CN109796792B - 一种硅胶防腐涂层薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅胶防腐涂层薄膜，包括基材和设置在基材上的硅胶防腐涂层，所述硅胶防腐涂层由硅胶、锌粉、石墨烯片、粘合剂和增稠剂组成。相应地，本发明还公开了一种硅胶防腐涂层薄膜的制备方法。本发明的硅胶防腐涂层通过硅胶、锌粉、石墨烯片、粘合剂和增稠剂的相互配合、相互作用，有效提高薄膜的耐腐蚀性，并使得硅胶防腐涂层自带粘连性能，可以直接粘附在基材上，因此可形成较厚的硅胶防腐涂层，进而提高薄膜的吸湿性。此外，本发明的制备方法简单，可以减少生产工艺和时间。

Description

一种硅胶防腐涂层薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂层薄膜技术领域，尤其涉及一种硅胶防腐涂层薄膜及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高，对环境空气质量的要求也不断提高，一种节能型换气系统正在开发利用，发展到如今，转轮和吸附材料已经发展到了第四代，采用先进的固体吸附技术，可以连续稳定、大负荷的空气调湿运行，特别是在低温低湿工况下可实现-70℃的超低空气露点。空气固体吸附分离目前主要采用转盘式金属吸附体，在除湿过程中，吸附转盘在驱动装置带动下缓慢转动，当吸附转盘在处理空气区域吸附水分子达到饱和状态后，进入再生区域由高温空气进行脱附再生，这一过程中周而复始，干燥空气连续的经温度调节后送入制定空间，达到高精度的温湿度控制。铝箔因其具有优良的散热性能，常用于温度转换介质而广泛应用于转轮装置中，而硅胶具有良好的吸附性能，和硅胶对水分有选择性吸收，常常被作为干燥剂使用，但是铝箔与硅胶或者硅胶如何能够牢固地结合在一起成了迫需解决的问题。

公开号为CN102580692A的专利公开了一种用于空气处理系统的硅胶铝箔的制备方法，该方法先在0.03-0.25mm厚的铝箔表面涂上一层0.5-2μm厚的交联树脂，然后进行高温烘干，接着在交联树脂上涂上一层0.02-0.04mm厚的硅胶，然后进行高温烘干。该方法需要进行两次涂料和两次烘干，步骤繁琐，耗时耗力。此外，0.02-0.04mm厚的硅胶涂覆在0.5-2μm厚的交联树脂，硅胶涂层的厚度远远大于交联树脂涂层的厚度，交联树脂只能粘接部分的硅胶。进一步地，由于树脂的粘附能力有限，从而限制了硅胶涂层的厚度，进而影响了硅胶铝箔的吸水性能和导热性能。

此外，由于硅胶铝箔主要应用在换气装置上。具体的，将多层硅胶铝箔进行叠加，形成硅胶铝板，然后对硅胶铝板进行冲孔，形成形状各异的通孔，让更多的空气进行对流。由于现有的硅胶铝箔抗拉力较低，铝箔在冲压的时候，容易撕裂，降低产品的良率。

其次，应用在沿海区域的换气装置，由于空气中含有大量的盐分，容易腐蚀换气装置，特别是换气装置的硅胶铝箔，从而影响硅胶铝箔的吸湿性能和换气性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种硅胶防腐涂层薄膜，结构简单，吸水性好，耐腐蚀。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种硅胶防腐涂层薄膜，抗拉性能好。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种硅胶防腐涂层薄膜的制备方法，方法简单，生产效率高。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种硅胶防腐涂层薄膜，包括：

基材；

设置在基材上的硅胶防腐涂层，所述硅胶防腐涂层由硅胶、锌粉、石墨烯片、粘合剂和增稠剂组成，其中，所述硅胶的平均孔径为2.45-2.85nm，比表面积为680-720m²/g，孔容为0.36-0.38mL/g，所述硅胶防腐涂层的厚度为30-40μm；

所述增稠剂为聚丙烯酸盐、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种，所述增稠剂的粘度为1000-1800mm²/s；

所述粘合剂为改性丙烯酸酯粘合剂。

作为上述方案的改进，所述锌粉的粒径为15-80nm，所述石墨烯片的面积为0.1-1mm²。

作为上述方案的改进，所述硅胶防腐涂层由以下重量份原料组成：

作为上述方案的改进，所述改性丙烯酸酯粘合剂由以下重量份原料组成：

作为上述方案的改进，所述增稠剂为聚丙烯酸盐，所述增稠剂的粘度为1200-1500mm²/s。

作为上述方案的改进，所述基材为铝箔或铜箔，所述基材的厚度为0.03-0.07mm。

作为上述方案的改进，所述硅胶防腐涂层设置在基材的一侧或两侧。

相应地，本发明还提供了一种硅胶防腐涂层薄膜的制备方法，包括：

提供基材；

将80-150份硅胶、5-15份锌粉、1-2份石墨烯片、2-3份粘合剂、0.05-0.1份增稠剂和水混合均匀，得到硅胶防腐涂层混料，所述硅胶防腐涂层混料的粘度为40-60mm²/s；

将硅胶防腐涂层混料均匀涂布在基材上；

将涂有硅胶防腐涂层的基材件烘干，温度为150-300℃。

作为上述方案的改进，所述硅胶防腐涂层混料的粘度为45-55mm²/s。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明的硅胶防腐涂层通过硅胶、锌粉、石墨烯片、粘合剂和增稠剂的相互配合、相互作用，有效提高薄膜的耐腐蚀性，并使得硅胶防腐涂层自带粘连性能，可以直接粘附在基材上，因此可形成较厚的硅胶防腐涂层，进而提高薄膜的吸湿性。

2、本发明将石墨烯片添加到硅胶防腐涂层中，并通过限定石墨烯片的面积，可以防止薄膜折痕处的硅胶防腐涂层发生断裂，提高薄膜的防腐性能。

3、本发明通过限定粘合剂的种类和分子量，不仅能够提高硅胶防腐涂层的附着力，还不会影响硅胶的吸水性能。此外，本发明的粘合剂还可以增强硅胶防腐涂层薄膜的抗拉力。

4、本发明通过添加增稠剂来增加硅胶防腐涂层混料的粘度，进一步增加硅胶防腐涂层的附着力。具体的，本发明将硅胶防腐涂层混料的粘度调节为40-60mm²/s，不仅可以使混料均匀地涂布在基材上，还可以提高涂布的效率。

5、本发明通过限定增稠剂的种类和粘度，以使本发明的硅胶防腐涂层混料达到预设的粘度，且不影响硅胶的吸水性能。

附图说明

图1是本发明硅胶防腐涂层薄膜的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

参见图1，本发明提供的一种硅胶防腐涂层薄膜，包括基材1，以及设置在基材1上的硅胶防腐涂层2，所述硅胶防腐涂层2由硅胶、锌粉、石墨烯片、粘合剂和增稠剂组成。

具体的，所述硅胶防腐涂层由以下重量份原料组成：

本发明将锌粉添加到硅胶防腐涂层中，以提高硅胶防腐涂层的防腐性能。为了提高硅胶防腐涂层的成膜性能，本发明对锌粉的粒径进行限定，具体的，本发明锌粉的粒径优选为15-80nm。若锌粉的粒径小于15nm，锌粉容易进入到硅胶的孔隙中，影响硅胶的吸湿性能；若锌粉的粒径大于80nm，则影响涂层的成膜。

其次，本发明将石墨烯片添加到硅胶防腐涂层中，不仅可以进一步提高硅胶防腐涂层的耐腐蚀性，还可以提高硅胶防腐涂层薄膜的抗拉力。

进一步地，硅胶防腐涂层薄膜在应用过程中，需要进行弯折，由于硅胶防腐涂层薄膜的为铝箔，铝箔的弯折处容易出现折痕，而位于折横处的硅胶防腐涂层容易断裂，断裂处容易被腐蚀，本发明将石墨烯片添加到硅胶防腐涂层中，还可以防止折痕处的硅胶防腐涂层发生断裂，提高薄膜的防腐性能。为了达到上述的效果，且不影响涂层的成膜和吸湿性能，本发明对石墨烯片的面积进行限定。具体的，所述石墨烯片的面积为0.1-1mm²。如石墨烯片的面积小于0.1mm²，石墨烯片的面积过小，起不到连接的作用；如石墨烯片的面积大于1mm²，石墨烯片的面积过大，影响成膜。

硅胶铝箔在生产过程中，为了将硅胶材料粘附在铝箔上，需要在铝箔上先涂覆一层树脂，然后将硅胶材料涂覆在树脂上进行固化。或者，将硅胶和树脂混合，形成硅胶涂料，并将涂料涂覆在铝箔上，以形成硅胶防腐涂层。由于树脂的粘附能力有限，从而限制了硅胶防腐涂层的厚度，进而影响了硅胶铝箔的吸水性能和导热性能。

本发明的硅胶防腐涂层通过硅胶、粘合剂和增稠剂的相互配合、相互作用，使得硅胶防腐涂层自带粘连性能，可以直接粘附在基材上，因此可形成较厚的硅胶防腐涂层。优选的，所述硅胶防腐涂层的厚度为30-40μm。若硅胶防腐涂层的厚度小于30μm，影响硅胶薄膜的吸水性能；如硅胶防腐涂层的厚度高于40μm，硅胶防腐涂层的吸收性能已经达到恒定状态，再增加涂层的厚度，只会造成浪费。更优的，所述硅胶防腐涂层的厚度为35μm。

需要说明的是，根据客户的需求，所述硅胶防腐涂层可以设置在基材的一侧或两侧。

由于本发明的硅胶需要与粘合剂和增稠剂混合形成硅胶防腐涂层混料，粘合剂和增稠剂容易进入到硅胶的微孔，为了保证硅胶防腐涂层的吸水性能，本发明对硅胶的特征做了具体限定，具体的，所述硅胶的平均孔径为2.45-2.85nm，比表面积为680-720m²/g，孔容为0.36-0.38mL/g。优选的，所述硅胶的平均孔径为2.50-2.70nm，比表面积为690-710m²/g，孔容为0.36-0.38mL/g。若本发明不采用上述规格的硅胶，则硅胶涂层的吸湿量会下降20-40％。

本发明将粘合剂混合在硅胶中，在不影响硅胶的吸水性能的情况下，使硅胶自带粘性能，可以直接粘附在基材上，不需要在基材上另外涂上一层粘合层。由于本发明的硅胶防腐涂层中还添加锌粉和石墨烯片，因此对粘合剂的要求非常高，一般的粘合剂并不适用于本发明。因此本发明的粘合剂优选为改性丙烯酸酯粘合剂。本发明的改性丙烯酸酯粘合剂不仅能够提高硅胶涂层的附着力，还不会影响硅胶的吸水性能。此外，本发明的改性丙烯酸酯粘合剂还可以增强硅胶涂层薄膜的抗拉力。

具体的，所述改性丙烯酸酯粘合剂由以下重量份原料组成：

所述改性丙烯酸酯粘合剂的制备方法，包括：

(1)按配方提供原料；

(2)将甲基丙酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯腈、苯乙酸、N-羟基丙烯酰胺、引发剂及计量算的60-70％的乳化剂和水加入容器中进行加热，升温至70-80℃，反应3h后保温2小时，冷却室温后过滤，得到混合液，并将混合液的pH值调为7.0；

(3)在容器中加入步骤(2)中用剩余的乳化剂和水，边搅拌边升温至70-80℃；

(4)将步骤(2)的混合液滴加到步骤(3)的乳化剂中，时间为3-3.5h，滴加完后保温2-2.5h，冷却室温后过滤，将滤液pH调为7.0，得到改性丙烯酸酯粘合剂。

本发明通过添加增稠剂来增加硅胶防腐涂层混料的粘度，进一步增加硅胶防腐涂层的附着力。具体的，本发明将硅胶防腐涂层混料的粘度调节为40-60mm²/s，不仅可以使混料均匀地涂布在基材上，还可以提高涂布的效率。若硅胶防腐涂层混料的粘度低于40mm²/s，则硅胶防腐涂层的附着力降低，并减少单次涂布硅胶防腐涂层的厚度，增加涂布的时间，且影响硅胶防腐涂层薄膜的抗拉力；若硅胶防腐涂层混料的粘度高于60mm²/s，则增加单次涂布硅胶防腐涂层的厚度，使硅胶防腐涂层的厚度超出预设范围，增加成本。优选的，所述硅胶防腐涂层混料的粘度为45-55mm²/s。

为了使硅胶防腐涂层混料达到预设的粘度，且不影响硅胶的吸水性能，本发明对硅胶防腐涂层选用的增稠剂做了具体限定。所述增稠剂为聚丙烯酸盐、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种，进一步地，所述增稠剂的粘度为1000-1800mm²/s。本发明采用粘度为1000-1800mm²/s的上述增稠剂，能快速准确地将硅胶防腐涂层混料的粘度调节至预设范围。由于上述增稠剂具有良好的稳定性，不与硅胶和粘合剂发生反应，且不影响硅胶的吸水性能。具体的，纤维素类增稠剂通过疏水主链与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体体积，减少了颗粒自由活动的空间，从而提高体系粘度。进一步地，纤维素类增稠剂的增稠效率高，用量少。

基于现有硅胶防腐涂层薄膜生产工艺及环保要求，所述增稠剂为甲基纤维素，所述增稠剂的粘度为1300-1600mm²/s。

此外，聚丙烯酸盐通过羟酸根离子的同性静电斥力，分子链由螺旋状伸展为棒状，从而提高了水相的粘度。进一步地，聚丙烯酸盐还可以与硅胶之间架桥形成网状结构，增加硅胶防腐涂层的抗拉力。

更佳地，所述增稠剂为聚丙烯酸盐，所述增稠剂的粘度为1200-1500mm²/s。

需要说明的是，所述基材1为铝箔或铜箔，但不限于此。优选的，所述基材的厚度为0.03-0.07mm。具体的，所述基材的厚度可以为0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm。若基材的厚度低于0.03mm，则基材厚度太薄，基材在涂覆硅胶防腐涂层混料时，容易撕裂，且形成的硅胶防腐涂层薄膜抗拉力低，在后续的冲压过程中，也容易撕裂。由于本发明硅胶防腐涂层由硅胶、粘合剂和增稠剂制成，通过这三种物质的相互作用，增强了硅胶防腐涂层的抗拉力，因此可以将基材的厚度控制在0.03-0.07mm范围内，不需要太厚的基材，从而降低成本。

相应地，本发明还提供了一种硅胶防腐涂层薄膜的制备方法，包括：

提供基材；

将80-150份硅胶、5-15份锌粉、1-2份石墨烯片、2-3份粘合剂、0.05-0.1份增稠剂和水混合均匀，得到硅胶防腐涂层混料，所述硅胶防腐涂层混料的粘度为40-60mm²/s；

将硅胶防腐涂层混料均匀涂布在基材上；

将涂有硅胶防腐涂层的基材件烘干，温度为150-300℃。

本发明将硅胶防腐涂层混料的粘度调节为40-60mm²/s，不仅可以使混料均匀地涂布在基材上，还可以提高涂布的效率。若硅胶防腐涂层混料的粘度低于40mm²/s，则硅胶防腐涂层的附着力降低，并减少单次涂布硅胶防腐涂层的厚度，增加涂布的时间，且影响硅胶防腐涂层薄膜的抗拉力；若硅胶防腐涂层混料的粘度高于60mm²/s，则增加单次涂布硅胶防腐涂层的厚度，使硅胶防腐涂层的厚度超出预设范围，增加成本。优选的，所述硅胶防腐涂层混料的粘度为45-55mm²/s。

下面将以具体实施例来阐述本发明

实施例1

一种硅胶防腐涂层薄膜，包括铝箔和设置在铝箔上的硅胶防腐涂层；

所述硅胶防腐涂层由以下重量份原料组成：

所述硅胶的平均孔径为2.45-2.85nm，比表面积为680-720m2/g，孔容为0.36-0.38mL/g，所述增稠剂为羧甲基纤维素1000mm²/s，所述粘合剂为改性丙烯酸酯粘合剂，所述锌粉的粒径为15nm，所述石墨烯片的面积为0.1mm²。

实施例2

一种硅胶防腐涂层薄膜，包括铝箔和设置在铝箔上的硅胶防腐涂层；

所述硅胶防腐涂层由以下重量份原料组成：

所述硅胶的平均孔径为2.45-2.85nm，比表面积为680-720m2/g，孔容为0.36-0.38mL/g，所述增稠剂为羟乙基纤维素，所述增稠剂的粘度为1100mm²/s，所述粘合剂为改性丙烯酸酯粘合剂，所述锌粉的粒径为20nm，所述石墨烯片的面积为0.2mm²。

实施例3

一种硅胶防腐涂层薄膜，包括铝箔和设置在铝箔上的硅胶防腐涂层；

所述硅胶防腐涂层由以下重量份原料组成：

所述硅胶的平均孔径为2.45-2.85nm，比表面积为680-720m2/g，孔容为0.36-0.38mL/g，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素，所述增稠剂的粘度为1200mm²/s，所述粘合剂为改性丙烯酸酯粘合剂，所述锌粉的粒径为30nm，所述石墨烯片的面积为0.4mm²。

实施例4

一种硅胶防腐涂层薄膜，包括铝箔和设置在铝箔上的硅胶防腐涂层；

所述硅胶防腐涂层由以下重量份原料组成：

所述硅胶的平均孔径为2.45-2.85nm，比表面积为680-720m2/g，孔容为0.36-0.38mL/g，所述增稠剂为聚丙烯酸盐，所述增稠剂的粘度为1400mm²/s，所述粘合剂为改性丙烯酸酯粘合剂，所述锌粉的粒径为40nm，所述石墨烯片的面积为0.5mm²。

实施例5

一种硅胶防腐涂层薄膜，包括铝箔和设置在铝箔上的硅胶防腐涂层；

所述硅胶防腐涂层由以下重量份原料组成：

所述硅胶的平均孔径为2.45-2.85nm，比表面积为680-720m2/g，孔容为0.36-0.38mL/g，所述增稠剂为甲基纤维素，所述增稠剂的粘度为1600mm²/s，所述粘合剂为改性丙烯酸酯粘合剂，所述锌粉的粒径为50nm，所述石墨烯片的面积为0.6mm²。

实施例6

一种硅胶防腐涂层薄膜，包括铝箔和设置在铝箔上的硅胶防腐涂层；

所述硅胶防腐涂层由以下重量份原料组成：

所述硅胶的平均孔径为2.45-2.85nm，比表面积为680-720m2/g，孔容为0.36-0.38mL/g，所述增稠剂为聚丙烯酸盐和甲基纤维素，所述增稠剂的粘度为1500mm²/s，所述粘合剂为改性丙烯酸酯粘合剂，所述锌粉的粒径为60nm，所述石墨烯片的面积为0.7mm²。

实施例7

一种硅胶防腐涂层薄膜，包括铝箔和设置在铝箔上的硅胶防腐涂层；

所述硅胶防腐涂层由以下重量份原料组成：

所述硅胶的平均孔径为2.45-2.85nm，比表面积为680-720m2/g，孔容为0.36-0.38mL/g，所述增稠剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素和羟乙基纤维素，所述增稠剂的粘度为1700mm²/s，所述粘合剂为改性丙烯酸酯粘合剂，所述锌粉的粒径为70nm，所述石墨烯片的面积为0.8mm²。

实施例8

一种硅胶防腐涂层薄膜，包括铝箔和设置在铝箔上的硅胶防腐涂层；

所述硅胶防腐涂层由以下重量份原料组成：

所述硅胶的平均孔径为2.45-2.85nm，比表面积为680-720m2/g，孔容为0.36-0.38mL/g，所述增稠剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素，所述增稠剂的粘度为1800mm²/s，所述粘合剂为改性丙烯酸酯粘合剂，所述锌粉的粒径为80nm，所述石墨烯片的面积为1mm²。

对比例1

一种硅胶防腐涂层薄膜，包括铝箔、设置在铝箔的交联树脂、以及设置在交联树脂上的硅胶。

对比例2

一种硅胶防腐涂层薄膜，包括铝箔和设置在铝箔上的硅胶防腐涂层，所述硅胶防腐涂层由硅胶和交联树脂制成。

对比例3

一种硅胶防腐涂层薄膜，包括铝箔和设置在铝箔上的硅胶防腐涂层，所述硅胶防腐涂层由硅胶、水性丙烯酸树脂和石墨烯制成。

对实施例1-8和对比例1-3的硅胶防腐涂层薄膜进行测试，结果如下：

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种硅胶防腐涂层薄膜，其特征在于，包括：

基材；

设置在基材上的硅胶防腐涂层，所述硅胶防腐涂层由硅胶、锌粉、石墨烯片、粘合剂和增稠剂组成，其中，所述硅胶的平均孔径为2.45-2.85nm，比表面积为680-720m²/g，孔容为0.36-0.38mL/g，所述硅胶防腐涂层的厚度为30-40μm；

所述增稠剂为聚丙烯酸盐、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种，所述增稠剂的粘度为1000-1800mm²/s；

所述粘合剂为改性丙烯酸酯粘合剂。

2.如权利要求1所述的硅胶防腐涂层薄膜，其特征在于，所述锌粉的粒径为15-80nm，所述石墨烯片的面积为0.1-1mm²。

3.如权利要求2所述的硅胶防腐涂层薄膜，其特征在于，所述硅胶防腐涂层由以下重量份原料组成：

4.如权利要求1所述的硅胶防腐涂层薄膜，其特征在于，所述改性丙烯酸酯粘合剂由以下重量份原料组成：

5.如权利要求1所述的硅胶防腐涂层薄膜，其特征在于，所述增稠剂为聚丙烯酸盐，所述增稠剂的粘度为1200-1500mm²/s。

6.如权利要求1所述的硅胶防腐涂层薄膜，其特征在于，所述基材为铝箔或铜箔，所述基材的厚度为0.03-0.07mm。

7.如权利要求1所述的硅胶防腐涂层薄膜，其特征在于，所述硅胶防腐涂层设置在基材的一侧或两侧。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的硅胶防腐涂层薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

提供基材；

将80-150份硅胶、5-15份锌粉、1-2份石墨烯片、2-3份粘合剂、0.05-0.1份增稠剂和水混合均匀，得到硅胶防腐涂层混料，所述硅胶防腐涂层混料的粘度为40-60mm²/s；

将硅胶防腐涂层混料均匀涂布在基材上；

将涂有硅胶防腐涂层的基材件烘干，温度为150-300℃。

9.如权利要求8所述的硅胶防腐涂层薄膜的制备方法，其特征在于，所述硅胶防腐涂层混料的粘度为45-55mm²/s。

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