CN110483969B - 一种无孔透湿薄膜材料及其在湿度传感装置中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无孔透湿薄膜材料及其在湿度传感装置中的应用，所述的无孔透湿薄膜材料包含如下重量份的原料组分：聚醚酯30～50份；聚酰胺15～30份；聚氧化乙烯15～30份；硬脂酸聚氧乙烯酯5～10份；异丙苯过氧化氢1～3份。所述的聚醚酯通过如下方法制备得到：取乙二醇和对苯二甲酸二甲酯混合，加入催化剂A，在180～200℃条件下反应2～4h；然后加入甲基烯丙基聚氧乙烯醚和催化剂B，升温至260～280℃，继续反应2～4h即得所述的聚醚酯。由于本发明制备得到的无孔透湿薄膜材料具有非常高的透湿率，其使得湿度传感器壳体内外的湿度一致，保证了湿度传感装置检测湿度的准确性。

Description

一种无孔透湿薄膜材料及其在湿度传感装置中的应用
技术领域
本发明涉及无孔透湿薄膜材料制备技术领域，具体涉及一种无孔透湿薄膜材料及其在湿度传感装置中的应用。
背景技术
湿度传感器用于检测环境中的湿度，一般情况下检测湿度，只需将湿度传感器放置环境中即可。但对于特殊的环境，如冷藏车中都需要安装湿度计，用于检测车内的湿度；在这种特殊的环境中，如果将湿度传感器不加任何保护直接置于冷藏车中，久而久之湿度传感器容易被车内的运输物品污染，从而导致湿度传感器检测不准确。
针对上述问题，本发明发明人开发了一种传感器壳体，将湿度传感器置于壳体内可以有效避免湿度传感器的污染。为了保证壳体内部的湿度与外部的湿度一致，需要才壳体上开孔，开孔处通过设置无孔透湿薄膜来实现。但现有技术中缺乏高透湿性能的无孔透湿薄膜。CN101358020A虽然公开了一种无孔透湿防水改性聚醚酯功能薄膜材料，但其透湿率比较低，仅仅在2000～3000g/m2.24hr，只能应用于鞋内衬、医用衣物以及建筑薄膜等；无法应用于传感器壳体。因此，开发一种具有高透湿率的薄膜材料具有重要的应用前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种无孔透湿薄膜材料，所述的无孔透湿薄膜材料具有较高的透湿率。
本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：
一种无孔透湿薄膜材料，其包含如下重量份的原料组分：
聚醚酯30～50份；聚酰胺15～30份；聚氧化乙烯15～30份；硬脂酸聚氧乙烯酯5～10份；异丙苯过氧化氢1～3份。
优选地，所述的无孔透湿薄膜材料，其包含如下重量份的原料组分：
聚醚酯40～50份；聚酰胺20～25份；聚氧化乙烯20～25份；硬脂酸聚氧乙烯酯5～8份；异丙苯过氧化氢2～3份。
最优选地，所述的无孔透湿薄膜材料，包含如下重量份的原料组分：
聚醚酯40份；聚酰胺25份；聚氧化乙烯25份；硬脂酸聚氧乙烯酯8份；异丙苯过氧化氢2份。
优选地，所述的聚酰胺选自聚酰胺6。
优选地，所述的聚醚酯通过如下方法制备得到：
取乙二醇和对苯二甲酸二甲酯混合，加入催化剂A，在180～200℃条件下反应2～4h；然后加入甲基烯丙基聚氧乙烯醚和催化剂B，升温至260～280℃，继续反应2～4h即得所述的聚醚酯。
所述乙二醇、对苯二甲酸二甲酯以及甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量比为1：1.5～2：15～25。
进一步优选地，所述乙二醇、对苯二甲酸二甲酯以及甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量比为1：1.8～2：15～20。
最优选地，所述乙二醇、对苯二甲酸二甲酯以及甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量比为1：1.8：20。
优选地，所述的催化剂A选用醋酸锌；所述催化剂A的用量为对苯二甲酸二甲酯用量的0.5～2％。
优选地，所述的催化剂B选用草酸钛钾，所述催化剂B的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚用量的1～3％。
上述无孔透湿薄膜材料的制备方法，其包含如下步骤：
将聚醚酯、聚酰胺、聚氧化乙烯、硬脂酸聚氧乙烯酯以及异丙苯过氧化氢混合后在220～250℃下通过双螺杆挤出机挤出即得所述的无孔透湿薄膜材料。
本发明还提供一种湿度传感器壳体，所述的壳体设有开口，所述的开口上设置有由上述无孔透湿薄膜材料制成的无孔防水透湿薄膜。
优选地，所述的壳体呈多面体结构，其中一个以上的面设有开口。
本发明还提供一种湿度传感装置，其包含湿度传感器以及上述湿度传感器壳体，所述的湿度传感器置于所述的湿度传感器壳体中。
有益效果：本发明采用了全新方法制备得到的聚醚酯为原料，配合聚酰胺硬脂酸聚氧乙烯酯以及聚氧化乙烯制备得到的无孔透湿薄膜材料具有非常优异的透湿率；实验表明，以全新方法制备得到的聚醚酯为原料制备得到的无孔透湿薄膜其透湿率大于30000g/m2.24hr，高于现有技术的无孔透湿薄膜材料的10倍以上。进一步地，在原料中加入了硬脂酸聚氧乙烯酯可以使得无孔透湿薄膜材料的透湿率进一步提高。由于本发明制备得到的无孔透湿薄膜材料具有非常高的透湿率，其使得湿度传感器壳体内外的湿度一致，保证了湿度传感装置检测湿度的准确性。
附图说明
图1为本发明其中一种湿度传感器壳体的结构示意图。
具体实施方式
实施例1无孔透湿薄膜材料的制备
原料重量份配比：聚醚酯40份；聚酰胺6 25份；聚氧化乙烯(CAS号：68441-17-8)25份；硬脂酸聚氧乙烯酯(CAS号：9004-99-3)8份；异丙苯过氧化氢2份；
所述的聚醚酯通过如下方法制备得到：取乙二醇和对苯二甲酸二甲酯混合，加入催化剂A，在190℃条件下反应3h；然后加入甲基烯丙基聚氧乙烯醚(型号为TPEG-2400)和催化剂B，升温至270℃，继续反应3h即得所述的聚醚酯；
所述乙二醇、对苯二甲酸二甲酯以及甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量比为1：1.8：20；所述的催化剂A选用醋酸锌；所述催化剂A的用量为对苯二甲酸二甲酯用量的1％；所述的催化剂B选用草酸钛钾，所述催化剂B的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚用量的2％。
无孔透湿薄膜材料的制备方法：将聚醚酯、聚酰胺、聚氧化乙烯、硬脂酸聚氧乙烯酯以及异丙苯过氧化氢混合后在240℃下通过双螺杆挤出机挤出即得所述的无孔透湿薄膜材料。
实施例2无孔透湿薄膜材料的制备
原料重量份配比：聚醚酯30份；聚酰胺6 30份；聚氧化乙烯(CAS号：68441-17-8)15份；硬脂酸聚氧乙烯酯(CAS号：9004-99-3)5份；异丙苯过氧化氢1份；
所述的聚醚酯通过如下方法制备得到：取乙二醇和对苯二甲酸二甲酯混合，加入催化剂A，在180℃条件下反应4h；然后加入甲基烯丙基聚氧乙烯醚(型号为TPEG-2400)和催化剂B，升温至280℃，继续反应2h即得所述的聚醚酯；
所述乙二醇、对苯二甲酸二甲酯以及甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量比为1：1.5：15；所述的催化剂A选用醋酸锌；所述催化剂A的用量为对苯二甲酸二甲酯用量的2％；所述的催化剂B选用草酸钛钾，所述催化剂B的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚用量的1％。
无孔透湿薄膜材料的制备方法：将聚醚酯、聚酰胺、聚氧化乙烯、硬脂酸聚氧乙烯酯以及异丙苯过氧化氢混合后在240℃下通过双螺杆挤出机挤出即得所述的无孔透湿薄膜材料。
实施例3无孔透湿薄膜材料的制备
原料重量份配比：聚醚酯50份；聚酰胺6 15份；聚氧化乙烯(CAS号：68441-17-8)20份；硬脂酸聚氧乙烯酯(CAS号：9004-99-3)10份；异丙苯过氧化氢3份；
所述的聚醚酯通过如下方法制备得到：取乙二醇和对苯二甲酸二甲酯混合，加入催化剂A，在200℃条件下反应2h；然后加入甲基烯丙基聚氧乙烯醚(型号为TPEG-2400)和催化剂B，升温至260℃，继续反应4h即得所述的聚醚酯；
所述乙二醇、对苯二甲酸二甲酯以及甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量比为1：2：25；所述的催化剂A选用醋酸锌；所述催化剂A的用量为对苯二甲酸二甲酯用量的0.5％；所述的催化剂B选用草酸钛钾，所述催化剂B的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚用量的3％。
无孔透湿薄膜材料的制备方法：将聚醚酯、聚酰胺、聚氧化乙烯、硬脂酸聚氧乙烯酯以及异丙苯过氧化氢混合后在240℃下通过双螺杆挤出机挤出即得所述的无孔透湿薄膜材料。
对比例1无孔透湿薄膜材料的制备
原料重量份配比：聚醚酯40份；聚酰胺6 25份；聚氧化乙烯(CAS号：68441-17-8)25份；异丙苯过氧化氢2份；
所述的聚醚酯通过如下方法制备得到：取乙二醇和对苯二甲酸二甲酯混合，加入催化剂A，在190℃条件下反应3h；然后加入甲基烯丙基聚氧乙烯醚(型号为TPEG-2400)和催化剂B，升温至270℃，继续反应3h即得所述的聚醚酯；
所述乙二醇、对苯二甲酸二甲酯以及甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量比为1：1.8：20；所述的催化剂A选用醋酸锌；所述催化剂A的用量为对苯二甲酸二甲酯用量的1％；所述的催化剂B选用草酸钛钾，所述催化剂B的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚用量的2％。
无孔透湿薄膜材料的制备方法：将聚醚酯、聚酰胺、聚氧化乙烯以及异丙苯过氧化氢混合后在240℃下通过双螺杆挤出机挤出即得所述的无孔透湿薄膜材料。
对比例1和实施例1的区别在于，对比例1中不加入硬脂酸聚氧乙烯酯；其余原料均与实施例1相同。
对比例2无孔透湿薄膜材料的制备
原料重量份配比：聚醚酯40份；聚酰胺6 25份；聚氧化乙烯(CAS号：68441-17-8)25份；硬脂酸聚氧乙烯酯(CAS号：9004-99-3)8份；异丙苯过氧化氢2份；
所述的聚醚酯参照CN101358020A中的方法制备得到；
无孔透湿薄膜材料的制备方法：将聚醚酯、聚酰胺、聚氧化乙烯、硬脂酸聚氧乙烯酯以及异丙苯过氧化氢混合后在240℃下通过双螺杆挤出机挤出即得所述的无孔透湿薄膜材料。
将实施例1～3以及对比例1和2制备得到的无孔透湿薄膜材料按常规方法制成无孔透湿薄膜，然后采用倒杯法(JIS L 1099-2006B2法)测试薄膜材料的透湿率，测试结果见表1。
表1.无孔透湿薄膜材料的透湿率结果
测试材料 透湿率(g/m<sup>2</sup>.24hr)
实施例1无孔透湿薄膜材料 34800
实施例2无孔透湿薄膜材料 30400
实施例3无孔透湿薄膜材料 32900
对比例1无孔透湿薄膜材料 18700
对比例2无孔透湿薄膜材料 4200
从表1实施例1～3实验数据可以看出，本发明制备得到的无孔透湿薄膜材料其透湿率大于30000g/m2.24hr，远远大于现有技术制备得到的无孔透湿薄膜材料的透湿率。
从对比例1和实施例1的透湿率数据相比可以看出，实施例1的透湿率远远大于对比例1的透湿率，这说明在以本发明聚醚酯为原料制备无孔透湿薄膜材料过程中加入硬脂酸聚氧乙烯酯可以大幅提高无孔透湿薄膜材料的透湿率。
从对比例2和实施例1的透湿率数据相比可以看出，实施例1的透湿率大于对比例2的透湿率的8倍以上，这说明以本发明所述方法制备得到的聚醚酯为原料制备无孔透湿薄膜材料可以大幅提高无孔透湿薄膜材料的透湿率。
实施例4湿度传感器壳体以及湿度传感装置
图1公开了一种湿度传感器壳体，所述的壳体1呈长方体结构，所述的壳体1设有一开口2，所述的开口2上设置有由实施例1无孔透湿薄膜材料制成的无孔防水透湿薄膜3。所述的湿度传感器置于上述湿度传感器壳体中组成湿度传感装置。
由于实施例1制备得到的无孔透湿薄膜材料具有非常高的透湿率，其使得湿度传感器壳体内外的湿度一致，保证了湿度传感装置检测湿度的准确性。

Claims (9)

1.一种无孔透湿薄膜材料，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
聚醚酯 30～50份；聚酰胺 15～30份；聚氧化乙烯 15～30份；硬脂酸聚氧乙烯酯 5～10份；异丙苯过氧化氢 1～3份；
所述的聚醚酯通过如下方法制备得到：取乙二醇和对苯二甲酸二甲酯混合，加入催化剂A，在180～200℃条件下反应2～4h；然后加入甲基烯丙基聚氧乙烯醚和催化剂B，升温至260～280℃，继续反应2～4h即得所述的聚醚酯；
其中，所述乙二醇、对苯二甲酸二甲酯以及甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量比为1：1.5～2：15～25；
所述的催化剂A选用醋酸锌；所述催化剂A的用量为对苯二甲酸二甲酯用量的0.5～2％；
所述的催化剂B选用草酸钛钾，所述催化剂B的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚用量的1～3％。
2.根据权利要求1所述的无孔透湿薄膜材料，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
聚醚酯 40～50份；聚酰胺 20～25份；聚氧化乙烯 20～25份；硬脂酸聚氧乙烯酯 5～8份；异丙苯过氧化氢 2～3份。
3.根据权利要求1所述的无孔透湿薄膜材料，其特征在于，所述的无孔透湿薄膜材料，包含如下重量份的原料组分：
聚醚酯 40份；聚酰胺 25份；聚氧化乙烯 25份；硬脂酸聚氧乙烯酯 8份；异丙苯过氧化氢 2份。
4.根据权利要求1所述的无孔透湿薄膜材料，其特征在于，所述的聚酰胺选自聚酰胺6。
5.根据权利要求1所述的无孔透湿薄膜材料，其特征在于，所述乙二醇、对苯二甲酸二甲酯以及甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量比为1：1.8～2：15～20。
6.根据权利要求5所述的无孔透湿薄膜材料，其特征在于，所述乙二醇、对苯二甲酸二甲酯以及甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量比为1：1.8：20。
7.一种湿度传感器壳体，其特征在于，所述的壳体设有开口，所述的开口上设置有由权利要求1～6任一项所述的无孔透湿薄膜材料制成的无孔防水透湿薄膜。
8.根据权利要求7所述的湿度传感器壳体，其特征在于，所述的壳体呈多面体结构，其中一个以上的面设有开口。
9.一种湿度传感装置，其特征在于，包含湿度传感器以及权利要求7或8所述的湿度传感器壳体，所述的湿度传感器置于所述的湿度传感器壳体中。
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