大透湿量涂层膜的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种大透湿量涂层膜，包括：基础膜层和涂层，所述基础膜层为膨体聚四氟乙烯膜层，涂覆于所述膨体聚四氟乙烯膜层上的涂层为含有汉麻秆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层；所述含有汉麻秆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层的涂层剂包括下述重量百分比的原料均匀搅拌制成：聚氨基甲酸酯20%-25%；二甲基甲酰胺溶剂55%-60%；亲水基团溶剂2%-5%；汉麻秆芯超细微粉18%-25%。通过上述方式，本发明具有良好的吸湿导湿性能，含有汉麻秆芯超细微粉的透湿因子纤维素含量大，存在微沟槽和微孔，增大了吸湿面积和扩散面积；有优异的抗紫外、防水、防尘、防油、透湿、抗氧化溶液腐蚀等性能。
【专利说明】大透湿量涂层膜
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种大透湿量涂层膜。
【背景技术】
[0002]现有技术中，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。
[0003]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。
[0004]日东电工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】
[0005]本发明主要解决的技术问题是提供一种吸水性高，透湿性好，排湿能力强的大透
湿量涂层膜。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种大透湿量涂层膜，其特征在于，包括:基础膜层和涂层，所述基础膜层为膨体聚四氟乙烯膜层，涂覆于所述膨体聚四氟乙烯膜层上的涂层为含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层；
所述含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层的涂层剂包括下述重量百分比的原料均匀搅拌制成:
聚氨基甲酸酯20%-25%;
二甲基甲酰胺溶剂55%-60% ；
亲水基团溶剂2%-5%;
汉麻杆芯超细微粉18%-25%。
[0007]在本发明一个较佳实施例中，含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层的厚度为 0.012mm-0.025mm。
[0008]在本发明一个较佳实施例中，所述涂层剂的粘度指数为33 Pa.S。
[0009]在本发明一个较佳实施例中，所述涂层剂内包括35%_45%的不挥发物。
[0010]在本发明一个较佳实施例中，所述汉麻杆芯超细微粉的制作工艺包括:首先将汉麻杆芯加工为粗粉，并进行预处理，再依次进行细化处理和活化处理，处理完成后进行烘干，再进行改性处理，然后进行微细化处理，最后进行分离处理，即制得汉麻杆芯超细微粉。
[0011]在本发明一个较佳实施例中，改性处理是在粉碎烘干后的汉麻杆芯内加入二苯基甲烷二异氰酸酯和多元醇聚合改性。
[0012]在本发明一个较佳实施例中，该大透湿量涂层膜的制备工艺包括以下步骤:
a)将涂层剂进行加料，并调节涂胶厚度；
b)放卷膨体聚四氟乙烯膜层，并与涂层剂接触涂胶，在膨体聚四氟乙烯膜层表面形成含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层；
c)将含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层进行加热烘干；
d)熟成固化，即制得大透湿量涂层膜。
[0013]在本发明一个较佳实施例中，步骤a)中，涂胶厚度为0.012mm-0.025mm。
[0014]在本发明一个较佳实施例中，步骤c)中，加热烘干的温度为80°C _100°C。
[0015]在本发明一个较佳实施例中，步骤d)中，熟成固化是在温度为20°C -40°C的环境下存放至少24h。
[0016]本发明的有益效果是:本发明大透湿量涂层膜具有良好的吸湿导湿性能，含有汉麻杆芯超细微粉的透湿因子纤维素含量大，有大量的羟基使其与水分子结合基团多，同时存在微沟槽和微孔，增大了吸湿面积和扩散面积；有优异的抗紫外性能，完全满足了汽车车灯和其它小型的精密电子设备(手机、导航终端、微型电脑等)性能可靠发挥，在防水、防尘、防油、透湿、抗氧化溶液腐蚀等防护综合性要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]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是本发明大透湿量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、膨体聚四氟乙烯膜层，2、含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层。
【具体实施方式】
[0018]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。
[0019]请参阅图1，本发明实施例包括:
一种大透湿量涂层膜，包括:基础膜层和涂层，所述基础膜层为膨体聚四氟乙烯膜层1，涂覆于所述膨体聚四氟乙烯膜层I上的涂层为含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层2。
[0020]实施例1:
含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层2的涂层剂包括下述重量百分比的原料均匀搅拌制成:
聚氨基甲酸酯20%; 二甲基甲酰胺溶剂55%;
亲水基团溶剂2%;
汉麻杆芯超细微粉18%。
[0021]其中，含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层2的厚度为0.012_。
[0022]涂层剂的粘度指数为33 Pa.S。涂层剂内包括35%的不挥发物。
[0023]实施例2:
含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层2的涂层剂包括下述重量百分比的原料均匀搅拌制成:
聚氨基甲酸酯23%;
二甲基甲酰胺溶剂57%;
亲水基团溶剂4%;
汉麻杆芯超细微粉21%。
[0024]其中，含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层2的厚度为
0.0185mmo
[0025]涂层剂的粘度指数为33 Pa.S。涂层剂内包括40%的不挥发物。
[0026]实施例3:
含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层2的涂层剂包括下述重量百分比的原料均匀搅拌制成:
聚氨基甲酸酯25%;
二甲基甲酰胺溶剂60%;
亲水基团溶剂5%;
汉麻杆芯超细微粉25%。
[0027]其中，含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层2的厚度为0.025_。
[0028]涂层剂的粘度指数为33 Pa.S。涂层剂内包括45%的不挥发物。
[0029]实施例1-3中，汉麻杆芯超细微粉的制作工艺包括:首先将汉麻杆芯加工为粗粉，并进行预处理，再依次进行细化处理和活化处理，处理完成后进行烘干，再进行改性处理，然后进行微细化处理，最后进行分离处理，即制得汉麻杆芯超细微粉。
[0030]改性处理是在粉碎烘干后的汉麻杆芯内加入一定量的二苯基甲烷二异氰酸酯和少量多元醇实现聚合改性。
[0031]本发明采用的聚氨基甲酸酯乳液，含有汉麻杆芯超细微粉，聚氨基甲酸酯分子结构中含有一 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，导致其具有优良成膜性，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。
[0032]其原因是:一方面I3U中的极性基团或亲水基团，如一0H，—NHC00—, 一COOHrR麻杆芯超细粉体等的“化学阶梯石”作用，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“吸附一扩散一转移一解吸”的过程。亲水基团称之为“化学阶梯石”，在存在压力差的情况下，水份由一侧定向地向另一侧转移。这个过程也就是透湿过程。
[0033]在聚氨基甲酸酯乳液涂层剂中加入If 25%的汉麻杆芯超细微粉，加入的汉麻杆芯超细微粉具有大量的0.5、.2μm微孔和裂缝，并含有更多的亲水活性基团，形成共聚涂层胶；含有汉麻杆芯超细微粉的透湿因子纤维素含量大，有大量的羟基使其与水分子结合基团多，同时存在微沟槽和微孔，增大了吸湿面积和扩散面积。与常规PU涂层相比，含有汉麻杆芯超细微粉的共聚涂层胶的吸水率提高了 10%左右，透湿性能提高了 1-5倍，极大地提高了汽车车灯由内部向外部的排湿能力，使得车灯内部持续保持很低的湿度而无结雾凝露现象发生，从而消除车灯内对光照的不良影响；含有汉麻杆芯超细微粉的共聚涂层胶，接枝共聚后分子重新排列而成为交叉牢固的空间构想，表面也更加致密、稳定、均匀。提高了汽车车灯用大透湿量的涂层膜的耐水压强度、耐光老化、热老化等性能。
[0034]其中，膨体聚四氟乙烯膜层I的制造工艺包括；
1)将聚四氟乙烯 分散树脂与液体助挤剂按比例(5:1)混合(在其中可以添加染色剂，满足膜色彩的多样性的需求);
2)保温30°C-35°C熟成，予压成柱体毛坯；
3)通过压延法将柱体毛坯制成薄片；
4)经加热100°C左右脱去助挤剂；
5)单向拉伸，拉伸温度在200°C左右，再双向拉伸，拉伸温度在200°C左右；
6)热定型，在340°C左右的温度烧结18min；
7 )最后，冷却、收卷，制得膨体聚四氟乙烯微孔薄膜。
[0035]膨体聚四氟乙烯(ePTFE)的微孔薄膜材料简称“ePTFE膜”，“ePTFE”是膨体聚四氟乙烯英文单词(expanded polytetrafluorethylene)的速写；膨体聚四氟乙烯(ePTFE)的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0.1 μ m-18 μ m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(20 μ m-100 μ m),而远大于水蒸气分子直径(0.0003 μ m_0.0004 μ m),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(车灯)电子设备防护方面，虽能使得汽车电气(车灯)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(车灯)电子设备的性能的发挥。
[0036]因此，本发明在在膨体聚四氟乙烯膜层I的一侧表面滚涂含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层2，制得大透湿量涂层膜。
[0037]该大透湿量涂层膜的制备工艺包括以下步骤:
a)将涂层剂进行加料，并调节涂胶厚度为0.012mm-0.025mm ；
b)放卷膨体聚四氟乙烯膜层1，并与涂层剂接触涂胶，在膨体聚四氟乙烯膜层I表面形成含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层2 ；
c)将含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层2进行加热烘干，加热烘干的温度为80°C -100°C，作用是挥发去除二甲基甲酰胺溶剂及溶剂回收处理；
d)在温度为20°C-40°C的环境下存放至少24h熟成固化，即制得大透湿量涂层膜。[0038]其中，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甲酸酯涂层表面“吸附”水蒸汽分子一水分子在亲水基团聚氨基甲酸酯涂层内向外侧“扩散”一水分子在亲水基团聚氨基甲酸酯涂层与膨体聚四氟乙烯膜的结合界面面上“解吸”一水分子进入膨体聚四氟乙烯膜密布的微孔向外部环境排出湿气”的过程。亲水基团称之为“化学阶梯石”，在存在压力差的情况下，水份由一侧定向地向另一侧转移。这个过程也就是透湿过程。
[0039]经过大量试验，发现水蒸气从涂层侧向膨体聚四氟乙烯膜侧排出的透湿量大于水蒸气从膨体聚四氟乙烯膜侧向涂层侧排出的透湿量，两个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膜侧向壳体内透湿量30-50%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车灯的壳体上，此涂层膜的涂层侧面向汽车车灯的壳体内，此涂层膜的膨体聚四氟乙烯膜朝向外部大气；这样汽车车灯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，当汽车车灯工作时，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，在汽车车灯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，汽车车灯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，使得汽车车灯的性能得以发挥出来。
[0040]本发明具有良好的吸湿导湿性能，含有汉麻杆芯超细微粉的透湿因子纤维素含量大，有大量的羟基使其与水分子结合基团多，同时存在微沟槽和微孔，增大了吸湿面积和扩散面积。应用本发明后可以确保汽车车灯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，彻底颠覆了欧美日对壳体内湿度控制调节的传统方法。
[0041]大量试验发现水蒸气从涂层侧向膨体聚四氟乙烯膜侧排出的透湿量大于水蒸气从膨体聚四氟乙烯膜侧 向涂层侧排出的透湿量，两个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膜侧向壳体内透湿量大30-50%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车灯的壳体上，此涂层膜的涂层侧面向汽车车灯的壳体内，此涂层膜的膨体聚四氟乙烯膜朝向外部大气；这样汽车车灯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，当汽车车灯工作时，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，在汽车车灯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，汽车车灯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，使得汽车车灯的性能得以发挥出来。
[0042]本发明表现出由壳体内向外部环境单向持续排出水蒸汽的特性，使得壳体内空气干燥，彻底改变了以前汽车车灯的壳体内的水蒸气依靠空气对流的原理散雾去露的模式。
[0043]本发明既有良好的吸附性能，又能阻挡雨水灰尘的渗入，使得汽车车灯的壳体内达到无污染的尘密级；此涂层膜的涂层侧面向汽车车灯的壳体内，此涂层膜的膨体聚四氟乙烯膜朝向外部大气；这样汽车车灯的壳体内的水蒸气又能源源不断的排出，表现出由壳体内向外部环境单向持续排出水蒸汽的特性，当汽车车灯工作时，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，在汽车车灯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，汽车车灯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，使得汽车车灯的性能得以发挥出来；同时汉麻杆芯超细微粉可以吸附车灯塑料壳因受热产生的挥发物，有利于车灯镜面保持光线反射性能。
[0044]本发明还具有有优异的抗紫外性能，该发明解决了【背景技术】中的缺陷问题，该材料的性能完全满足了汽车车灯和其它小型的精密电子设备(手机、导航终端、微型电脑等)性能可靠发挥，在防水、防尘、防油、透湿、抗氧化溶液腐蚀等防护综合性要求。
[0045]还可以进一步的开发出工程使用的终端产品，如“汽车车灯用大透湿量的涂层膜贴片”、“汽车车灯用大透湿量的涂层膜栓(帽)”等终端高附加值的产品，标准化的终端产品工业化制造使用更方便。
[0046]进一步的降低了汽车车灯在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。
[0047]还具有不透气体(允许水蒸气分子排出)及耐渗水压力高的特性，该涂层膜的耐水压已达到IOOOOmm高度水柱(相对压力IOOKPa压强)以上，该涂层膜可以抵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。
[0048]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。
【权利要求】
1.一种大透湿量涂层膜，其特征在于，包括:基础膜层和涂层，所述基础膜层为膨体聚四氟乙烯膜层，涂覆于所述膨体聚四氟乙烯膜层上的涂层为含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层； 所述含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层的涂层剂包括下述重量百分比的原料均匀搅拌制成: 聚氨基甲酸酯20%-25%; 二甲基甲酰胺溶剂55%-60% ； 亲水基团溶剂2%-5%; 汉麻杆芯超细微粉18%-25%。
2.根据权利要求1所述的大透湿量涂层膜，其特征在于，含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层的厚度为0.012mm-0.025mm。
3.根据权利要求1所述的大透湿量涂层膜，其特征在于，所述涂层剂的粘度指数为33Pa.S0
4.根据权利要求1所述的大透湿量涂层膜，其特征在于，所述涂层剂内包括35%-45%的不挥发物。
5.根据权利要求1所述的大透湿量涂层膜，其特征在于，所述汉麻杆芯超细微粉的制作工艺包括:首先将汉麻杆芯加工为粗粉，并进行预处理，再依次进行细化处理和活化处理，处理完成后进行烘干，再进行改性处理，然后进行微细化处理，最后进行分离处理，即制得汉麻杆芯超细微粉。
6.根据权利要求5所述的大透湿量涂层膜，其特征在于，改性处理是在粉碎烘干后的汉麻杆芯内加入二苯基甲烷二异氰酸酯和多元醇聚合改性。
7.根据权利要求1-6任一所述的大透湿量涂层膜，其特征在于，该大透湿量涂层膜的制备工艺包括以下步骤: a)将涂层剂进行加料，并调节涂胶厚度； b)放卷膨体聚四氟乙烯膜层，并与涂层剂接触涂胶，在膨体聚四氟乙烯膜层表面形成含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层； c)将含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层进行加热烘干； d)熟成固化，即制得大透湿量涂层膜。
8.根据权利要求7所述的大透湿量涂层膜，其特征在于，步骤a)中，涂胶厚度为0.012mm-0.025mm。
9.根据权利要求7所述的大透湿量涂层膜，其特征在于，步骤c)中，加热烘干的温度为80 0C -100。。。
10.根据权利要求7所述的大透湿量涂层膜，其特征在于，步骤d)中，熟成固化是在温度为20°C _40°C的环境下存放至少24h。
【文档编号】B32B27/08GK104029449SQ201410245980
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】张云, 丁荣华 申请人:常州市泛亚微透科技有限公司