CN113567323A - 一种防水透气膜组件及带有防水透气膜组件的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防水透气膜组件及带有防水透气膜组件的电子设备，该防水透气膜组件包括防水透气层、吸附层和环状包边，防水透气层位于防水透气膜组件靠近外界环境的一侧；防水透气层和环状包边形成容纳腔，吸附层位于容纳腔内；在俯视所述环状包边和所述吸附层时，吸附层的外边界位于所述环状包边外边界的内侧；该防水透气膜组件的防水性能为IP67或IP68，透气速率为100‑6000ml/min/cm2@7kPa；吸附层的比表面积为700㎡/g‑2000㎡/g；通过对吸附层进行包边处理，使得吸附层在厚度方向基本不受力，不会出现分层现象；该防水透气膜组件不仅具有高防水性和高透气性，还能吸收空气中VOC、臭氧等有害气体；特别适合应用于传感器电子设备领域中，保证壳体内部传感器传输信号的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及膜材料技术领域，更具体的说是涉及一种防水透气膜组件及带有防水透气膜组件的电子设备。
背景技术
随着经济的发展以及产业结构的调整，各行业对膜材料的市场需求不断上升；其中由于防水透气膜具有既能有效阻止水通过，又能允许气体通过的功能，而备受各行业的偏爱。防水透气膜是一种新型的高分子防水材料，它具有十分广泛的应用范围，主要被应用于建筑、电子、化工医疗设备以及食品包装等领域；例如在含有各种控制电路板或各类传感器的电子设备的壳体上大多都设置有防水透气膜，一方面有利于消除或减小在壳体的内部与外部之间所产生的压力差，另一方面具有较强的耐水性，从而保证了壳体内体各种电子部件的安全，使得电子设备能够在水下正常工作。
在一些特殊领域中，人们希望防水透气膜组件能起到更多的作用；例如在传感器电子设备领域中，人们希望防水透气膜组件也能起到净化空气的作用；这是因为传感器内部电子零部件十分灵敏，外界空气中的污染性气体(VOC、臭氧等气体)容易通过防水透气膜组件对对传感器电子设备内部的零部件造成一定的影响，继而影响传感器传输信号或数据的准确性；但目前市面上还没有出现类似功能的防水透气膜组件，这一定程度上也限制了防水透气膜的发展和应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种防水透气膜组件及带有防水透气膜组件的电子设备，该防水透气膜组件不仅具有高防水性和高透气性，还能吸收空气中VOC、臭氧等有害气体；特别适合应用于传感器电子设备领域中，保证壳体内部传感器传输信号的准确性。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种防水透气膜组件，包括防水透气层、用于吸附VOC物质的吸附层和环状包边，所述防水透气层位于防水透气膜组件靠近外界环境的一侧；所述防水透气层和环状包边形成容纳腔，所述吸附层位于容纳腔内；
在俯视所述环状包边和所述吸附层时，所述吸附层的外边界位于所述环状包边外边界的内侧；所述防水透气膜组件用于传感器的防水透气；
所述防水透气膜组件的防水性能为IP67或IP68，透气速率为100-6000ml/min/cm2@7kPa；所述吸附层的比表面积为700m2/g-2000m2/g。
VOC物质是指易挥发的有机物质的总称，常见的有甲醛、甲苯和二甲苯等物质；VOC物质和臭氧气体过多时就会对传感器的正常工作造成影响，传感器无法精确采集或传输数据；本发明的本发明的防水透气膜组件中，通过设置有吸附层，吸附层中包括有吸附剂，吸附剂可以为活性炭、硅藻土、沸石等物质(优选为活性炭)，这些物质对VOC物质和臭氧均具有不错的吸附作用；一般情况，物质的比表面积越大，对VOC物质和臭氧的吸附作用也越强；本发明中吸附层的比表面积为700m2/g-2000m2/g(通过BET法测得)，比表面积较大，对VOC气体和臭氧气体均具有较强的吸附作用，使得环境中的VOC气体和臭氧气体的含量很低，不会影响传感器的正常工作，继而保证数据的准确性；
此外，本发明的防水透气膜组件中还包括有防水透气层，防水透气层位于防水透气膜组件靠近外界环境的一侧，本发明所使用的防水透气层具有高度疏水性、耐热稳定性、优良的耐化学品性和绝缘性等特征，能够起到防止外界水、酸液和碱液等液体进入到电子设备内部，避免了传感器的损坏，继而保证了电子设备能够长时间的正常使用；
为了使吸附层具有较高的比表面积，能够在短时间内吸收较多的VOC气体和臭氧气体，同时具有较长的使用寿命；那么吸附层中的吸附剂必然是多孔结构(例如活性炭、沸石等都是多孔结构)；而由于多孔结构的存在，吸附层在厚度方向受到较大的力作用时，吸附层因强度不足在厚度方向上被撕裂从而出现分层(在安装运输加工等过程中均容易出现分层)；为了防止吸附层出现分层的现象，本发明进行包边处理，通过设置有环状包边，防水透气层和环状包边形成容纳腔，所述吸附层位于容纳腔内，吸附层的外边界位于所述环状包边外边界的内侧，这样的结构设置使得吸附层在厚度方向基本不受力(或者说受到的力较小)，不会出现分层现象，保证防水透气膜组件能够快速高效的吸附VOC气体和臭氧气体，同时具有较长的使用寿命；
由于防水透气层的存在，使得本发明防水透气膜组件的防水性能为IP67或IP68，防水性能优异，满足实际应用的需求；本发明中吸附层的存在不会对膜组件的透气速率造成影响(或者说影响很小)，经过透气速率测试，本发明防水透气膜组件的100-6000ml/min/cm2@7kPa，透气速率大，壳体内部的气体能够快速透过膜组件进入到外界环境中，保证壳体内外气压的平衡，壳体内部温度也不会过高，传感器能够长时间稳定高效的工作；
防水透气膜组件的防水性能是通过IP防水测试仪测得；防水透气膜组件的透气速率测试方法：将有效透气面积为Scm2的防水透气膜组件粘贴在具有开孔(开孔直径1.0mm)的不锈钢工装表面，不锈钢工装的另外一端连接气压传感器、气体流量传感器、气体调压阀与压缩气源。调节气体调压阀使气压传感器示数达到7kPa，读取气体流量传感器上的度数QmL/min，则防水透气膜组件的透气速率为Q/S ml/min/cm2@7kPa。
作为本发明的进一步改进，还包括有支撑层，所述支撑层位于防水透气膜组件背离外界环境的一侧；所述支撑层、环状包边和防水透气层形成容纳腔，所述吸附层位于容纳腔内；所述防水透气膜组件对臭氧的吸附容量为30-120mg/cm3。
通过设置有支撑层，支撑层为防水透气层和吸附层提高支撑作用，保证整个防水透气膜具有足够的机械强度，满足各种加工装配等操作的需求；由于吸附层内部的吸附剂为多孔材料，那么吸附层在运输和安装等过程中出现微粒、纤维等物质脱落的现象，这些脱落的颗粒和纤维就会对壳体内部的传感器造成影响，使得传感器无法正常工作，大大降低传感器的使用寿命；而支撑层位于防水透气膜组件背离外界环境的一侧，支撑层、环状包边和防水透气层形成相对封闭的容纳腔，当吸附层在运输和安装等过程中出现微粒、纤维等物质脱落的现象后，这些杂质颗粒，纤维也会掉落在支撑层上，不会对传感器的正常工作造成影响，继而保证传感器具有较长的使用寿命；吸附容量指一定温度及一定的吸附质浓度下，单位吸附剂吸附吸附质的最大量；吸附容量越大，说明吸附剂对某种物质能够吸附的最大量就越大；通过吸附测试后发现，本发明的防水透气膜组件对臭氧的吸附容量为30-120mg/cm3，吸附容量较大，说明了本发明的吸附层能够吸附较多的臭氧，继而说明该吸附层具有较长的使用寿命，能够长时间保证传感器正常工作；吸附效率的测试方法为在某一时刻上游臭氧的含量为A，经过膜组件吸附后，下游臭氧含量为B，那么此时吸附效率为(A-B)/A；本发明中的防水透气膜组件在工作30小时的时候，其吸附效率依然大于95％，进一步说明该膜组件能够在短时间内快速吸附臭氧，将臭氧气体对传感器的影响降低到最低，保证传感器长时间正常工作，高质量的工作。
作为本发明的进一步改进，所述吸附层为活性炭纤维布，所述活性炭纤维布上设置有若干个贯穿活性炭纤维布厚度方向的第一通孔，所述吸附层的透气速率为50-300mL/s/cm2@200Pa。
吸附层的存在，使得防水透气膜组件对VOC和臭氧等有害物质有了一定的吸附作用，但壳体内部的气体需要先通过吸附层，再通过防水透气层才能散发到外界环境中；即吸附层的存在，容易导致整个防水透气膜组件的透气速率大大降低；那么如何保证吸附层既对VOC和臭氧等有害物质有了较大的吸附作用，同时又不影响膜组件的透气速率，使得膜组件有较大的透气速率，保证防水透气膜组件内侧的传感器具有较高采集样品气体的效率；本发明中通过将活性炭纤维布作为吸附层，活性炭纤维布对VOC和臭氧等有害物质有了较大的吸附作用；且活性炭纤维布上有若干个贯穿活性炭纤维布厚度方向的第一通孔，第一通孔可以为圆形，方向或其他各种符合本发明要求的形状；第一通孔的存在，保证了膜组件具有较高的透气速率；经过测试发现其透气速率为50-300mL/s/cm2@200Pa，这样就保证了壳体内部的气体能够在较短时间内散发到外界环境中，保持壳体内外气压的平衡，壳体内部的传感器能够长时间正常工作。
作为本发明的进一步改进，所述第一通孔的孔径为40-120μm，所述第一通孔在活性炭纤维布表面的孔面积率为5-40％；所述活性炭纤维布的克重为50-350g/m2。
本发明中第一通孔的孔径为40-120μm，第一通孔在活性炭纤维布表面的孔面积率为5-40％，这样孔径，这样数量的第一通孔保证了吸附层具有较高的透气速率，继而保证壳体内部的气体能够在较短时间内散发到外界环境中；此外活性炭纤维布的克重为50-350g/m2，是的吸附层具有不错的力学强度。
作为本发明的进一步改进，所述活性炭纤维布包括经线和纬线，所述经线和所述纬线的直径为3-12μm；所述活性炭纤维布对臭氧的吸附容量为30-140mg/cm3；所述活性炭纤维布的拉伸强度至少不低于100N。
本发明的活性炭纤维布具有比表面积大、吸收性能高和脱附速度快的优点，对于臭氧，其吸附吸附容量为30-140mg/cm3，能够长时间高效吸附臭氧，使用寿命长；但由于活性炭纤维布是多孔材料，普通的活性炭纤维布的力学强度较低，进行各项处理的难度较大；本发明中活性炭纤维布包括经线和纬线，经线和纬线的直径为3-12μm，通过经编或者小剑杆等编织方式进行编织，从而有利于保证活性炭纤维布的力学性能；本发明中活性炭纤维布的拉伸强度至少不低于100N，进一步说明了该活性炭纤维布具有相对较大的力学强度，能够满足实际操作处理的需求，加工处理的难度较低。
作为本发明的进一步改进，所述环状包边的厚度为0.2-2mm，所述吸附层的厚度不低于环状包边的厚度，所述吸附层沿厚度方向的压缩率为0-30％。
本发明中支撑层、环状包边和防水透气层形成容纳腔，吸附层位于容纳腔内；因此环状包边的厚度大小会对吸附层的厚度大小产生较大的影响，当环状包边的厚度过大时，会导致整个防水透气膜组件的厚度过大，不利于装配；而当环状包边的厚度过小时，会导致吸附层的厚度也过小，那么吸附层对VOC、臭氧等有害物质的吸附量也较低，即整个防水透气膜组件的使用寿命较短，需要定期更换，这样就无法满足实际应用的需求；而本发明中环状包边的厚度为0.2-2mm，一方面保证了整个防水透气膜组件具有合适的厚度，适宜装配，另一方面利于吸附层也具有合适的厚度，吸附层对VOC、臭氧等有害物质的吸附量较大，整个防水透气膜组件的使用寿命较长，不需要更换，经济效益高；同时为了进一步提高吸附层的吸附量，延长整个膜组件的使用寿命，本发明中吸附层的原厚度不低于环状包边的厚度，同时可以对吸附层进行了一定的压缩，压缩率为0-30％，作为优选，压缩率为5-25％，(压缩率过大，会导致吸附层的透气速率大大降低，同时降低吸附层的力学性能，导致膜组件无法满足实际应用的需求；)，这样压缩后的吸附层厚度既不会大于环状包边的厚度，整个膜组件具有合适的厚度，同时吸附层具有较大的吸附量，使用寿命长，并且具有较高的透气速率，进一步满足实际应用的需求。
作为本发明的进一步改进，所述环状包边的内径为0.2-5.0mm，外径为1-6mm，所述吸附层的直径不低于环状包边的内径，小于环状包边的外径；所述吸附层的径向压缩率为0-30％。
除了环状包边的厚度大小会对吸附层的吸附总量产生较大的影响外，环状包边的内径大小也会影响吸附层的吸附总量，环状包边的内径过小，那么就会导致吸附层的吸附总量过低，膜组件的使用寿命过短，环状包边的内径过大，则导致整个膜组件整体的直径过大，不利于安装；本发明中环状包边的内径为0.2-5.0mm，作为优选，宽度为0.5-4.5mm，既使得吸附层对VOC、臭氧等有毒物质有较大的吸附量，膜组件的使用寿命长，又保证了膜组件整体具有合适的直径，便于安装；
同时环状包边的外径为1-6mm，环状包边的外径与内径两者之差就是环状包边的宽度；吸附层的直径不低于环状包边的内径，小于环状包边的外径；这样就保证了对吸附层进行包边处理，吸附层在厚度方向受到的力较小，不容易分层；此外，在径向方向上(吸附层的平面方向上，也是与厚度方向相垂直的方向上)，吸附层的压缩率为0-30％，可以进行压缩，也可以不压缩，具体根据实际性能需求决定，优选是也进行少量的压缩，进一步提高吸附层的吸附量，延长使用寿命，同时又具有较高的透气速率。
作为本发明的进一步改进，所述环状包边为环状胶层，所述环状胶层包括第一胶粘层和第二胶粘层，第一胶粘层与防水透气层相粘结，第二胶粘层与支撑层相粘结。
本发明的环状包边为环状胶层，该环状胶层是一种双面胶，可以为压敏胶，热敏胶，光敏胶或其他类型双面胶，来源十分广泛，可以根据具体实际需求选择合适的双面胶；所述环状胶层的粘结强度为10-45N/cm，其具有较大的粘性，通过环状胶层来粘结防水透气层和支撑层，满足实际应用的需求；环状胶层包括第一胶粘层和第二胶粘层，第一胶粘层和第二胶粘层可以直接粘连在一起，也可以不直接粘结在一起，具体根据实际性能需求决定。
作为本发明的进一步改进，在吸附层外边界的外侧，所述第一胶粘层直接接合于所述第二胶粘层；
所述吸附层外壁与环状胶层的内壁相抵触或所述吸附层两侧分别与第一胶粘层和第二胶粘层相粘结；
所述吸附层的侧面借助于所述第一胶粘层和所述第二胶粘层与外部隔离。本发明中，环状包边(环状胶层)的结构可以为第一胶粘层一侧与防水透气层相粘结，另一侧则完全直接与第二胶粘层相粘结，第一胶粘层与第二胶粘层形成环状包边(环状胶层)，此外吸附层外壁与环状胶层的内壁相抵触，从而形成相应的防水透气膜组件，此时防水透气层和支撑层能够对吸附层在厚度方向上有一个作用力，使得吸附层在厚度方向上进行一定的压缩；而环状包边(环状胶层)则可以在径向方向上对吸附层有一定的作用力，使得吸附层在径向上也有一定的压缩，那么在空间保持不变的情况下，吸附层能够具有更大的吸附量，使得膜组件的使用寿命更长；
而当吸附层厚度较小时，环状包边(环状胶层)的结构也可以为第一胶粘层一侧与防水透气层相粘结，另一侧部分与第二胶粘层粘结，部分与吸附层相粘结(即吸附层的边缘区域一侧与第一胶粘层相粘结，另一侧第二胶粘层相粘结，此时第一胶粘层和第二胶粘层会对吸附层的边缘部分可以有一定的作用力，即吸附层的边缘部分在厚度方向可以被一定的压缩)，此时吸附层的直径长度大于环状包边的内径，小于环状包边的外径，从而形成相应的防水透气膜组件。
作为本发明的进一步改进，所述环状胶层还包括第三胶粘层，所述第三胶粘层一侧和第一胶粘层相粘结，另一侧和第二胶粘层相粘结；
所述吸附层一侧与第一胶粘层相抵触，另一侧与第二胶粘层相抵触；所述吸附层的两端部均与第三胶粘层的内端面相抵触。
当吸附层厚度较大，且宽度较大时，环状包边(环状胶层)的结构还可以包括第三胶粘层，第三胶粘层用于粘结第一胶粘层和第二胶粘层，且第三胶粘层的内径大于第一胶粘层和第二胶粘层的内径(第一胶粘层的内径和第二胶粘层的内径相同)第三胶粘层可以在径向方向上对吸附层有一定的作用力，使得吸附层在径向上有一定的压缩；与此同时第一胶粘层和第二胶粘层可以对吸附层的边缘部分在厚度方向上有一定的作用力，即吸附层的边缘部分在厚度方向上可以被一定的压缩，从而形成相应的防水透气膜组件，继而使得防水透气膜组件对VOC气体和臭氧气体等有害物质有很大的吸附量，使用寿命长，同时还有很大的透气速率
作为本发明的进一步改进，所述防水透气层为第一防水透气膜，该第一防水透气膜为PTFE防水透气膜；
所述防水透气层的IPA泡点为10-280KPa；孔隙率为30-70％；厚度为10-100μm。
由于防水透气层位于防水透气膜组件靠近外界环境的一侧，防水透气层会与外界的水，酸碱液等外界液体直接接触，因此本发明的防水透气层为第一防水透气膜，该第一防水透气膜为PTFE防水透气膜，其具有很强的防水性和耐酸碱稳定性，保证了整个防水透气膜组件不会受到外界水等液体的侵蚀，保证壳体内部传感器的正常使用；
若防水透气层的厚度过小，则防水透气层的力学性能较差，无法满足实际应用的需求；若防水透气层的厚度过大，则会导致整个防水透气膜组件的厚度过大，不利于进行组装加工；本发明中防水透气层的厚度为10-100μm，既保证了防水透气层具有不错的力学性能，满足工业化生产的需求，另一方面保证了整个防水透气膜组件具有合适的厚度，便于后续的组装加工；此外通过本发明中防水透气层的IPA泡点为10-280KPa，孔隙率为30-70％，保证了整个防水透气膜组件具有较高的透气率，又能起到较好的防水作用，经济效益高。
作为本发明的进一步改进，所述支撑层为第二防水透气膜，所述第二防水透气膜为PTFE膜、PU膜、PE膜、PP膜和PVDF膜中的任意一种；作为优选，第二防水透气膜为PTFE膜；所述支撑层的IPA泡点为1-280KPa；孔隙率为30-80％；厚度为10-100μm。
支撑层是为防水透气层和吸附层提高支撑作用，保证整个防水透气膜具有足够的机械强度，满足各种加工装配等操作的需求；因此支撑层需要有足够的力学强度和较高的透气速率；若支撑层的厚度过小，则支撑层的力学性能较差，无法满足实际应用的需求；若支撑层的厚度过大，则会导致整个防水透气膜组件的厚度过大，不利于进行组装加工安装；本发明中支撑层的厚度为10-100μm，既保证了支撑层具有不错的力学性能，提供较大的支撑作用，另一方面保证了整个防水透气膜组件具有合适的厚度，便于后续的组装加工；此外通过本发明中支撑层的IPA泡点为1-280KPa，孔隙率为30-80％，这样的支撑层进一步保证了整个防水透气膜组件具有较高的透气率，经济效益高。
作为本发明的进一步改进，一种带有防水透气膜组件的电子设备，包括壳体、配置于所述壳体内部的传感器、安装在壳体上的防水透气膜组件，所述防水透气膜组件为权利要求1-12任意一项所述的防水透气膜组件；所述壳体上设置有金属盖，金属盖底部设置有透气孔，所述防水透气膜组件位于金属盖内以防止水从外部进入到所述壳体内。
本发明的防水透气膜组件主要安装在传感器领域中，通过在防水透气层上设置有一层背胶(胶黏剂，双面胶)，从而将防水透气膜组件粘结在金属盖的凹槽内，从而起到防水透气的作用，保证壳体内外气压的平衡，并且防止外界水等液体进入壳体内部影响传感器的正常工作，同时该防水透气膜组件对VOC和臭氧等有害物质具有较大的吸附量和吸附速率，使得传感器能够长时间正常工作，准确输出各种数据，经济效益高。
本发明的有益效果：本发明的防水透气膜组件包括防水透气层、用于吸附VOC物质的吸附层和环状包边；其中防水透气层位于防水透气膜组件靠近外界环境的一侧，防止外界水等液体进入壳体内部，影响传感器等电子部件的正常工作；防水透气层和环状包边形成容纳腔，所述吸附层位于容纳腔内，在俯视所述环状包边和所述吸附层时，所述吸附层的外边界位于所述环状包边外边界的内侧，通过对吸附层进行包边处理，避免吸附层出现分层现象；防水透气膜组件用于传感器的防水透气；防水透气膜组件的防水性能为IP67或IP68，透气速率为100-6000ml/min/cm2@7kPa；吸附层的比表面积为700m2/g-2000m2/g。该防水透气膜组件不仅具有高防水性和高透气性，还能吸收空气中VOC、臭氧等有害气体；特别适合应用于传感器电子设备领域中，保证壳体内部传感器传输信号的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例1的防水透气膜组件的结构示意图；
图2为本发明实施例2的防水透气膜组件的结构示意图；
图3为本发明实施例3的防水透气膜组件的结构示意图；
图4为本发明实施例4和5的防水透气膜组件的结构示意图；
图5为本发明带有防水透气膜组件的电子设备的结构示意图；
图6为本发明中吸附层的结构示意图；
附图标记：1、防水透气层；11、容纳腔；2、吸附层；3、环状包边；31、第一胶粘层；32、第二胶粘层；33、第三胶粘层；4、支撑层；5、壳体；51、金属盖；52、透气孔；6、防水透气膜组件；
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例1
一种防水透气膜组件6，包括防水透气层1、用于吸附VOC物质的吸附层2和环状包边3，所述防水透气层1位于防水透气膜组件6靠近外界环境的一侧；所述防水透气层1和环状包边3形成容纳腔11，所述吸附层2位于容纳腔11内；
在俯视所述环状包边3和所述吸附层2时，所述吸附层2的外边界位于所述环状包边3外边界的内侧；防水透气膜组件6用于传感器的防水透气；
所述吸附层2的比表面积为1200m2/g；
该吸附层2为活性炭纤维布，活性炭纤维布上设置有若干个贯穿活性炭纤维布厚度方向的第一通孔，第一通孔的孔径为80μm，第一通孔在活性炭纤维布表面的孔面积率为25％；
所述活性炭纤维布包括经线和纬线，经线和所述纬线的直径为8μm；活性炭纤维布的克重为200g/m2；活性炭纤维布的拉伸强度至少不低于100N；
所述环状包边3的厚度为1.0mm，所述吸附层2的厚度与环状包边3的厚度相同；环状包边3的内径为2mm，外径为3mm，吸附层2的径向压缩率为5％，(压缩前径长为2.1mm，压缩后径长为2mm)；环状包边3为环状胶层
防水透气层1为第一防水透气膜，该第一防水透气膜为PTFE防水透气膜；防水透气层1的IPA泡点为60KPa；孔隙率为40％；厚度为50μm。
实施例2
一种防水透气膜组件6，包括防水透气层1、用于吸附VOC物质的吸附层2、环状包边3和支撑层4，防水透气层1位于防水透气膜组件6靠近外界环境的一侧，支撑层4位于防水透气膜组件6背离外界环境的一侧；支撑层4、环状包边3和防水透气层1形成容纳腔11，吸附层2位于容纳腔11内；
在俯视所述环状包边3和所述吸附层2时，吸附层2的外边界位于所述环状包边3外边界的内侧；防水透气膜组件6用于传感器的防水透气；
吸附层2的比表面积为1800m2/g；吸附层2为活性炭纤维布，活性炭纤维布上有若干个贯穿活性炭纤维布厚度方向的第一通孔，第一通孔的孔径为50μm，第一通孔在活性炭纤维布表面的孔面积率为35％；活性炭纤维布包括经线和纬线，所述经线和所述纬线的直径为5μm，所述活性炭纤维布的克重为100g/m2；活性炭纤维布的拉伸强度至少不低于100N。
环状包边3为环状胶层，环状胶层包括第一胶粘层31和第二胶粘层32，第一胶粘层31与防水透气层1相粘结，第二胶粘层32与支撑层4相粘结；
在吸附层2外边界的外侧，第一胶粘层31直接接合于所述第二胶粘层32，吸附层2边缘部分的一侧与第一胶粘层31粘结，另一侧和第二胶粘层32相粘结；吸附层2的侧面借助于所述第一胶粘层31和所述第二胶粘层32与外部隔离。
环状包边3的厚度为0.5mm，所述吸附层2压缩前的厚度等于环状包边3的厚度；
环状包边3的内径为2.5mm，外径为5mm，所述吸附层2的直径为3mm，径向的压缩率为0；
防水透气层1为第一防水透气膜，该第一防水透气膜为PTFE防水透气膜；该防水透气层1的IPA泡点为90KPa；孔隙率为45％；厚度为25μm；
支撑层4为第二防水透气膜，第二防水透气膜为PU膜，支撑层4的IPA泡点为220KPa；孔隙率为70％；厚度为60μm。
实施例3
一种防水透气膜组件6，包括防水透气层1、用于吸附VOC物质的吸附层2、环状包边3和支撑层4，防水透气层1位于防水透气膜组件6靠近外界环境的一侧，支撑层4位于防水透气膜组件6背离外界环境的一侧；支撑层4、环状包边3和防水透气层1形成容纳腔11，所述吸附层2位于容纳腔11内；
在俯视所述环状包边3和所述吸附层2时，所述吸附层2的外边界位于所述环状包边3外边界的内侧；防水透气膜组件6用于传感器的防水透气；
吸附层2的比表面积为800m2/g；吸附层2为活性炭纤维布，活性炭纤维布上设置有若干个贯穿活性炭纤维布厚度方向的第一通孔，第一通孔的孔径为110μm，第一通孔在活性炭纤维布表面的孔面积率为15％；活性炭纤维布包括经线和纬线，所述经线和所述纬线的直径为11μm，所述活性炭纤维布的克重为300g/m2；活性炭纤维布的拉伸强度至少不低于100N。
环状包边3为环状胶层，所述环状胶层包括第一胶粘层31、第二胶粘层32和第三胶粘层33，其中第一胶粘层31与防水透气层1相粘结，第二胶粘层32与支撑层4相粘结；第三胶粘层33一侧和第一胶粘层31相粘结，另一侧和第二胶粘层32相粘结；
吸附层2一侧与第一胶粘层31相抵触，另一侧与第二胶粘层32相抵触；所述吸附层2的两端部均与第三胶粘层33的内端面相抵触。
环状包边3的厚度为1.8mm，吸附层2的厚度等于环状包边3的厚度；
第一胶粘层31和第二胶粘层32的内径为3mm，外径为4.5mm，第三胶粘层33的内径为3.5mm,外径为4.5mm；吸附层2的径向压缩率为12.5％(压缩前内径为4，压缩后内径为3.5mm)；
所述防水透气层1为第一防水透气膜，该第一防水透气膜为PTFE防水透气膜；
所述防水透气层1的IPA泡点为10-280KPa；孔隙率为30-70％；厚度为10-100μm。所述支撑层4为第二防水透气膜，所述第二防水透气膜为PTFE膜、PU膜、PE膜、PP膜和PVDF膜中的任意一种；支撑层4的IPA泡点为1-280KPa；孔隙率为30-80％；厚度为10-100μm。
实施例4
一种防水透气膜组件6，包括防水透气层1、用于吸附VOC物质的吸附层2、环状包边3和支撑层4，防水透气层1位于防水透气膜组件6靠近外界环境的一侧，支撑层4位于防水透气膜组件6背离外界环境的一侧；支撑层4、环状包边3和防水透气层1形成容纳腔11，吸附层2位于容纳腔11内；
在俯视所述环状包边3和所述吸附层2时，吸附层2的外边界位于所述环状包边3外边界的内侧；防水透气膜组件6用于传感器的防水透气；
吸附层2的比表面积为1000m2/g；该吸附层2为活性炭纤维布，活性炭纤维布上设置有若干个贯穿活性炭纤维布厚度方向的第一通孔，第一通孔的孔径为100μm，第一通孔在活性炭纤维布表面的孔面积率为20％；活性炭纤维布包括经线和纬线，所述经线和所述纬线的直径为9μm，活性炭纤维布的克重为250g/m2；活性炭纤维布的拉伸强度至少不低于100N；
该环状包边3为环状胶层，该环状胶层包括第一胶粘层31和第二胶粘层32，第一胶粘层31与防水透气层1相粘结，第二胶粘层32与支撑层4相粘结；
在吸附层2外边界的外侧，第一胶粘层31直接接合于所述第二胶粘层32，而吸附层2外壁与环状胶层的内壁相抵触；吸附层2的侧面借助于所述第一胶粘层31和所述第二胶粘层32与外部隔离；
环状包边3的厚度为1.4mm，吸附层2沿厚度方向的压缩率为20％(压缩前厚度为1.75mm，压缩后厚度为1.4mm)
所述环状包边3的内径为4mm，外径为5.5mm，吸附层2的径向压缩率为11.1％(压缩前直径为4.5mm，压缩后直径为4mm)
防水透气层1为第一防水透气膜，该第一防水透气膜为PTFE防水透气膜；该防水透气层1的IPA泡点为220KPa；孔隙率为60％；厚度为40μm；
支撑层4为第二防水透气膜，所述第二防水透气膜为PTFE膜；支撑层4的IPA泡点为60KPa；孔隙率为55％；厚度为30μm。
实施例5
一种防水透气膜组件6，包括防水透气层1、用于吸附VOC物质的吸附层2、环状包边3和支撑层4，防水透气层1位于防水透气膜组件6靠近外界环境的一侧，支撑层4位于防水透气膜组件6背离外界环境的一侧；支撑层4、环状包边3和防水透气层1形成容纳腔11，吸附层2位于容纳腔11内；
在俯视所述环状包边3和所述吸附层2时，吸附层2的外边界位于所述环状包边3外边界的内侧；防水透气膜组件6用于传感器的防水透气；
吸附层2的比表面积为1500m2/g；该吸附层2为活性炭纤维布，活性炭纤维布上设置有若干个贯穿活性炭纤维布厚度方向的第一通孔，第一通孔的孔径为65μm，第一通孔在活性炭纤维布表面的孔面积率为30％；活性炭纤维布包括经线和纬线，所述经线和所述纬线的直径为7μm，活性炭纤维布的克重为150g/m2；活性炭纤维布的拉伸强度至少不低于100N；
该环状包边3为环状胶层，该环状胶层包括第一胶粘层31和第二胶粘层32，第一胶粘层31与防水透气层1相粘结，第二胶粘层32与支撑层4相粘结；
在吸附层2外边界的外侧，第一胶粘层31直接接合于所述第二胶粘层32，而吸附层2外壁与环状胶层的内壁相抵触；吸附层2的侧面借助于所述第一胶粘层31和所述第二胶粘层32与外部隔离；
环状包边3的厚度为0.7mm，吸附层2沿厚度方向的压缩率为10.3％(压缩前厚度为0.78mm，压缩后厚度为0.7mm)；
所述环状包边3的内径为1mm，外径为2mm，吸附层2的径向压缩率为16.67％(压缩前直径为1.2mm，压缩后直径为1mm)；
防水透气层1为第一防水透气膜，该第一防水透气膜为PTFE防水透气膜；该防水透气层1的IPA泡点为120KPa，孔隙率为50％，厚度为30μm；
支撑层4为第二防水透气膜，所述第二防水透气膜为PVDF膜；支撑层4的IPA泡点为180KPa；孔隙率为65％；厚度为50μm。
性能测试：
对实施例1-5制得的防水透气膜组件进行相应IP防水测试，透气速率测试，并且用臭氧测试仪对膜组件进行臭氧吸附测试；
其中膜组件的透气速率测试方法：将有效透气面积为Scm2的防水透气膜组件粘贴在具有开孔(开孔直径1.0mm)的不锈钢工装表面，不锈钢工装的另外一端连接气压传感器、气体流量传感器、气体调压阀与压缩气源。调节气体调压阀使气压传感器示数达到7kPa，读取气体流量传感器上的度数Q mL/min，则防水透气膜组件的透气速率为
臭氧吸附容量单位：mg/cm3
| 试样 | 防水性 | 透气速率 | 臭氧吸附容量 |
| 实施例1 | IP68 | 2500 | 87 |
| 实施例2 | IP68 | 3400 | 106 |
| 实施例3 | IP67 | 1100 | 60 |
| 实施例4 | IP67 | 1800 | 75 |
| 实施例5 | IP68 | 3000 | 98 |
经过测试，我们发现实施例1-5制得的防水透气膜组件不仅具有高防水性和高透气速率，同时还具有较高的臭氧吸附容量，能够吸附较多的臭氧，继而说明该膜组件具有较长的使用寿命，能够长时间保证传感器正常高效工作，经济效益高。
此外还对实施例1-5的防水透气膜组件进行了吸附效率测试，当实施例1-5的防水透气膜组件工作30小时后进行相应的臭氧吸附效率测试；经过测试发现实施例1-5的防水透气膜组件在工作30小时的时候，其对臭氧的吸附效率依然大于95％，进一步说明该膜组件能够在短时间内快速吸附臭氧，将臭氧气体对传感器的影响降低到最低，保证传感器长时间正常工作，高质量的工作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种防水透气膜组件，其特征在于：包括防水透气层、用于吸附VOC物质的吸附层和环状包边，所述防水透气层位于防水透气膜组件靠近外界环境的一侧；所述防水透气层和环状包边形成容纳腔，所述吸附层位于容纳腔内；
在俯视所述环状包边和所述吸附层时，所述吸附层的外边界位于所述环状包边外边界的内侧；
所述防水透气膜组件用于传感器的防水透气；
所述防水透气膜组件的防水性能为IP67或IP68，透气速率为100-6000ml/min/cm2@7kPa；
所述吸附层的比表面积为700㎡/g-2000㎡/g。
2.根据权利要求1所述的一种防水透气膜组件，其特征在于：还包括有支撑层，所述支撑层位于防水透气膜组件背离外界环境的一侧；所述支撑层、环状包边和防水透气层形成容纳腔，所述吸附层位于容纳腔内；所述防水透气膜组件对臭氧的吸附容量为30-120mg/cm3。
3.根据权利要求1或2所述的一种防水透气膜组件，其特征在于：所述吸附层为活性炭纤维布，所述活性炭纤维布上设置有若干个贯穿活性炭纤维布厚度方向的第一通孔，所述吸附层的透气速率为50-300mL/s/cm2@200Pa。
4.根据权利要求3所述的一种防水透气膜组件，其特征在于：所述第一通孔的孔径为40-120μm，所述第一通孔在活性炭纤维布表面的孔面积率为5-40％；所述活性炭纤维布的克重为50-350g/㎡。
5.根据权利要求3所述的一种防水透气膜组件，其特征在于：所述活性炭纤维布包括经线和纬线，所述经线和所述纬线的直径为3-12μm；所述活性炭纤维布对臭氧的吸附容量为30-140mg/cm3；所述活性炭纤维布的拉伸强度至少不低于100N。
6.根据权利要求2所述的一种防水透气膜组件，其特征在于：所述环状包边的厚度为0.2-2mm，所述吸附层的厚度不低于环状包边的厚度，所述吸附层沿厚度方向的压缩率为0％-30％。
7.根据权利要求1或2所述的一种防水透气膜组件，其特征在于：所述环状包边的内径为0.2-5.0mm，外径为1-6mm，所述吸附层的直径不低于环状包边的内径，小于环状包边的外径；所述吸附层的径向压缩率为0-30％。
8.根据权利要求2所述的一种防水透气膜组件，其特征在于：所述环状包边为环状胶层，所述环状胶层包括第一胶粘层和第二胶粘层，第一胶粘层与防水透气层相粘结，第二胶粘层与支撑层相粘结。
9.根据权利要求8所述的一种防水透气膜组件，其特征在于：在吸附层外边界的外侧，所述第一胶粘层直接接合于所述第二胶粘层；
所述吸附层外壁与环状胶层的内壁相抵触
或
所述吸附层两侧分别与第一胶粘层和第二胶粘层相粘结；
所述吸附层的侧面借助于所述第一胶粘层和所述第二胶粘层与外部隔离。
10.根据权利要求8所述的一种防水透气膜组件，其特征在于：所述环状胶层还包括第三胶粘层，所述第三胶粘层一侧和第一胶粘层相粘结，另一侧和第二胶粘层相粘结；
所述吸附层一侧与第一胶粘层相抵触，另一侧与第二胶粘层相抵触；所述吸附层的两端部均与第三胶粘层的内端面相抵触。
11.根据权利要求1所述的一种防水透气膜组件，其特征在于：所述防水透气层为第一防水透气膜，该第一防水透气膜为PTFE防水透气膜；
所述防水透气层的IPA泡点为10-280KPa；孔隙率为30-70％；厚度为10-100μm。
12.根据权利要求2所述的一种防水透气膜组件，其特征在于：所述支撑层为第二防水透气膜，所述第二防水透气膜为PTFE膜、PU膜、PE膜、PP膜和PVDF膜中的任意一种；
所述支撑层的IPA泡点为1-280KPa；孔隙率为30-80％；厚度为10-100μm。
13.如权利要求1-12任意一项所述的一种带有防水透气膜组件的电子设备，其特征在于：包括壳体、配置于所述壳体内部的传感器、安装在壳体上的防水透气膜组件，所述防水透气膜组件为权利要求1-12任意一项所述的防水透气膜组件；所述壳体上设置有金属盖，金属盖底部设置有透气孔，所述防水透气膜组件位于金属盖内以防止水从外部进入到所述壳体内。
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