CN105835488A - 一种镀铝pet/涂ncc pet/pe阻隔复合膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镀铝PET/涂NCC PET/PE阻隔复合膜及其制备方法，该复合膜是三层结构，包括镀铝PET层、涂NCC的PET层以及PE热封层。涂NCC的PET层的使用避免了传统VIP阻隔膜材料中铝箔或大量镀铝膜的添加，大大减少了阻隔膜的厚度，由于NCC极小的导热系数，使VIP表面的热桥效应得到了有效的抑制，保证了VIP的绝热性能；由于NCC较好的阻气性能以及优异的柔韧性，由该复合膜制备的真空绝热板具有极好的阻隔性能以及抗揉搓性能，封装折边也不易产生疲劳漏气现象，产品性能得到较大提高。该复合膜的制备过程包括PET表面真空镀铝、PET表面涂覆NCC以及包括PE层在内的三层膜的干式复合，此法工艺简单，生产出的复合膜材厚度可控，生产效率高，并可实现批量生产。

Description

一种镀铝PET/涂NCC PET/PE阻隔复合膜及其制备方法
技术领域
本发明属于绝热膜材工程技术领域，具体是涉及一种镀铝PET/涂NCC PET/PE阻隔复合膜及其制备方法。
背景技术
真空绝热板(VIP)是近年来迅速发展的新一代保温隔热材料，它通常以玻璃纤维、气相二氧化硅为芯层材料，以多层阻气复合薄膜为封装材料，添加吸气剂后经真空封装而成，具有极低的导热系数和极优的保温性能，被广泛应用于建筑、冷藏等领域，极大地降低了能耗。
阻隔膜是VIP表面热量横向传递的主要通道，其传热性能决定了VIP热桥效应的大小；阻隔膜也是VIP内腔与外界进行气体和水分交换的屏障，其阻隔性能决定了VIP内部真空度的持久性；阻隔膜在具体施工条件下直接与外界接触，其抗穿刺性能、抗揉搓性能等都直接影响着VIP的使用寿命。因此，研发热桥效应小、阻气性能优的真空绝热板用阻隔膜具有非常重要的意义。
申请号为201220561700.4的实用新型专利公开了一种建筑用真空绝热板高阻隔真空膜，其中KPET膜层、铝箔层、PA膜层和PE膜层自外到内依次固定贴合，该阻隔膜致密度较高，表面平整，抗穿刺能力强，耐碱性能优异。尽管这种阻隔膜具有较好的阻隔性能，但由于金属铝箔厚度太大，热量会在铝箔平面内快速传导然后沿着VIP的边缘进行传递，导致比较严重的热量损失，即热桥效应。
申请号为201310009546.9的发明专利公开了一种阻隔薄膜以及利用所述阻隔薄膜复合而成的真空绝热板，其中阻隔薄膜由表层、阻气层和热封层粘结组成，阻气层由至少一层镀铝PET膜层组成。将纳米级的金属铝附着在聚酯薄膜上，大大降低了薄膜的热桥效应，但是镀铝层厚度较小，产生缺陷的倾向大，因而制得的VIP的阻隔性能、抗揉搓性能、抗穿刺性能均无法保证。
纳米纤维素晶体(NCC)是一种生物质基纳米材料，可在水中分散形成稳定的悬浮液，具有可生物降解性、可再生性，高阻氧性、高强度、高韧性、高透明性等优异性能。NCC具有比金属铝低得多的导热系数，还具有和铝相同的阻氧性能，同时NCC具有比铝箔优异的柔韧性，可以显著提高阻隔膜的抗揉搓性能，有效解决真空绝热板封装折边的漏气失效，因此用涂NCC的PET膜取代传统膜材中的铝箔具有重要的研究价值。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种镀铝PET/涂NCC PET/PE阻隔复合膜，该复合膜具有极好的绝热性能和阻隔性能，同时兼具良好的抗穿刺性能和抗揉搓性能，可以被广泛应用于真空绝热行业。
一种镀铝PET/涂NCC PET/PE阻隔复合膜，其特征在于是三层结构，外层是镀铝PET或涂NCC的PET，中间层是涂NCC的PET或镀铝PET，外层和中间层不同时使用镀铝PET或涂NCC的PET；内层为PE热封层，与NCC面或铝膜面相对，通过聚氨酯双组份粘结剂连接；中间层的PET面和外层的铝膜面或NCC面相对，通过聚氨酯双组份粘结剂连接。
所述的镀铝PET层中镀铝厚度为0.08～0.12μm，PET厚度为10～15μm，PET良好的力学性能为复合膜提供一定的保护作用，镀铝层阻隔绝大部分水蒸气和氧气并形成一定的热辐射。
所述的涂NCC的PET中NCC涂层厚度为0.5～5μm，PET厚度为10～15μm，新增的NCC涂层具有很低的导热系数、较好的阻隔性能以及柔韧性，可以进一步提高复合膜的整体性能。
所述的PE热封层厚度为40～50μm。
还提供了一种镀铝PET/涂NCC PET/PE阻隔复合膜的制备方法，该方法可操作性强，工艺简单，生产效率高，制得的膜材具有很高的质量稳定性，其特征在于包括以下步骤：
(1)选取10～15μm厚的PET层并对其表面进行预处理，通过真空蒸发镀膜机在PET表面进行真空镀铝，送铝速度为0.5～0.8m/min，加工温度为800～1000℃，镀铝结束后在铝膜表面涂一层很薄的保护树脂，保证膜层的牢固性和致密性；
(2)将10～15μm厚的PET层穿过牵引辊，启动牵引设备，使该PET层慢慢通过NCC液槽，控制牵引设备线速度为20～40m/min；
(3)重复步骤(2)；
(4)将步骤(3)制得的涂有NCC的PET层放在烘箱中烘干加速溶剂蒸发，烘干温度为50～200℃，烘干时间为6～10h；
(5)将步骤(1)制得的镀铝PET层和步骤(3)制得的涂有NCC的PET层以及40～50μm厚的热封PE层通过干式复合的方法进行热压贴合，层间用聚氨酯双组份粘结剂连接，粘接剂的工作浓度为20～40％；
(6)将步骤(5)中制得的复合膜放于烘箱中，30～50℃烘干，即可制得镀铝PET/涂NCCPET/PE阻隔复合膜。
本发明的有益效果：
(1)和传统铝-聚酯复合膜相比，本发明中涂NCC的PET层取代了原先的铝箔层，复合膜的厚度大大降低，由于NCC比金属铝低得多的导热系数，制得的VIP的热桥效应得到显著抑制，中心导热系数将维持在0.002W/(m·K)，边缘导热系数也有望达到0.0025W/(m·K)，产品性能将进一步提高。
(2)和传统多层镀铝聚酯膜相比，本发明中涂NCC层取代了原先的一层镀铝层，由于NCC良好的阻气性能和柔韧性能，制得的复合膜具有优异的阻隔性能和抗揉搓性能，VIP封装折边漏气现象将得到显著改善，制得的VIP的使用寿命也更长。
(3)制备方法简单可靠，生产效率高，可实现批量化生产，制备的薄膜厚度可控，可以满足不同的性能需要。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1
一种镀铝PET/涂NCC PET/PE阻隔复合膜，是三层结构，外层是镀铝PET，中间层是涂NCC的PET，中间层的PET面和外层的铝膜面相对并通过聚氨酯双组份粘结剂连接，内层为PE热封层，与NCC面相对，通过聚氨酯双组份粘结剂连接。
镀铝PET层中镀铝厚度为0.10μm，PET厚度为12μm；涂NCC的PET中NCC涂层厚度为2μm，PET厚度为12μm；PE热封层厚度为45μm。
一种镀铝PET/涂NCC PET/PE阻隔复合膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取12μm厚的PET层并对其表面进行预处理，通过真空蒸发镀膜机在PET表面进行真空镀铝，送铝速度为0.6m/min，加工温度为900℃，镀铝结束后在铝膜表面涂一层很薄的保护树脂，保证膜层的牢固性和致密性；
(2)将12μm厚的PET层穿过牵引辊，启动牵引设备，使该PET层慢慢通过NCC液槽，控制牵引设备线速度为30m/min；
(3)重复步骤(2)；
(4)将步骤(3)制得的涂有NCC的PET层放在烘箱中烘干加速溶剂蒸发，烘干温度为100℃，烘干时间为8h；
(5)将步骤(1)制得的镀铝PET层和步骤(3)制得的涂有NCC的PET层以及45μm厚的热封PE层通过干式复合的方法进行热压贴合，层间用聚氨酯双组份粘结剂连接，粘接剂的工作浓度为30％；
(6)将步骤(5)中制得的复合膜放于烘箱中，40℃烘干，即可制得镀铝PET/涂NCCPET/PE阻隔复合膜。
实施例2
一种镀铝PET/涂NCC PET/PE阻隔复合膜，是三层结构，外层是涂NCC的PET，中间层是镀铝PET，中间层的PET面和外层的NCC面相对并通过聚氨酯双组份粘结剂连接，内层为PE热封层，与铝膜面相对，通过聚氨酯双组份粘结剂连接。
涂NCC的PET中NCC涂层厚度为3μm，PET厚度为15μm；镀铝PET层中镀铝厚度为0.12μm，PET厚度为15μm；PE热封层厚度为50μm。
一种镀铝PET/涂NCC PET/PE阻隔复合膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取15μm厚的PET层并对其表面进行预处理，通过真空蒸发镀膜机在PET表面进行真空镀铝，送铝速度为0.8m/min，加工温度为1000℃，镀铝结束后在铝膜表面涂一层很薄的保护树脂，保证膜层的牢固性和致密性；
(2)将15μm厚的PET层穿过牵引辊，启动牵引设备，使该PET层慢慢通过NCC液槽，控制牵引设备线速度为40m/min；
(3)重复步骤(2)；
(4)将步骤(3)制得的涂有NCC的PET层放在烘箱中烘干加速溶剂蒸发，烘干温度为200℃，烘干时间为10h；
(5)将步骤(1)制得的镀铝PET层和步骤(3)制得的涂有NCC的PET层以及50μm厚的热封PE层通过干式复合的方法进行热压贴合，层间用聚氨酯双组份粘结剂连接，粘接剂的工作浓度为40％；
(6)将步骤(5)中制得的复合膜放于烘箱中，50℃烘干，即可制得镀铝PET/涂NCCPET/PE阻隔复合膜。
上述仅为本发明的两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种镀铝PET/涂NCC PET/PE阻隔复合膜，其特征在于是三层结构，外层是镀铝PET或涂NCC的PET，中间层是涂NCC的PET或镀铝PET，外层和中间层不同时使用镀铝PET或涂NCC的PET；内层为PE热封层，与NCC面或铝膜面相对，通过聚氨酯双组份粘结剂连接；中间层的PET面和外层的铝膜面或NCC面相对，通过聚氨酯双组份粘结剂连接。
2.根据权利要求1所述的镀铝PET层，其特征在于所述镀铝PET层中镀铝厚度为0.08～0.12μm，PET厚度为10～15μm。
3.根据权利要求1所述的涂NCC的PET，其特征在于所述涂NCC的PET中NCC涂层厚度为0.5～5μm，PET厚度为10～15μm。
4.根据权利要求1所述的PE热封层，其特征在于所述PE热封层厚度为40～50μm。
5.一种镀铝PET/涂NCC PET/PE阻隔复合膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)选取10～15μm厚的PET层并对其表面进行预处理，通过真空蒸发镀膜机在PET表面进行真空镀铝，送铝速度为0.5～0.8m/min，加工温度为800～1000℃，镀铝结束后在铝膜表面涂一层很薄的保护树脂，保证膜层的牢固性和致密性；
(2)将10～15μm厚的PET层穿过牵引辊，启动牵引设备，使该PET层慢慢通过NCC液槽，控制牵引设备线速度为20～40m/min；
(3)重复步骤(2)；
(4)将步骤(3)制得的涂有NCC的PET层放在烘箱中烘干加速溶剂蒸发，烘干温度为50～200℃，烘干时间为6～10h；
(5)将步骤(1)制得的镀铝PET层和步骤(3)制得的涂有NCC的PET层以及40～50μm厚的热封PE层通过干式复合的方法进行热压贴合，层间用聚氨酯双组份粘结剂连接，粘接剂的工作浓度为20～40％；
(6)将步骤(5)中制得的复合膜放于烘箱中，30～50℃烘干，即可制得镀铝PET/涂NCCPET/PE阻隔复合膜。
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