薄膜侧向壳 体内透湿量大 30%左右, 利用此两个方向的透湿量的巨大差异, 将此涂层膜应 用在汽车电气电子设备的壳体上, 此涂层膜的涂层侧面向汽车电气电子设备的 壳体内, 此涂层膜的膨体聚四氟乙烯膜朝向外部大气; 这样汽车电气电子设备 的壳体内的水蒸气源源不断的排出, 表现出由壳体内向外部环境单向持续排出 水蒸汽的特性, 当汽车电气电子设备工作时, 壳体内的温度较高时, 涂层的亲 水高分子链段越活跃, 吸附、 扩散和解吸排出水蒸气分子的速度越快, 在汽车 电气电子设备的壳体内的湿度大大降低因而不 具备凝露的条件, 使得壳体内空 气干燥, 汽车电气电子设备的壳体内的镜面上或光滑的 电子元件表面就不会有 雾水现象产生, 使得汽车电气电子设备的性能得以发挥出来。
本发明汽车电气电子设备用持续单向透湿的涂 层膜的具体优点包括: 1 )本发明能够确保汽车电气电子设备的壳体内 结雾凝露现象的产生, 使 得电气性能不受潮湿空气环境的影响, 在汽车电气电子设备的壳体内的湿度大 大降低因而不具备凝露的条件, 使得壳体内空气干燥, 汽车电气电子设备的壳 体内的镜面上或光滑的电子元件表面就不会有 雾水现象产生, 使得汽车电气电 子设备的性能得以发挥出来, 彻底颠覆了欧美日对壳体内湿度控制调节的传 统 方法;
2 )本发明既能阻挡灰尘的渗入, 使得汽车电气电子设备的壳体内达到无污 染的尘密级;
3 )本发明完全满足了汽车电气电子设备和其它 型的精密电子设备(手机、 导航终端、 微型电脑等)性能可靠发挥, 能够满足防水、 防尘、 防油、 透湿、 抗氧化溶液腐蚀等防护综合性要求;
4 )本发明能够进一步的降低汽车电气电子设备 消除水蒸气对其性能影响 的设计制造成本, 使得壳体造型简洁化;
5 )本发明不透气体(允许水蒸气分子排出)及 渗水压力高的特性, 耐水 压已达到 10000mm高度水柱(相对压力 lOOKPa压强) 以上, 能够 4氏挡深坑积 水浸泡或行驶中冲击水的影响, 使得壳体内保持干燥而不会浸水。
以上所述仅为本发明的实施例, 并非因此限制本发明的专利范围, 凡是利 用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流 程变换, 或直接或间接运用在其 它相关的技术领域, 均同理包括在本发明的专利保护范围内。