一种阻燃石墨烯改性远红外电热膜的生产方法与流程

文档序号:14685272发布日期:2018-06-12 23:22

本发明涉及电热膜制备技术领域,尤其涉及一种阻燃石墨烯改性远红外电热膜的生产方法。



背景技术:

目前,中国石墨烯产业化的应用包括石墨烯粉末涂料和石墨烯发热膜等。粉末涂料由于门槛相对较低,鉴别难度高,市场较为混乱;而石墨烯发热膜,拥有单层石墨烯的明显特征,具有透明、轻薄、柔软可折叠等特性,也是实现大规模石墨烯民用的核心基础,根据石墨烯此种特性为基础,开发了温度可控、可调节的石墨烯发热膜。

由于石墨烯发热膜具有低电压高热量、安全轻薄便利等特性,石墨烯发热膜可广泛用于智能可穿戴领域、家庭智能取暖领域、家纺居家用品领域以及军工领域。随着电热膜的使用越来越频繁,现有技术中关于电热膜的制备都存在着各种各样的问题,如次品率较高,不能够一次成型,且制备所产生的废弃会污染环境。为此,我们提出了一种石墨烯改性远红外电热膜的生产方法。



技术实现要素:

本发明提出了一种石墨烯改性远红外电热膜的生产方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提出了一种阻燃石墨烯改性远红外电热膜的生产方法,包括如下步骤:

S1:选择石墨烯浆料,并将石墨烯浆料恒温恒湿的环境中(温度25±1℃,相对湿度75%±1)进行储存,在储存时,需对石墨烯浆料进行预检,从而判断其是否符合生产需求,完成后备用;为保证石墨烯浆料的稳定性,跟踪检测并将检测数据存档;

S2:使用时,将S1中储存的石墨烯浆料进行出库,并在出库的同时,对其进行再次检验,检测浆料细度、粘度、方阻、固含量及附着力,以保证石墨烯浆料的质量要求,然后对石墨烯浆料进行研磨、高速搅拌分散、消泡、震动过滤初步的预调,然后采集石墨烯浆料的样本,并对样本进行检验,分析性能并制成标本验证,以保证预调浆料的准确度,合格后,再次将石墨烯浆料进行精确配比,并精确配比后的浆料进行高速分散,以保证浆料的混合均匀,形成混合液,然后再次对混合液进行配比检测,并将检测后的样本保留,封存,以备后期查看;

S3:再次选取环保聚酯基材,并对环保聚酯基材消除静电,然后利用高压对环保聚酯基材进行电晕,将S2中的混合液置于自动高精度狭缝挤压式涂布模具内,然后将电晕后的环保聚酯基材置于自动高精度涂布机上,电机带动精密丝杆控制斜楔调整涂布量,涂布量自动跟踪调节,PID闭环控制,涂布厚度均可在屏上显示出来,涂布与瑕疵及厚度检测整合到一个系统中,人工设定涂布厚度后,由电脑全自动控制执行,通过精密算法控制伺服电机与定量泵完成狭缝挤压式高精密的涂布,然后将涂布后的环保聚酯基材平移,并通过曲线温度烘道进行烘干,并检测所产生的排放物,通过变频方式控制排风装置排至环保系统;

S4:将S3中处理后的环保聚酯基材再次进行消除静电处理,对涂布混合液经干燥后的环保聚酯基材利用红外线检测其的厚度,判断是否符合标准,然后使用非接触式仪器检测环保聚酯基材阻值是否符合标准,再次使用在线瑕疵检测系统检验其表面是否存在瑕疵,完成后,形成两层结构膜状基材即石墨烯远红外电热基材;

S5:选取石墨烯远红外电热基材,并对阻燃石墨烯远红外电热基材表面需要附载流条的位置再次涂布石墨烯导电胶,增加截流条与石墨烯粘合度及稳定性,对石墨烯胶涂布装置进行夹套冷却、具备自动循环过滤以及清洗功能;且需涂布均匀,完成涂布后,将其通过烘道进行烘干,再次对排放物进行检测,从而形成三层结构的膜状基材,然后在经干燥处理的石墨烯胶上面精准位置压合截流条,且截流条在使用前需采用截流条表面清洁及预热处理,从而形成四层结构的膜状基材;

S6:再次将环保聚酯基材进行材消除静电处理,完成静电处理后,再次通过高压对其进行电晕处理,上述处理后,再次对环保聚酯基材进行预热烫平处理,可使复合时更加牢固,然后备用,即第六层;

S7:选取淋膜料,由电脑控制将TPU、LDPE、LLDPE三种不同的颗粒料自动按比例称重混合,改善单种材料性能缺陷,增加复合的牢固度、粘合力及柔韧性,将混合料电热除湿后通过270-330℃高温融化并挤压成厚度为80-150μm的改性的透明薄膜,从而形成第五层,做为四层结构膜状基材与绝缘面层(第六层)的粘结层;

S8:将四层膜状结构基材、S7及绝缘面层(第六层)共六层材料进入三辊复合机构同步挤压复合,三辊内恒温80℃水循环,保证贴合效果好,从而形成石墨烯电热膜形成初步的石墨烯改性远红外电热膜;

S9:完成同步挤压复合后,将初步的石墨烯改性远红外电热膜以高频压合的方式将电热膜两侧(非导电部分)进行同步高频压边,自动跟踪膜体两侧多余空边角白边,利用切割机将其边角进行切割修剪,再次进行喷码,待其干燥后,利用红外线检测其的厚度、均匀度是否符合要求,以及检测前端工艺中是否存在瑕疵;

S10:最后按照需求将其分切成各自的尺寸,对检测系统反馈的数据及标记,通过自动跟踪裁切装置将检测出的瑕疵产品及不符合尺寸的产品进行自动分切、自动挑拣,并自动将合格品传送至下一生产线,即得到石墨烯改性远红外电热膜。

优选的,所述的电晕可提高基材表面润湿性和改变薄膜表面张力,从而改善导电胶的附着力电晕需用双排电火花发生器,电晕处理效果大于50达因,电晕产生的臭氧,用1.5Kw离心风机和管道通过变频方式控制排风装置排至环保系统,电晕机排废功率2.2Kw,风量2000m3/h,风压2100pa。

优选的,所述的涂布采用狭缝式挤压式涂布,且涂层厚度范围5-15丝,横向、纵向涂布均匀,电机带动精密丝杆控制斜楔调整涂布量,涂布量自动跟踪调节,PID闭环控制,涂布厚度均可在屏上显示出来,涂布与瑕疵及厚度检测整合到一个系统中,人工设定涂布厚度后,由电脑全自动控制执行,通过精密算法控制伺服电机与定量泵完成狭缝挤压式高精密的涂布。

优选的,所述的烘道长度为4m/节,共12节,采用弧度设计烘道的箱体结构材料:箱体骨架采用槽钢焊接成型,导辊安装面用10mm钢板成对同时加工而成,确保导辊安精度,箱体外壁采用2mm冷板氩弧焊连续满焊,内侧板及风胆采用不锈钢板制作,氩弧焊满焊,确保不漏风。

优选的,所述的检测内容包括:厚度、均匀度、透光率、颗粒、水印、拉丝、划伤、漏涂以及泪涂。

优选的,所述的涂布石墨烯导电胶,增加截流条与石墨烯粘合度及稳定性,对石墨烯胶涂布装置进行夹套冷却、具备自动循环过滤以及清洗功能;且需涂布均匀。

优选的,所述的在经干燥处理的石墨烯胶上面精准位置压合截流条,且截流条在使用前需采用截流条表面清洁及预热处理。

优选的,所述的淋膜料,由电脑控制将TPU、LDPE、LLDPE三种不同的颗粒料自动按比例称重混合,改善单种材料性能缺陷,增加复合的牢固度、粘合力及柔韧性。将混合料电热除湿后通过270-330℃高温融化并挤压成厚度为80-150μm的改性的透明薄膜。

优选的,所述的完成同步挤压复合后,将初步的石墨烯改性远红外电热膜以高频压合的方式将电热膜两侧(非导电部分)进行同步高频压边,自动跟踪膜体两侧多余空边角白边,利用切割机将其边角进行切割修剪,再次进行喷码,待其干燥后,利用红外线检测其的厚度、均匀度是否符合要求,以及检测前端工艺中是否存在瑕疵。

优选的,所述的按照需求将其分切成各自的尺寸,对检测系统反馈的数据及标记,通过自动跟踪裁切装置将检测出的瑕疵产品及不符合尺寸的产品进行自动分切、自动挑拣,并自动将合格品传送至下一生产线,所述的喷码采用喷墨打码机系统,分辨率可达600dpi,支持侧面,垂直,多角度喷码方向,墨水采用油性快干墨水,可在线不停机喷码,在线集成测厚、测阻值、测瑕疵一体化检测系统,该系统为高精度、多点位、多功能自动控制的非接触式检测系统,连续自动跟踪,数据自动汇总、分类统计存储,并配合报警提示,反馈到集控操作台显示屏,能直观显示生产过程中及当前生产质量,并根据实时检测质量情况执行车速管控、标注、裁切的系统动作。

本发明提出的一种阻燃石墨烯改性远红外电热膜的生产方法,有益效果在于:该阻燃石墨烯改性远红外电热膜的生产方法能够有效提高电热膜的质量,在制备过程中,能够对电热膜进行一次成型,且整个过程自动化程度高,仅需3-4人,充分体现效率最大化,还能够对制备所产生的废气进行检测以及处理,有效避免了其污染环境,符合时代发展的需求。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。

本发明提出了一种阻燃石墨烯改性远红外电热膜的生产方法,包括如下步骤:

S1:选择石墨烯浆料,并将石墨烯浆料恒温恒湿的环境中(温度25±1℃,相对湿度75%±1)进行储存,在储存时,需对石墨烯浆料进行预检,从而判断其是否符合生产需求,完成后备用;为保证石墨烯浆料的稳定性,跟踪检测并将检测数据存档。其具体步骤如下:

a、检验浆料外观为黑色粘稠液体、无结皮、无分层;

b、检验浆料精细度、粘度;

c、检验浆料固含量、阻值、附着力;

d、数据记录存档;

S2:使用时,将S1中储存的石墨烯浆料进行出库,并在出库的同时,对其进行再次检验,检测浆料细度、粘度、方阻、固含量及附着力,以保证石墨烯浆料的质量要求,然后对石墨烯浆料进行研磨、高速搅拌分散、消泡、震动过滤初步的预调,然后采集石墨烯浆料的样本,并对样本进行检验,分析性能并制成标本验证,以保证预调浆料的准确度,合格后,再次将石墨烯浆料进行精确配比,并精确配比后的浆料进行高速分散,以保证浆料的混合均匀,形成混合液,然后再次对混合液进行配比检测,并将检测后的样本保留,封存,以备后期查看;其具体步骤如下:

a、研磨;

b、高速分散、消泡、震动过滤;

c、数据分析并制成标本验证;

d、数据记录存档;

S3:再次选取环保聚酯基材,并对环保聚酯基材消除静电,然后利用高压对环保聚酯基材进行电晕,将S2中的混合液置于自动高精度狭缝挤压式涂布模具内,然后将电晕后的环保聚酯基材置于自动高精度涂布机上,电机带动精密丝杆控制斜楔调整涂布量,涂布量自动跟踪调节,PID闭环控制,涂布厚度均可在屏上显示出来。涂布与瑕疵及厚度检测整合到一个系统中,人工设定涂布厚度后,由电脑全自动控制执行,通过精密算法控制伺服电机与定量泵完成狭缝挤压式高精密的涂布,然后将涂布后的环保聚酯基材平移,并通过曲线温度烘道进行烘干,并检测所产生的排放物,通过变频方式控制排风装置排至环保系统。其具体步骤如下:

a、环保聚脂基材放卷、消除静电、电晕;

b、设定工艺参数、石墨烯浆料自动供料;

c、狭缝挤压式高精密的涂布;

d、烘干、检测排放;

S4:将S3中处理后的环保聚酯基材再次进行消除静电处理,对涂布混合液经干燥后的环保聚酯基材利用红外线检测其的厚度,判断是否符合标准,然后使用非接触式仪器检测环保聚酯基材阻值是否符合标准,再次使用在线瑕疵检测系统检验其表面是否存在瑕疵,完成后,形成两层结构膜状基材即石墨烯远红外电热基材。其具体步骤如下:

a、消除静电;

b、在线红外测厚;

c、在线非接触式阻值检测;

d、在线瑕疵检测;

S5:选取石墨烯远红外电热基材,并对阻燃石墨烯远红外电热基材表面需要附载流条的位置再次涂布石墨烯导电胶,增加截流条与石墨烯粘合度及稳定性,对石墨烯胶涂布装置进行夹套冷却、具备自动循环过滤以及清洗功能;且需涂布均匀,完成涂布后,将其通过烘道进行烘干,再次对排放物进行检测,从而形成三层结构的膜状基材,然后在经干燥处理的石墨烯胶上面精准位置压合截流条,且截流条在使用前需采用截流条表面清洁及预热处理,从而形成四层结构的膜状基材。其具体步骤如下:

a、涂石墨烯导电胶;

b、烘干、检测排放;

c、截流第表面清洁及预热处理;

d、附截流条;

S6:再次将环保聚酯基材进行材消除静电处理,完成静电处理后,再次通过高压对其进行电晕处理,上述处理后,再次对环保聚酯基材进行预热烫平处理,可使复合时更加牢固,然后备用,即第六层。其具体步骤如下:

a、环保聚脂基材放卷、消除静电;

b、电晕处理;

c、烫平处理;

S7:选取淋膜料,由电脑控制将TPU、LDPE、LLDPE三种不同的颗粒料自动按比例称重混合,改善单种材料性能缺陷,增加复合的牢固度、粘合力及柔韧性。将混合料电热除湿后通过270-330℃高温融化并挤压成厚度为80-150μm的改性的透明薄膜,从而形成第五层,做为四层结构膜状基材与绝缘面层(第六层)的粘结层。其具体步骤如下:

a、备料;

b、自动按比例称重混合;

c、除湿、混合料加温;

d、螺杆挤出;

S8:将四层膜状结构基材、S7及绝缘面层(第六层)共六层材料进入三辊复合机构同步挤压复合,三辊内恒温80℃水循环,保证贴合效果好,从而形成石墨烯电热膜形成初步的石墨烯改性远红外电热膜;

S9:完成同步挤压复合后,将初步的石墨烯改性远红外电热膜以高频压合的方式将电热膜两侧(非导电部分)进行同步高频压边,自动跟踪膜体两侧多余空边角白边,利用切割机将其边角进行切割修剪,再次进行喷码,待其干燥后,利用红外线检测其的厚度、均匀度是否符合要求,以及检测前端工艺中是否存在瑕疵;其具体步骤如下:

a、先压边,再切边,两侧压边内距500-1300mm,压边宽度10mm;

b、切边宽度为压边外侧5mm,切边采用上下圆刀切边;

c、切边带废料自动回收装置,不堆料,方便废料的回收处理;

d、喷码、在线检测、标记;

S10:最后按照需求将其分切成各自的尺寸,对检测系统反馈的数据及标记,通过自动跟踪裁切装置将检测出的瑕疵产品及不符合尺寸的产品进行自动分切、自动挑拣,并自动将合格品传送至下一生产线,即得到石墨烯改性远红外电热膜。其具体步骤如下:

a、识别标记、执行设定尺寸参数;

b、裁切;

c、自动挑拣、分类;

d、成品传送;

所述的电晕可提高基材表面润湿性和改变薄膜表面张力,从而改善导电胶的附着力电晕需用双排电火花发生器,电晕处理效果大于60达因,电晕产生的臭氧,用1.5Kw离心风机和管道排放到室外,电晕机排废功率2.2Kw,风量2000m3/h,风压2100pa。

所述的涂布采用狭缝式挤压式涂布,且涂层厚度范围5-15丝,横向、纵向涂布均匀,电机带动精密丝杆控制斜楔调整涂布量,涂布量自动跟踪调节,PID闭环控制,涂布厚度均可在屏上显示出来。涂布与瑕疵及厚度检测整合到一个系统中,人工设定涂布厚度后,由电脑全自动控制执行,通过精密算法控制伺服电机与定量泵完成狭缝挤压式高精密的涂布。

所述的烘道长度为4m/节,共12节,采用弧度设计烘道的箱体结构材料:箱体骨架采用槽钢焊接成型,导辊安装面用10mm钢板成对同时加工而成,确保导辊安精度,箱体外壁采用2mm冷板氩弧焊连续满焊,内侧板及风胆采用不锈钢板制作,氩弧焊满焊,确保不漏风。

所述的涂布石墨烯导电胶,增加截流条与石墨烯粘合度及稳定性,对石墨烯胶涂布装置进行夹套冷却、具备自动循环过滤以及清洗功能;且需涂布均匀。

所述的在经干燥处理的石墨烯胶上面精准位置压合截流条,且截流条在使用前需采用截流条表面清洁及预热处理。

所述的淋膜料,由电脑控制将TPU、LDPE、LLDPE三种不同的颗粒料自动按比例称重混合,改善单种材料性能缺陷,增加复合的牢固度、粘合力及柔韧性。将混合料电热除湿后通过270-330℃高温融化并挤压成厚度为80-150μm的改性的透明薄膜。

所述的完成同步挤压复合后,将初步的石墨烯改性远红外电热膜以高频压合的方式将电热膜两侧(非导电部分)进行同步高频压边,自动跟踪膜体两侧多余空边角白边,利用切割机将其边角进行切割修剪,再次进行喷码,待其干燥后,利用红外线检测其的厚度、均匀度是否符合要求,以及检测前端工艺中是否存在瑕疵。

所述的按照需求将其分切成各自的尺寸,对检测系统反馈的数据及标记,通过自动跟踪裁切装置将检测出的瑕疵产品及不符合尺寸的产品进行自动分切、自动挑拣,并自动将合格品传送至下一生产线。

所述的喷码采用喷墨打码机系统,分辨率可达600dpi,支持侧面,垂直,多角度喷码方向,墨水采用油性快干墨水,可在线不停机喷码。

所述的在线集成测厚、测阻值、测瑕疵一体化检测系统,该系统为高精度、多点位、多功能自动控制的非接触式检测系统,连续自动跟踪,数据自动汇总、分类统计存储,并配合报警提示,反馈到集控操作台显示屏,能直观显示生产过程中及当前生产质量,并根据实时检测质量情况执行车速管控、标注、裁切的系统动作。

厚度检测具体为红外测厚仪,可检测材料的厚度、涂布量,可检测涂层范围为0.01~200gsm,采用美国原厂红外检测核心部件,能直观显示涂布趋势以及当前和历史的涂布质量。此测厚仪有如下的特点:O型扫描架采用了更强劲的设计;具有更好的抗弯曲和抗扭曲性能;上下横梁共用空气循环系统,消除了上下横梁可能由温度不同造成机械变形而对测量带来的影响,确保了稳定性;从扫描架侧面对探头进行支撑运行,避免可能的运动部件磨损物或润滑物落在薄膜上。

所述的瑕疵检测具体为瑕疵检测仪,采用进口纳米光谱波反射式组份检测仪,能够精准检测均匀度、透光率、颗粒、水印、拉丝、划伤、漏涂、泪涂及卷曲、打皱、气泡。

所述的喷码采用喷墨打码机系统,分辨率可达600dpi,支持侧面,垂直,多角度喷码方向,墨水采用油性快干墨水,可在线不停机喷码。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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