CN106702343A - 一种硅胶管涂覆方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硅胶管涂覆方法及应用。该涂覆方法包括如下步骤，步骤S01、硅胶管的前处理；步骤S02、硅胶管前处理可靠性检测；步骤S03、硅胶管装架；步骤S04、沉积涂覆。本发明实施例以气相沉积方式，实现致密薄膜涂覆于硅胶管表面，封闭了硅胶管表面的微孔，使硅胶管表面光滑、无孔，阻隔了外界气味进入硅胶管微孔进而渗入水体，同时也抑制了硅胶管材料本身未完全硫化的化学物质析出进入水体中，有效降低水体异味。该涂覆方法用于硅胶管的表面涂覆，具有易于实现批量化生产、而且节省原材料、污染小等优势，可应用于饮水机硅胶管的生产。

Description

一种硅胶管涂覆方法及应用

技术领域

本发明属于涂覆技术领域，具体涉及一种硅胶管涂覆方法及应用。

背景技术

随着人们健康意识的不断提高，对饮用水及其处理设备的卫生安全性能要求也越来越高。众多饮水设备中普及率较高的饮水机，一直存在诸多问题，其中，出水有异味为一大问题，究其原因，主要是这些饮水机、净饮机中的涉水零部件中的硅胶管一般为聚硅氧烷硅材料的胶材料，这些聚硅氧烷经过高温硫化成型，形成适于饮水机设备使用的弹性体硅胶管。用于饮水机设备的硅胶管，具有弹性形变能力，具有开放的多孔结构，吸附性强，能吸附多种物质。然而这类型的硅胶材料热稳定性与耐老化性能不优良，在高温环境下使用，硫化剂(如双-25过氧化物)容易析出，再者，由于硅胶本身有类似活性炭的微孔结构，及其容易吸附外界气体，这些容易造成硅胶在使用过程中产生不良气味。

鉴于上述问题，硅胶件涂覆技术应运而生，多年的研究主要是以常规的液-固涂覆法尝试解决硅胶管微孔自动吸收和释放气味问题。但按照此种方法对硅胶管表面进行涂覆时，往往涂覆的薄膜厚度不均匀，涂覆的涂层与硅胶管材料的附着力不强，薄膜与基材存在应力，容易发生脱落，因此，一直未能得到实际的应用。

发明内容

本发明实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种能均匀涂覆、能有效封闭硅胶管表面微孔、能有效抑制硅胶管本身挥发的气味进入水体，同时能阻止外部气味通过硅胶管而进入水体的硅胶管涂覆方法。

本发明的另一个目的还在于提供了利用该涂覆方法制得的硅胶管生产的饮水机。

为了实现上述发明目的，本发明实施例的技术方案如下：

一种硅胶管涂覆方法，包括以下步骤：

步骤S01、对硅胶管进行清洗和掩膜处理；

步骤S02、对所述硅胶管进行可靠性检测；

步骤S03、将所述硅胶管进行装架；

步骤S04、在真空条件下，气相沉积原料经过蒸发、热裂解成反应活性单体、反应活性单体冷却及反应活性单体沉积于所述硅胶管表面。

以及，一种饮水机，该饮水机所使用的硅胶管为采用上述涂覆方法进行涂覆制得。

与现有技术相比，本发明硅胶管涂覆方法具有以下技术效果：

1.本发明实施例以气相沉积方式，实现了致密薄膜涂覆于硅胶管表面，封闭了硅胶管表面的微孔，使硅胶管表面光滑、无孔，阻隔了外界气味进入硅胶管微孔进而渗入水体，同时也抑制了硅胶管材料本身未完全硫化的化学物质析出进入水体中，有效降低水体异味；

2.本发明实施例的涂覆方法能够实现2～3.5微米均匀的涂膜层，涂膜层性能柔软，与硅胶管的附着力强，经机械拉伸后不破裂或脱落，提升了硅胶管的使用可靠性能；

3.采用本发明实施例的涂覆方法，对硅胶管进行涂覆后，硅胶管能够符合卫生安全性能指标，安全无毒性，而且硅胶管本身的特性得到改善，使用寿命得到延长。

4.上述实施例中的涂覆方法，用于硅胶管的表面涂覆，具有易于实现批量化生产、而且节省原材料、污染小等优势。

另外，采用上述实施例中的涂覆方法涂覆的硅胶管制备的饮水机，不仅可以避免硅胶管中多余的硫化剂析出进入饮水机水体中，而且还能够阻隔外部气味通过硅胶管渗入饮水机的水体，最大限度的杜绝饮水机硅胶件引起的饮用水异味现象。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例硅胶管涂覆方法示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实例提供了一种能有效抑和阻止气体等物质从硅胶管进入水体的硅胶管涂覆方法。该硅胶管的涂覆方法，包括如下的步骤：

步骤S01、前处理，包括对硅胶管进行清洗和掩膜处理；

步骤S02、对前述前处理后的硅胶管进行可靠性检测；

步骤S03、对所述硅胶管进行装架；

步骤S04、对所述硅胶管进行沉积涂覆。

其中，

在一实施例的上述步骤S01中，硅胶管的清洗处理主要是使用纯水或者表面活性剂溶液对将要涂覆的硅胶表面进行清洁处理，所述的表面活性清洁剂溶液可以为0.1％～0.5％氢氧化钠或0.1％～0.2％十二烷基苯磺酸钠或0.1％～0.2％十二烷基硫酸钠的水溶液。

在一实施例的上述步骤S01中，硅胶管的掩膜处理，是对不需要涂层的部分进行掩盖处理，可以采用ABS塑胶件进行掩盖避免不需要涂覆部分的硅胶管被涂覆；如对硅胶管外壁进行涂覆时，需对硅胶管内壁进行掩膜处理。

在一实施例的上述步骤S01中还应当对反应场所进行清理，主要是清除反应场所的杂质，主要是为了确保后续沉积反应的纯度，确保反应沉积的涂层不含杂质。

为达到良好的涂覆效果，上述步骤S01清洗结束时，应在60℃～70℃环境中进行烘干，在该温度下进行烘干，既保持硅胶管性质的稳定，又可以完全干燥，且干燥时间适宜。

在一实施例的上述步骤S02中对前处理的可靠性检测，是为了对前处理的硅胶管、反应场所所做的处理进行检测，检测的项目包括硅胶管湿度、硅胶管卫生状况检测、机械拉伸等。其中，在一具体实施例中，硅胶管湿度检测方法为：硅胶管称重m1，鼓风干燥箱温度60℃～70℃，干燥至恒重m2，m2-m1的值不大于m2的0.1％～0.2％时，即为硅胶管湿度检测合。在一实施例中，前处理后的硅胶管进行水质卫生状况检测，其检测依据分别为：《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》(2001)、GB/T5750-2006《生活饮用水标准检验方法》。在一实施例中，硅胶管机械拉伸性能检测方法为：将硅胶管两端采用手动拔拉的方法进行拉伸，硅胶管的伸长率为10％～15％视为合格。

在一实施例的上述步骤S03中，对硅胶管进行装架，是指对需要涂覆的基材如硅胶管进行装架处理，装架对涂覆方法的加工效果有比较重要的影响，基材装架方式体现在基材的放置方式、排列方式以及数量的合理安排上。具体地，对于横向式装架，可采用装架托盘承载硅胶管，托盘为不锈钢材质，托盘大小与数量由沉积腔室的空间和需要放置的硅胶管大小而灵活选择。

上述步骤S04涉及的流程如图1所示，其中，在真空条件下，气相沉积原料从蒸发室1中蒸发进入裂解室2，气相沉积原料在裂解室2中进行热裂解成为反应活性单体，反应活性单体经过冷却后进入沉积腔室3中在硅胶管表面进行聚合与结晶。

上述步骤S04中，固态的气相沉积原料真空蒸发的温度由该原料的性质决定，比较优选的是100℃～300℃。

上述步骤S04中，蒸发的气态状原料裂解时，同样需要在高温真空条件下，裂解成为具有反应活性的单体，裂解的温度控制在500℃～850℃，能够有效保证单体的均一性，避免其他副产物的生成。

上述步骤S04中，裂解成具有反应活性的单体在经过冷却达到30℃～35℃时，进入沉积反应室，保持沉积反应室30℃～35℃，开始聚合和结晶于硅胶管的表面，直接形成固体，避免了反应活性单体变成液相的状态，消除了涂层厚度不均匀的缺陷。

在一具体实施例中，上述步骤S04的气相沉积原料为Parylene，其中文名称为派瑞林，为一种二甲苯的二聚体，是一种完全线性的高度结晶结构的材料，具体可选ParyleneN(N型派瑞林)、ParyleneC(C型派瑞林)、ParyleneD(D型派瑞林)和ParyleneHT型(HT型派瑞林)；更优地选择ParyleneN(N型派瑞林)，ParyleneN是纯度最高的Parylene，且是高度线性的高分子聚合物，主链上无卤素基团取代，从固态原料转变为气态原料时，裂解成反应活性单体吸热值相对低，具有很好的穿透能力、逐级反映过程中不产生副产物。

更优地，气相沉积原料裂解成反应活性单体后，温度比较高，为使反应活性单体沉积率高，缩短沉积反应的时间，达到更好的沉积效果，反应活性单体需进行冷却，然后再进行沉积反应，冷却过程最终将反应活性单体的温度降低至至30℃～35℃。

为有效的检测沉积涂覆的效果，在进一步实施例中，上述步骤S04中还应当制作陪片，所述陪片与硅胶管的基材属于同一种材料，用于做涂覆的涂层样品，与待涂覆的硅胶管共同进行涂覆，待涂覆结束，对陪片的涂层进行厚度检测，以衡量硅胶管涂层的厚度。

为了提高上述实施例硅胶管涂覆方法的环保型，在一实施例中，将上述步骤S04产生的废气进行收集处理。在一具体实施例中，该废气收集处理方法为：将上述步骤S04中产生的废气于-90℃～-135℃下进行冷却处理。这样，能够使得废气中含有的未完全反应的可凝性蒸汽、部分的裂解物以及部分副产物在该低温条件下进行凝固，以避免这些可凝性蒸汽、部分的裂解物以及部分副产物排放到大气中，对环境造成污染。

其中，该-90℃～-135℃可以由图1中的冷阱4提供，也即是，将上述步骤S04中产生的废气直接通入冷阱4中进行低温凝固处理，有效捕集尚未反应的可凝性蒸气、部分的裂解物以及部分副产物，避免直接排放造成污染。

以下通过多个实施例来举例说明上述硅胶管涂覆方法。

实施例1

选择尺寸为ID10×OD14×L310mm.的硅胶管30根，留5根做涂覆前后的对比测试，

(1)清洗，用蒸馏水对该硅胶管进行反复清洗3次；

(2)烘干，在70℃环境下烘干；

(3)掩膜，使用ABS塑料件对硅胶管的内壁进行掩盖；

(4)陪片制作，截取一段ID10×OD14×L310mm本实施例中的硅胶管，置于沉积反应腔室内；

(5)反应场所清理，对蒸发室、裂解室、沉积腔室进行除杂，排除一切可能引起的杂质；

(6)前处理可靠性的检测，对掩膜的硅胶管进行检测，主要检测硅胶管的湿度、硅胶管的卫生浸泡以及硅胶管的机械拉伸强度；

(7)装架，将检测合格的30根硅胶管置于沉积腔室中，排列整齐，并将足够量的ParyleneN置于蒸发室中，关闭整个反应仪器；

(8)使用真空泵对整个反应仪器进行抽真空，蒸发室真空度≤140pa,裂解室真空度≤80pa,沉积腔室真空度≤20pa。

(9)对蒸发室进行升温加热，升温至140℃，并保持在该温度状态下进行蒸发；同时，开始加热裂解室，将裂解室加热至600℃，并保持该温度；待气体进入裂解室时，开始启动冷却循环装置，将从裂解室出来的气体降温至30℃～40℃，并对沉积腔室进行加热至30℃～40℃，开始沉积反应，反应时间20小时；

(10)反应结束，关闭所有加热设备，通过冷阱收集尾气，冷阱的温度可设置在-90℃～-135℃区间，待反应仪器等却至室温，从蒸发室缓缓充入空气，取出涂覆的硅胶管以及陪片，送样检测，及时清理反应仪器。

实施例2

选择尺寸为ID10×OD14×L310mm.的硅胶管200根，留10根做涂覆前后的对比测试，

(1)清洗，用蒸馏水对该硅胶管进行反复清洗3次；

(2)烘干，在60℃环境下烘干；

(3)掩膜，使用ABS塑胶件对硅胶管的内壁进行掩盖；

(4)陪片制作，截取一段ID10×OD14×L310mm本实施例中的硅胶管，置于沉积反应腔室内；

(5)反应场所清理，对蒸发室、裂解室、沉积腔室进行除杂，排除一切可能引起的杂质；

(6)前处理可靠性的检测，对掩膜的硅胶管进行检测，主要检测硅胶管的湿度、硅胶管的卫生浸泡以及硅胶管的机械拉伸强度；

(7)装架，将检测合格的190根硅胶管置于沉积腔室中，排列整齐，并将过量的ParyleneN置于蒸发室中，关闭整个反应仪器；

(8)使用真空泵对整个反应仪器进行抽真空，蒸发室真空度≤140pa,裂解室真空度≤80pa,沉积腔室真空≤为20pa。

(9)对蒸发室进行升温加热，升温至140℃，并保持在该温度状态下进行蒸发；同时，开始加热裂解室，将裂解室加热至650℃，并保持该温度；待气体进入裂解室时，开始启动冷却循环装置，将从裂解室出来的气体降温至30℃～40℃，并对沉积腔室进行加热至30℃～40℃，开始沉积反应，反应时间22小时；

(10)反应结束，关闭所有加热设备，通过冷阱收集尾气，冷阱的温度可设置在-90℃～-135℃区间，待反应仪器等却至室温，从蒸发室缓缓充入空气，取出涂覆的硅胶管以及陪片，送样检测，及时清理反应仪器。

为验证本发明实施例提供的硅胶管涂覆方法涂覆的硅胶管是否有效，本发明实施例还提供了在不同环境下将本发明实施例涂覆前后的硅胶管纯水浸泡5天的TOC变化测试结果。

TOC指总有机碳是用来描述水中有机(含碳有机物)污染物含量。采用本发明实施例的涂覆方法对硅胶管进行气相沉积涂覆致密薄膜，检测涂覆前后硅胶管中纯水的TOC含量。

表1是针对上述实施例1～2涂覆的硅胶管进行的测试结果：

表1涂覆后较涂覆前硅胶管纯水浸泡5天的TOC下降率

由该表1可知，实施例1和2中用不同测试环境下涂覆前后硅胶管中纯水的TOC下降率代表硅胶管涂覆前后气味阻隔能力的强弱。实施例1中在普通环境下硅胶管纯水浸泡5天TOC下降率分别为70％、80％；而实施例2中在有机物气体熏蒸加标环境下硅胶管纯水浸泡5天TOC下降率分别为80％、90％，说明了该涂覆方法能有效阻隔硅胶管水体异味问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅胶管涂覆方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S01、对硅胶管进行清洗和掩膜处理；

步骤S02、对所述硅胶管进行可靠性检测；

步骤S03、将所述硅胶管进行装架；

步骤S04、在真空条件下，气相沉积原料经过蒸发、热裂解成反应活性单体、反应活性单体冷却及反应活性单体沉积于所述硅胶管表面。

2.如权利要求1所述的硅胶管涂覆方法，其特征在于：所述步骤S01中的清洗处理是指使用纯水或表面活性剂溶液对硅胶管进行表面清洗；所述掩膜处理是指对不需要涂覆的硅胶管部位进行掩盖。

3.如权利要求1所述的硅胶管涂覆方法，其特征在于：所述步骤S02中可靠性检测包括硅胶管湿度、卫生状况及机械拉伸的检测步骤。

4.如权利要求1所述的硅胶管涂覆方法，其特征在于：所述气相沉积原料为N型派瑞林。

5.如权利要求1所述的硅胶管涂覆方法，其特征在于：所述步骤S03中，所述硅胶管的装架方式包括悬挂式和横向堆积式。

6.如权利要求1～5任一所述的硅胶管涂覆方法，其特征在于：所述步骤S04中，所述热裂解成反应单体的温度范围为500℃～850℃，所述沉积反应温度为30℃～40℃，所述沉积反应时间为20h～22h。

7.如权利要求1～5任一所述的硅胶管涂覆方法，其特征在于：所述步骤S04中反应活性单体沉积于硅胶管表面时，硅胶管可保持静止或者旋转。

8.如权利要求1～5任一所述的硅胶涂覆方法，其特征在于：所述步骤S04之后，还需对废气进行收集处理。

9.如权利要求8所述的硅胶管涂覆方法，其特征在于：所述对废气进行收集处理是将所述步骤S04产生的废气于-90℃～-135℃进行冷却处理。

10.一种饮水机，其特征在于：所述饮水机的硅胶管为如权利要求1～5任一所述的硅胶管涂覆方法制得的硅胶管。