CN113913097B - 纳米铜覆膜铝箔制作方法及生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种由纳米铜粉与铝箔构成的既具有防静电干扰，又能有效地提高其导电性和抗拉强度的纳米铜覆膜铝箔制作方法及生产线，包括铝箔，铝箔表面喷涂一层由改性聚氨酯导电胶液与纳米级铜粉构成的纳米铜粉喷涂层，表面增加附着力处理，然后进入烘道烘干冷却后，清除表面残留纳米铜粉后收卷。优点：一是纳米铜覆膜铝箔发明不仅抗撕裂性能和抗穿刺性能，并且避免了纳米铜覆膜铝箔中铝箔面被氧化；二是由于纳米铜覆膜铝箔中EAA本身对纳米铜粉具有很强的粘附性，因此它使纳米铜粉与铝箔面牢固结合在一起，使复合后的纳米铜铝箔的抗静电性能得到根本性的提高，有效地提高其导电性和抗拉强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种由纳米铜粉与铝箔构成的既具有防静电干扰，又能有效地提高其导电性和抗拉强度，同时又能适用粗细线缆包覆的纳米铜覆膜铝箔制作方法及生产线，属复合金属箔制造领域。
背景技术
CN211297571U、名称“一种用于高屏蔽铜铝复合箔”，包括铝箔层、上铜箔层、下铜箔层、陶瓷纤维层和纳米涂层，铝箔层的顶面镀有上铜箔层，铝箔层的底面镀有下铜箔层，上铜箔层的顶面包覆有陶瓷纤维层，陶瓷纤维层的顶面涂覆有纳米涂层。其不足之处：一是在铝箔面上镀铜，不仅制造成本高，效率低，而且无法有效地提高其抗拉强度，并且在包复电缆的过程中其镀层易产生裂纹和剥落现象；二是铝箔厚度为10-15μm、上铜箔层和下铜箔层的厚度均不超过10μm，再加上陶瓷纤维层和纳米涂层，其总厚度远远大于屏蔽复答箔中40μm铝箔厚度，根本无法用于小线径电缆包覆。
发明内容
设计目的：避免背景技术中的不足，设计一种既具有防静电干扰，又能有效地提高其导电性和抗拉强度，同时又能适用粗细线缆包覆的纳米铜覆膜铝箔制作方法及生产线。
设计方案：为实现上述设计目的。本发明在结构设计上：1、采用改性聚氨酯导电胶料（或EAA导电胶料）与纳米铜粉相结合作为喷涂基材，是本发明的技术特征之一。这样设计的目的在于：例如改性乙烯丙烯酸共聚物（Ethylene Acrylic Acid 简称EAA）是一种具有热塑性和极高粘接性的聚合物，还具有抗撕裂、抗穿刺、防腐等保护作用，将此与纳米铜粉相结合所得到的纳米铜粉喷涂液，当其喷涂到铝箔面后，纳米铜粉喷涂液在铝箔面上形成的膜不仅自身具有导电功能，而且能有效地提高铝箔本身的抗撕裂性能和抗穿刺性能，并且能使铝箔面避免被氧化，同时由于纳米铜粉喷涂液本身对纳米铜粉具有很强的粘附性，因此它使纳米铜粉与铝箔面牢固结合在一起，使复合后的纳米铜铝箔的抗静电性、抗拉强度得到根本性的提高。2、采用喷涂方法将纳米铜粉喷涂到铝箔面的设计，是本发明的技术特征之二。这样设计的目的在于： 静电喷涂是以被涂物体为正电极，涂料雾化装置为负电极。前者接地，后者通电，这样就形成了两个电极，在利用同性相斥，异性相吸的原理，使涂料由雾化装置（雾化喷头）处喷出，最后形成了一层平均且牢固的薄膜。本发明正是利用这一原理，将铝箔作为正电极，将纳米铜粉涂料雾化喷头为负电极，实现了将纳米铜粉与铝箔面高效、快速涂覆的目的，在本领域带来了意想不到的技术效果，即：抗拉强度达到136MPa以上，最大荷重达到46N以上，最大荷重伸长率达到64%以上。更重要的是：裸露的纳米铜粉当与静电相触时，能瞬间释放。故此本发明在预处理装置后设置静电喷涂装置，该静电喷涂装置设有阳极导电刷，该阳极导电刷与铝箔一面相触形成正电极，喷涂装置中喷头为负电极，进而完成对铝箔另一面的高效、高品质喷涂。3、纳米铜粉之间采用改性聚氨酯导电胶作为介质的设计，是本发明的技术特征之三。这样设计的目的在于：由于改性聚氨酯导电胶本身既具有很好的柔韧性，又具有很强粘接性，当纳米铜粉加入其中后，纳米铜粉与纳米铜粉之间的连接是通过聚氨酯导电胶完成的，而聚氨酯导电胶本身柔韧性和粘接性使纳米铜粉个粒之间形能适应任何形状的变形而不会产生断裂现象，因此它在包覆小线径的电缆或光缆时，极大地减小向外张力，使得纳米铜覆膜铝箔能够将多根电缆或光缆包覆紧密、圆润的整根缆的内部结构更牢固紧密。
技术方案1：一种纳米铜覆膜铝箔制作方法，包括铝箔，铝箔表面喷涂一层由改性聚氨酯导电胶液与纳米级铜粉构成的纳米铜粉喷涂层，然后进入烘道烘干后直接进入对辊压碾压后，清除表面残留纳米铜粉后收卷。
技术方案2：一种纳米铜覆膜铝箔生产线，由铝箔放卷辊、预处理装置、喷涂装置、烘干通道、对辊碾压装置、冷却装置及纳米铜覆膜铝箔收卷辊构成，铝箔放卷辊放出的铝箔进入预处理装置进行预处理使铝箔表面打毛形成粗糙面，喷涂装置中阳性电极与铝箔一面接触，喷涂装置中的涂料雾化喷头喷涂使铝箔另一面被喷涂一层纳米铜粉喷涂层，经过烘干通道烘干后进入冷却装置冷却后收到纳米铜覆膜铝箔收卷辊。
技术方案3：一种纳米铜覆膜铝箔，电晕处理后铝箔面为粗糙面，所述铝箔厚度等于或小于9μｍ，铝箔面上附有一层纳米铜粉导电膜且铝箔和铝箔面上的纳米铜导电膜的厚度之和等于或小于13μｍ。
本发明与背景技术相比，一是纳米铜覆膜铝箔发明不仅抗撕裂性能和抗穿刺性能，并且避免了纳米铜覆膜铝箔中铝箔面被氧化；二是由于纳米铜覆膜铝箔中EAA本身对纳米铜粉具有很强的粘附性，因此它使纳米铜粉与铝箔面牢固结合在一起，使复合后的纳米铜铝箔的抗静电性能得到根本性的提高，有效地提高其导电性和抗拉强度，极大地减少铝箔层厚度及纳米铜覆膜厚度，成型后的纳米铜覆膜铝箔厚度降到13μｍ以下，不仅使纳米铜覆膜铝箔柔软性和柔韧性得到根本性的提高，增强了其导电性能及屏蔽效果，而导纳米铜膜层中的纳米铜粉之间的连接为导电胶，导电胶又具有很好的柔韧性，因此在生产小线径电缆时，减少纳米铜覆膜铝箔向外张力，使得纳米铜覆膜铝箔所包覆电缆紧密、圆润，整根缆的内部结构更加紧密，解决了长期以来复合铝箔由于厚度厚而无法紧密、圆润包覆小线径电缆的缺陷；三是抗拉强度在比现有技术提高的情况下，由于纳米铜覆膜厚度减少3倍以上，因而节药原材料，降低了制造成本。
附图说明
图1是纳米铜覆膜铝箔生产线示意图。
图2是纳米铜覆膜铝箔示意图。
具体实施方式
实施例1：参照附图2。一种纳米铜覆膜铝箔制作方法，包括电晕处理后铝箔，电晕处理后铝箔表面喷涂一层由改性聚氨酯导电胶液与纳米级铜粉构成的纳米铜粉喷涂膜层，然后进入烘道烘干冷却后，清除表面残留纳米铜粉后收卷。所述铝箔厚度小于或等于9μｍ。所述纳米铜粉喷涂层小于或等于3μｍ。所述改性聚氨酯导电胶液为EAA导电胶液，改性聚氨酯导电胶（液）或EAA导电胶（液）均系现有技术，在此不作叙述。所述改性聚氨酯导电胶液耐温温度大于190℃。
所述改性聚氨酯导电胶液加有抗氧化剂。所述抗氧化剂为抗氧剂2246、抗氧剂1520、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂264、抗氧剂168。
所述改性聚氨酯导电胶液加有紫外线吸收剂。所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UV-327、紫外线吸收剂UV-326、紫外线吸收剂UV-74、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-P。
所述改性聚氨酯导电胶液加有耐低温添加剂。所述耐低温添加剂为已二酸二异癸酯(简称DIDA)、己二酸二辛酯(简称DOA)、壬二酸二辛酯(简称DOZ)、癸二酸二丁酸(简称DBS)、癸二酸二辛酯（简称DOS)、癸二酸二异辛酯（简称DIOS)。
所述改性聚氨酯导电胶液加有稳定剂。所述稳定剂为辛基硫醇锡、辛基氧化锡、二月桂酸二正辛基锡、马来酸二正辛基锡、丁基硫醇锡、马来酸二丁基锡、月桂酸马来酸二丁基锡、月桂酸马来酸二丁基锡、双丁基氧化锡、二甲基氧化锡、环氧大豆油、环氧胡麻油、亚磷酸脂。
所述改性聚氨酯导电胶液加有阻燃剂。所述阻燃增塑剂为DP-45、磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、磷酸三辛酯(TOP)、磷酸二苯一辛酯(DPOP)。
实施例2：参照附图1。一种纳米铜覆膜铝箔生产线，由铝箔放卷辊1、预处理装置2、喷涂装置3、烘干通道5、对辊碾压装置6、冷却装置7及纳米铜覆膜铝箔收卷辊8构成，铝箔放卷辊1放出的铝箔进入预处理装置2进行预处理使铝箔表面打毛形成粗糙面，喷涂装置3中阳性电极4与铝箔一面接触，喷涂装置中的涂料雾化喷头喷涂使铝箔另一面被喷涂一层纳米铜粉喷涂层，经过烘干通道5烘干后进入冷却装置7冷却（既可是常温冷却，也可以是强制冷却）后收到纳米铜覆膜铝箔收卷辊8。喷涂装置3系现有技术，如静电喷涂，在此不作叙述。
所述纳米铜粉喷涂层材料为纳米铜粉与改性聚氨酯导电胶混合液。纳米铜粉60-75%、改性聚氨酯导电胶液25-40%。
纳米铜粉喷涂材料中60-75%纳米铜粉、25-40%改性聚氨酯导电胶液的取值包括端值，并且可以在其范围内任何取值且两者取值之和小于或等于100%。例如：60-75%纳米铜粉取值为60，61，62，63，64，65，66，67，68，69，70，71，72，73，74，75，并且包括两个整数之间的小数，即60.1，……,74.9（%）；改性聚氨酯导电胶液25-40%取值25，26，27，28，29，30，31，32，33，34，35，36，37，38，39，40，并且包括两个整数之间的小数，即25.1，……,39.9（%）。
实施例3：在实施例2的基础上，改性聚氨酯导电胶液可以是EAA导电胶液。
实施例4：在实施例2和3的基础上，经过烘干通道5烘干后进入对辊碾压装置6进行碾压后处理后进入冷却装置7冷却后收到纳米铜覆膜铝箔收卷辊8。对辊碾压装置6系现有技术，在此不作叙述。
实施例5：参照附图2。一种纳米铜覆膜铝箔，包括粗糙面铝箔，所粗糙面铝箔9厚度等于或小于9μｍ，铝箔面上附有一层纳米铜粉导电膜且铝箔和铝箔面上的纳米铜导电膜10的厚度之和等于或小于13μｍ。纳米铜粉导电膜10耐温温度大于190℃。所述纳米铜粉导电膜10厚度等于或小于3μｍ。
实施例6：在实施例5的基础上，所述纳米铜粉导电膜10中纳米铜粉排列类似蜂窝状结构。蜂窝状结构（由纳米铜粉粒立和改性聚氨酯导电胶构成）形成是通过控制纳米铜粉与改性聚氨酯导电胶液的配比量，以及控制改性聚氨酯导电胶液与纳米铜粉混合的均匀度，当达到二者指标后即形成类似的蜂窝状结构。二者指标取值实现蜂窝状结构的方法：二种材料混合、搅拌、显微镜下观察形成结构，根据形成的现状增加或减少纳米铜粉的添加量，直到在显微镜下观察形成类似蜂窝状结构时为止，即确定为两者的取值量。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
Claims (13)
1.一种纳米铜覆膜铝箔制作方法，包括电晕处理后铝箔，其特征是：电晕处理后铝箔表面喷涂一层由改性聚氨酯导电胶液与纳米级铜粉构成的纳米铜粉喷涂膜层，纳米铜粉60-75%、改性聚氨酯导电胶液25-40%，然后进入烘道烘干冷却后，清除表面残留纳米铜粉后收卷，抗拉强度达到136MPa以上，最大荷重达到46N以上，最大荷重伸长率达到64%以上；所述铝箔厚度小于或等于9μｍ；所述纳米铜粉喷涂层小于或等于2μｍ。
2.根据权利要求1所述的纳米铜覆膜铝箔的制作方法，其特征是：所述改性聚氨酯导电胶液为EAA导电胶液。
3.根据权利要求1所述的纳米铜覆膜铝箔制作方法，其特征是：所述改性聚氨酯导电胶液耐温温度大于190℃。
4.根据权利要求1所述的纳米铜覆膜铝箔制作方法，其特征是：所述改性聚氨酯导电胶液加有抗氧化剂。
5.根据权利要求1所述的纳米铜覆膜铝箔制作方法，其特征是：所述改性聚氨酯导电胶液加有紫外线吸收剂。
6.根据权利要求1所述的纳米铜覆膜铝箔制作方法，其特征是：所述改性聚氨酯导电胶液加有耐低温添加剂。
7.根据权利要求1所述的纳米铜覆膜铝箔制作方法，其特征是：所述改性聚氨酯导电胶液加有稳定剂。
8.根据权利要求1所述的纳米铜覆膜铝箔制作方法，其特征是：所述改性聚氨酯导电胶液加有阻燃剂。
9.一种纳米铜覆膜铝箔生产线，其特征是由铝箔放卷辊（1）、预处理装置（2）、喷涂装置（3）、烘干通道（5）、对辊碾压装置（6）、冷却装置（7）及纳米铜覆膜铝箔收卷辊（8）构成，铝箔放卷辊（1）放出的铝箔进入预处理装置（2）进行预处理使铝箔表面打毛形成粗糙面，喷涂装置（3）中阳性电极（4）与铝箔一面接触，喷涂装置中的涂料雾化喷头喷涂使铝箔另一面被喷涂一层纳米铜粉喷涂层，所述纳米铜覆膜由改性聚氨酯导电胶液与纳米级铜粉构成的纳米铜粉喷涂膜层，经过烘干通道（5）烘干后进入对辊碾压装置（6）进行碾压后处理后进入冷却装置（7）冷却后收到纳米铜覆膜铝箔收卷辊（8）；所述铝箔厚度小于或等于9μｍ；所述纳米铜粉喷涂层小于或等于2μｍ；纳米铜粉喷涂层材料为纳米铜粉与改性聚氨酯导电胶混合液，纳米铜粉60-75%、改性聚氨酯导电胶液25-40%。
10.根据权利要求9所述的纳米铜覆膜铝箔生产线，其特征是：改性聚氨酯导电胶液是EAA导电胶液。
11.一种纳米铜覆膜铝箔，包括粗糙面铝箔，其特征是：所述粗糙面铝箔（9）厚度等于或小于9μｍ，铝箔面上附有一层纳米铜粉导电膜且铝箔和铝箔面上的纳米铜导电膜（10）的厚度之和等于或小于13μｍ，所述纳米铜粉导电膜（10）中纳米铜粉排列类似蜂窝状结构；所述纳米铜粉导电膜由纳米铜粉与改性聚氨酯导电胶混合液组成，纳米铜粉60-75%、改性聚氨酯导电胶液25-40%组成。
12.根据权利要求11所述的纳米铜覆膜铝箔，其特征是：纳米铜粉导电膜（10）耐温温度大于190℃。
13.根据权利要求11所述的纳米铜覆膜铝箔，其特征是：所述纳米铜粉导电膜（10）厚度等于或小于3μｍ。
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