CN114907782A - 一种密封液体型温度调控换气膜 - Google Patents

一种密封液体型温度调控换气膜 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种密封液体型温度调控换气膜，包括防紫外线透明聚乙烯薄膜(1)，防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的边框上有长条形丙烯酸酯压敏胶涂层(2)，防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别粘结一个中空的圆柱管(3)，中空的圆柱管内填充一个带空腔(322)的橡胶塞(32)，该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口(321)，一个弹性橡胶膜(323)粘结在该长方形窗口四周外壁，橡胶塞的空腔内填充的是液体(324)。该膜能方便地粘贴在窗框上，具有通过阻挡外界冷空气侵入室内而起到对室内的保温作用，同时又具有能响应温度变化而自动换气的功能。

Description

一种密封液体型温度调控换气膜
技术领域：
本发明提供一种密封液体型温度调控换气膜，同时提供该温度调控换气膜的制备方法，属于换气薄膜领域。
背景技术：
中国北方地区十分寒冷，外界环境温度经常能达到-20℃以下，室外寒冷的空气会从窗户缝隙进入室内，如果不采取措施，会导致室内温度也十分寒冷，因此一般家庭多使用塑料薄膜通过胶带或者铁钉将其固定在窗框上，用来阻挡从窗缝进来的寒冷空气。但传统塑料薄膜不具有换气功能，如果人们在由传统塑料薄膜密封的房间内停留时间过久，会因长时间没有呼吸到新鲜空气而易感觉身体不适。因此当冬季白天天气温度高时，为了给室内换气，居民又不得不将薄膜掀开或彻底取下来。但是每次将薄膜掀开或取下很费力，也极易导致窗用薄膜破损，破损后的窗用薄膜则会失去保温功能。因此研发一种能方便地粘贴在窗框上的窗用薄膜，同时该窗用薄膜又具有一定的可随温度变化而自动换气的功能具有重要意义。
发明内容：
针对现有技术的不足，本发明提供一种温度调控换气膜，该膜能方便地粘贴在窗框上，具有通过阻挡外界冷空气侵入室内而起到对室内的保温作用，同时又具有能响应温度变化而自动换气的功能。
为解决技术问题本发明所采用的技术方案是：一种温度调控换气膜，其特征在于，包括方形防紫外线透明聚乙烯薄膜1，防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上有长条形的丙烯酸酯压敏胶涂层2，防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别粘结一个中空的圆柱管3，中空的圆柱管的内壁有一个朝向圆柱管中心轴的橡胶塞固定钢针31，中空的圆柱管内填充一个带空腔322的橡胶塞32，该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口321，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，一个弹性橡胶膜323粘结在该长方形窗口四周外壁，橡胶塞的空腔则被该弹性橡胶膜所密封，橡胶塞的空腔内填充的是液体324，一种温度调控换气膜的制备步骤如下：
(1)取一块方形防紫外线透明聚乙烯薄膜，用毛刷将丙烯酸酯压敏胶涂覆在方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上，这在方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的每个边框上形成一个宽5cm的长条形丙烯酸酯压敏胶涂层；
(2)用剪刀在方形防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别裁剪出四个圆孔，四个圆孔的边缘分别与相应的丙烯酸酯压敏胶涂层的边缘距离为2～5cm；
(3)将一个橡胶塞固定钢针焊接或插入在一个中空的圆柱管的内壁上，将橡胶塞固定钢针的针尖指向圆柱管的中心轴，形成一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，步骤(2)得到的每个圆孔内都插入一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，再用胶粘剂将圆柱管的外壁与步骤(2)得到的圆孔边缘的聚乙烯薄膜粘结在一起；
(4)取一个圆柱形橡胶塞，用刀在圆柱形橡胶塞的侧面切出一个垂直于圆柱形橡胶塞上下底面、且平行于圆柱形橡胶塞的中心轴线的长方形侧切面，则该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，再用刀具从长方形侧切面向橡胶塞内部挖出一个空腔，空腔的体积占橡胶塞总体积的60～85％，然后形成了一个带空腔的橡胶塞，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，然后将液体用注射器从长方形窗口注满橡胶塞的空腔，再用一个长方形弹性橡胶膜粘结在长方形窗口四周外壁，然后形成了一个盛有密封液体的橡胶塞；
(5)向步骤(3)得到的每个圆柱管的孔道内都插入一个步骤(4)得到的盛有密封液体的橡胶塞，调整橡胶塞的长方形窗口垂直向上，并将盛有密封液体的橡胶塞插在橡胶塞固定钢针上，即得到一种温度调控换气膜。
其中，所述的圆柱管的材质为金属或塑料或木材。
其中，所述的圆柱管的内径为4～10cm。
其中，所述的橡胶塞固定钢针的针尖与圆柱管内壁的距离为0.1～0.5cm。
其中，所述的橡胶塞的直径4～10cm。
其中，所述的橡胶塞的长方形窗口的面中心与橡胶塞的中心轴线之间最短距离为1.6～4cm。
其中，所述的橡胶塞空腔内填充的液体是纯水或氯化钠水溶液水或重水，氯化钠水溶液中NaCl的浓度为1～10wt％。
由于采用上述技术方案，一种温度调控换气膜包括方形防紫外线透明聚乙烯薄膜，透明聚乙烯薄膜透明度高，对日光有高透过性，可高效利用太阳光线的辐射能来加热室内温度；同时，本发明透明聚乙烯薄膜具有防紫外线功能，抗紫外老化性能好，在阳光照射下使用寿命长。将防紫外线透明聚乙烯薄膜制作成方形，这适应了在建筑领域占绝大多数的方形窗框。
方形透明防紫外线聚乙烯薄膜外表面的四个边框上有长条形的丙烯酸酯压敏胶涂层2，该丙烯酸酯压敏胶涂层可以方便地通过指压的方式将本发明薄膜固定在窗框上，而无需另外使用胶带或铁钉等来固定。
透明聚乙烯薄膜的四个角分别粘结一个圆柱管3，该圆柱管是起换气作用，外界新鲜空气将只能通过固定在透明聚乙烯薄膜上的圆柱管内壁与带空腔的橡胶塞之间的缝隙进入室内。
圆柱管3的外壁或圆孔边缘距离长条形的丙烯酸酯压敏胶涂层2的边缘有一定的距离，这是为了使圆孔的位置不落在丙烯酸酯压敏胶涂层上，因为丙烯酸酯压敏胶涂层将被粘附在窗框上，若圆孔落在丙烯酸酯压敏胶涂层上或与丙烯酸酯压敏胶涂层的距离过近，圆柱管的孔通道则可能被窗框表面堵上，从而失去换气作用。
圆柱管的内壁有一个朝向圆柱管中心轴的橡胶塞固定钢针31，这橡胶塞固定钢针可以将橡胶塞固定在圆柱管孔道内，防止在橡胶塞换气过程中被进出的空气吹掉或被其它外力碰掉，同时本发明的橡胶塞固定钢针长度(或橡胶塞固定钢针的针尖与圆柱管内壁的距离)需适宜，使橡胶塞能容易地被送进圆柱管孔道内，并易采用适合的角度将橡胶塞插在橡胶塞固定钢针上，从而将橡胶塞的位置固定好。
圆柱管内填充的是一个带空腔的橡胶塞32，该橡胶塞呈被侧切了的圆柱形，橡胶塞的材质是天然橡胶，天然橡胶是线型高分子，这决定了橡胶塞有一定的弹性，可以使本发明橡胶塞的外壁能很好地贴合在圆柱管的内壁上。而橡胶塞的侧切面使得橡胶塞不能全部填满圆柱管的孔道，这使得橡胶塞的侧切面与圆柱管的内壁之间有一个缝隙，室内外的空气则可以通过这个缝隙进行交换。
橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口321，该窗口与橡胶塞的空腔322相连通，一个弹性橡胶膜323粘结在该长方形窗口四周外壁，则橡胶塞的空腔被该弹性橡胶膜所密封，橡胶塞空腔内填充的是纯水或食盐水或重水液体324。弹性橡胶膜能够受力变形，同时将液体密封在橡胶塞空腔内。这会产生如下效果：当外界环境温度低于纯水或食盐水或重水液体的冰点时，这些液体中的水会凝固成相应的冰，而这些冰的密度小于水，因此上述液体凝固成冰时会膨胀，冰的体积比同质量水的体积会变大10％，因此冰点下的液体成冰膨胀后会将粘结在橡胶塞长方形窗口四周的弹性橡胶膜隆起，隆起的弹性膜将堵塞住橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间的缝隙，使得外界低于液体冰点的空气不能进入室内；而当外界环境温度逐渐升高至纯水或食盐水或重水液体的冰点时，橡胶塞的空腔内是液体而不是固体冰，此时液体的体积比同质量的冰的体积要小，粘结在橡胶塞长方形窗口四周的弹性橡胶膜不再隆起，会回复到原来的形状，导致橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间的缝隙打开形成通道，使得外界高于液体冰点的空气能与室内空气进行交换。
附图说明
以下结合附图，以实施例具体说明。
图1是一种温度调控换气膜的结构示意图。
图2是一种温度调控换气膜的防紫外线透明聚乙烯薄膜的外表面结构示意图。
图3是圆柱管的结构示意图。
图4是橡胶塞的结构示意图。
图5是带弹性橡胶膜和液体的橡胶塞的结构示意图。
图中：1-防紫外线透明聚乙烯薄膜，11-防紫外线透明聚乙烯薄膜的外表面，2-丙烯酸酯压敏胶涂层，3-圆柱管，31-橡胶塞固定针，32-橡胶塞，321-长方形窗口，322-空腔，323-弹性橡胶膜，324-液体，325-橡胶塞的中心轴线，33-圆柱管的中心轴。
具体实施方式
实施例1
参照附图，一种温度调控换气膜，包括方形防紫外线透明聚乙烯薄膜1，防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上有长条形的丙烯酸酯压敏胶涂层2，防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别粘结一个中空的圆柱管3，中空的圆柱管的内壁有一个朝向圆柱管中心轴的橡胶塞固定钢针31，中空的圆柱管内填充一个带空腔322的橡胶塞32，该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口321，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，一个弹性橡胶膜323粘结在该长方形窗口四周外壁，橡胶塞的空腔则被该弹性橡胶膜所密封，橡胶塞的空腔内填充的是液体324，一种温度调控换气膜的制备步骤如下：
(1)取一块1.5m×0.9m的长方形、0.4mm厚的防紫外线透明聚乙烯薄膜，用毛刷将丙烯酸酯压敏胶涂覆在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上，并用涂布器在方形防紫外线透明聚乙烯薄膜的每个边框上形成一个宽5cm、厚度为0.2mm的长条形丙烯酸酯压敏胶涂层；
(2)用剪刀在方形防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别裁剪出四个圆孔，四个圆孔的边缘分别与相应的丙烯酸酯压敏胶涂层的边缘距离为2cm；
(3)将一个橡胶塞固定钢针焊接在一个中空的、长度为2cm的不锈钢圆柱管的内壁上，将橡胶塞固定钢针的针尖指向圆柱管的中心轴，形成一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，步骤(2)得到的每个圆孔内都插入一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，再用氯化橡胶胶粘剂将圆柱管的外壁与步骤(2)得到的圆孔边缘的聚乙烯薄膜粘结在一起；
(4)取一个长为5cm的圆柱形橡胶塞，用刀在圆柱形橡胶塞的侧面切出一个垂直于圆柱形橡胶塞上下底面、且平行于圆柱形橡胶塞的中心轴线的长方形侧切面，则该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，再用刀具从长方形侧切面向橡胶塞内部挖出一个空腔，空腔的体积占橡胶塞总体积的60％，然后形成了一个带空腔的橡胶塞，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，然后将液体用注射器从长方形窗口注满橡胶塞的空腔，再用一个长方形弹性橡胶膜粘结在长方形窗口四周外壁，然后形成了一个盛有密封液体的橡胶塞；
(5)向步骤(3)得到的每个圆柱管的孔道内都插入一个步骤(4)得到的盛有密封液体的橡胶塞，调整橡胶塞的长方形窗口垂直向上，并将盛有密封液体的橡胶塞插在橡胶塞固定钢针上，即得到一种温度调控换气膜。
其中，所述的圆柱管的内径为4cm，所述的橡胶塞固定钢针的针尖与圆柱管内壁的距离为0.1cm，所述的橡胶塞的直径4cm，所述的橡胶塞的长方形窗口的面中心与橡胶塞的中心轴线之间最短距离为1.6cm，所述的橡胶塞空腔内填充的液体是普通纯水。
实施例2
参照附图，一种温度调控换气膜，包括方形防紫外线透明聚乙烯薄膜1，防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上有长条形的丙烯酸酯压敏胶涂层2，防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别粘结一个中空的圆柱管3，中空的圆柱管的内壁有一个朝向圆柱管中心轴的橡胶塞固定钢针31，中空的圆柱管内填充一个带空腔322的橡胶塞32，该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口321，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，一个弹性橡胶膜323粘结在该长方形窗口四周外壁，橡胶塞的空腔则被该弹性橡胶膜所密封，橡胶塞的空腔内填充的是液体324，一种温度调控换气膜的制备步骤如下：
(1)取一块1.5m×0.9m的长方形、0.4mm厚的防紫外线透明聚乙烯薄膜，用毛刷将丙烯酸酯压敏胶涂覆在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上，并用涂布器在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的每个边框上形成一个宽5cm、厚度为0.2mm的长条形丙烯酸酯压敏胶涂层；
(2)用剪刀在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别裁剪出四个圆孔，四个圆孔的边缘分别与相应的丙烯酸酯压敏胶涂层的边缘距离为3cm；
(3)将一个橡胶塞固定钢针焊接在一个中空的、长度为2cm的铝质圆柱管的内壁上，将橡胶塞固定钢针的针尖指向圆柱管的中心轴，形成一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，步骤(2)得到的每个圆孔内都插入一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，再用氯化橡胶胶粘剂将圆柱管的外壁与步骤(2)得到的圆孔边缘的聚乙烯薄膜粘结在一起；
(4)取一个长为5cm的圆柱形橡胶塞，用刀在圆柱形橡胶塞的侧面切出一个垂直于圆柱形橡胶塞上下底面、且平行于圆柱形橡胶塞的中心轴线的长方形侧切面，则该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，再用刀具从长方形侧切面向橡胶塞内部挖出一个空腔，空腔的体积占橡胶塞总体积的75％，然后形成了一个带空腔的橡胶塞，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，然后将液体用注射器从长方形窗口注满橡胶塞的空腔，再用一个长方形弹性橡胶膜粘结在长方形窗口四周外壁，然后形成了一个盛有密封液体的橡胶塞；
(5)向步骤(3)得到的每个圆柱管的孔道内都插入一个步骤(4)得到的盛有密封液体的橡胶塞，调整橡胶塞的长方形窗口垂直向上，并将盛有密封液体的橡胶塞插在橡胶塞固定钢针上，即得到一种温度调控换气膜。
其中，所述的圆柱管的内径为7cm，所述的橡胶塞固定钢针的针尖与圆柱管内壁的距离为0.3cm，所述的橡胶塞的直径7cm，所述的橡胶塞的长方形窗口的面中心与橡胶塞的中心轴线之间最短距离为2.8cm，所述的橡胶塞空腔内填充的液体是重水。
实施例3
参照附图，一种温度调控换气膜，包括方形防紫外线透明聚乙烯薄膜1，防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上有长条形的丙烯酸酯压敏胶涂层2，防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别粘结一个中空的圆柱管3，中空的圆柱管的内壁有一个朝向圆柱管中心轴的橡胶塞固定钢针31，中空的圆柱管内填充一个带空腔322的橡胶塞32，该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口321，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴心，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，一个弹性橡胶膜323粘结在该长方形窗口四周外壁，橡胶塞的空腔则被该弹性橡胶膜所密封，橡胶塞的空腔内填充的是液体324，一种温度调控换气膜的制备步骤如下：
(1)取一块1.5m×0.9m的长方形、0.4mm厚的防紫外线透明聚乙烯薄膜，用毛刷将丙烯酸酯压敏胶涂覆在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上，并用涂布器在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的每个边框上形成一个宽5cm、厚度为0.2mm的长条形丙烯酸酯压敏胶涂层；
(2)用剪刀在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别裁剪出四个圆孔，四个圆孔的边缘分别与相应的丙烯酸酯压敏胶涂层的边缘距离为5cm；
(3)将一个橡胶塞固定钢针插在一个中空的、长度为2cm的木质圆柱管的内壁上，将橡胶塞固定钢针的针尖指向圆柱管的中心轴，形成一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，步骤(2)得到的每个圆孔内都插入一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，再用氯化橡胶胶粘剂将圆柱管的外壁与步骤(2)得到的圆孔边缘的聚乙烯薄膜粘结在一起；
(4)取一个长为5cm的圆柱形橡胶塞，用刀在圆柱形橡胶塞的侧面切出一个垂直于圆柱形橡胶塞上下底面、且平行于圆柱形橡胶塞的中心轴线的长方形侧切面，则该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，再用刀具从长方形侧切面向橡胶塞内部挖出一个空腔，空腔的体积占橡胶塞总体积的85％，然后形成了一个带空腔的橡胶塞，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，然后将液体用注射器从长方形窗口注满橡胶塞的空腔，再用一个长方形弹性橡胶膜粘结在长方形窗口四周外壁，然后形成了一个盛有密封液体的橡胶塞；
(5)向步骤(3)得到的每个圆柱管的孔道内都插入一个步骤(4)得到的盛有密封液体的橡胶塞，调整橡胶塞的长方形窗口垂直向上，并将盛有密封液体的橡胶塞插在橡胶塞固定钢针上，即得到一种温度调控换气膜。
其中，所述的圆柱管的内径为10cm，所述的橡胶塞固定钢针的针尖与圆柱管内壁的距离为0.5cm，所述的橡胶塞的直径10cm，所述的橡胶塞的长方形窗口的面中心与橡胶塞的中心轴线之间的最短距离为4cm，所述的橡胶塞空腔内填充的液体是质量浓度为1wt％的食盐水。
实施例4
参照附图，一种温度调控换气膜，其特征在于，包括方形防紫外线透明聚乙烯薄膜1，防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上有长条形的丙烯酸酯压敏胶涂层2，防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别粘结一个中空的圆柱管3，中空的圆柱管的内壁有一个朝向圆柱管中心轴的橡胶塞固定钢针31，中空的圆柱管内填充一个带空腔322的橡胶塞32，该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口321，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，一个弹性橡胶膜323粘结在该长方形窗口四周外壁，橡胶塞的空腔则被该弹性橡胶膜所密封，橡胶塞的空腔内填充的是液体324，一种温度调控换气膜的制备步骤如下：
(1)取一块1.5m×0.9m的长方形、0.4mm厚的防紫外线透明聚乙烯薄膜，用毛刷将丙烯酸酯压敏胶涂覆在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上，并用涂布器在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的每个边框上形成一个宽5cm、厚度为0.2mm的长条形丙烯酸酯压敏胶涂层；
(2)用剪刀在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别裁剪出四个圆孔，四个圆孔的边缘分别与相应的丙烯酸酯压敏胶涂层的边缘距离为3cm；
(3)将一个橡胶塞固定钢针插在一个中空的、长度为2cm的聚乙烯材质圆柱管的内壁上，将橡胶塞固定钢针的针尖指向圆柱管的中心轴，形成一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，步骤(2)得到的每个圆孔内都插入一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，再用氯化橡胶胶粘剂将圆柱管的外壁与步骤(2)得到的圆孔边缘的聚乙烯薄膜粘结在一起；
(4)取一个长为5cm的圆柱形橡胶塞，用刀在圆柱形橡胶塞的侧面切出一个垂直于圆柱形橡胶塞上下底面、且平行于圆柱形橡胶塞的中心轴线的长方形侧切面，则该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，再用刀具从长方形侧切面向橡胶塞内部挖出一个空腔，空腔的体积占橡胶塞总体积的85％，然后形成了一个带空腔的橡胶塞，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，然后将液体用注射器从长方形窗口注满橡胶塞的空腔，再用一个长方形弹性橡胶膜粘结在长方形窗口四周外壁，然后形成了一个盛有密封液体的橡胶塞；
(5)向步骤(3)得到的每个圆柱管的孔道内都插入一个步骤(4)得到的盛有密封液体的橡胶塞，调整橡胶塞的长方形窗口垂直向上，并将盛有密封液体的橡胶塞插在橡胶塞固定钢针上，即得到一种温度调控换气膜。
其中，所述的圆柱管的内径为7cm，所述的橡胶塞固定钢针的针尖与圆柱管内壁的距离为0.5cm，所述的橡胶塞的直径7cm，所述的橡胶塞的长方形窗口的面中心与橡胶塞的中心轴线之间最短距离为2.8cm，所述的橡胶塞空腔内填充的液体是质量浓度为5wt％的食盐水。
实施例5
参照附图，一种温度调控换气膜，其特征在于，包括方形防紫外线透明聚乙烯薄膜1，防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上有长条形的丙烯酸酯压敏胶涂层2，防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别粘结一个中空的圆柱管3，中空的圆柱管的内壁有一个朝向圆柱管中心轴的橡胶塞固定钢针31，中空的圆柱管内填充一个带空腔322的橡胶塞32，该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口321，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，一个弹性橡胶膜323粘结在该长方形窗口四周外壁，橡胶塞的空腔则被该弹性橡胶膜所密封，橡胶塞的空腔内填充的是液体324，一种温度调控换气膜的制备步骤如下：
(1)取一块1.5m×0.9m的长方形、0.4mm厚的防紫外线透明聚乙烯薄膜，用毛刷将丙烯酸酯压敏胶涂覆在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上，并用涂布器在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的每个边框上形成一个宽5cm、厚度为0.2mm的长条形丙烯酸酯压敏胶涂层；
(2)用剪刀在长方形防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别裁剪出四个圆孔，四个圆孔的边缘分别与相应的丙烯酸酯压敏胶涂层的边缘距离为3cm；
(3)将一个橡胶塞固定钢针插在一个中空的、长度为2cm的聚氯乙烯材质圆柱管的内壁上，将橡胶塞固定钢针的针尖指向圆柱管的中心轴，形成一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，步骤(2)得到的每个圆孔内都插入一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，再用氯化橡胶胶粘剂将圆柱管的外壁与步骤(2)得到的圆孔边缘的聚乙烯薄膜粘结在一起；
(4)取一个长为5cm的圆柱形橡胶塞，用刀在圆柱形橡胶塞的侧面切出一个垂直于圆柱形橡胶塞上下底面、且平行于圆柱形橡胶塞的中心轴线的长方形侧切面，则该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，再用刀具从长方形侧切面向橡胶塞内部挖出一个空腔，空腔的体积占橡胶塞总体积的85％，然后形成了一个带空腔的橡胶塞，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，然后将液体用注射器从长方形窗口注满橡胶塞的空腔，再用一个长方形弹性橡胶膜粘结在长方形窗口四周外壁，然后形成了一个盛有密封液体的橡胶塞；
(5)向步骤(3)得到的每个圆柱管的孔道内都插入一个步骤(4)得到的盛有密封液体的橡胶塞，调整橡胶塞的长方形窗口垂直向上，并将盛有密封液体的橡胶塞插在橡胶塞固定钢针上，即得到一种温度调控换气膜。
其中，所述的圆柱管的内径为7cm，所述的橡胶塞固定钢针的针尖与圆柱管内壁的距离为0.5cm，所述的橡胶塞的直径7cm，所述的橡胶塞的长方形窗口的面中心与橡胶塞的中心轴线之间的最短距离为2.8cm，所述的橡胶塞空腔内填充的液体是质量浓度为10wt％的食盐水。
对比实施例6
本实施例是根据实施例4所述制备的薄膜，本实施例与实施例4的区别是所述的橡胶塞的长方形窗口的面中心与橡胶塞的中心轴线之间最短距离为1.5cm，这一距离在权利要求书所述的范围之外，其它涉及薄膜结构和制备过程等皆与实施例4相同。
对比实施例7
本实施例是根据实施例4所述制备的薄膜，本实施例与实施例4的区别是所述的橡胶塞的空腔的体积占橡胶塞总体积的50％，这一占比在权利要求书所述的范围之外，其它涉及薄膜结构和制备过程等也皆与实施例4相同。
应用实施例8
将实施例1～5、对比实施例6和对比实施例7得到的薄膜的丙烯酸酯压敏胶涂层对准一室内面积为23m2的一个外窗窗框，该窗框大小为1.5m×0.9m，用力贴压丙烯酸酯压敏胶涂层到窗框上，使薄膜固定在窗框上。
效果实施例
检测应用实施例8中的各实施例(包括实施例1～5、对比实施例6和对比实施例7)得到的薄膜的换气效果。测试时间选择在冬季的一段时间，这期间白天最高平均气温在7.1℃，夜间最低温度平均在-14.3℃，具体测试方法如下：
(1)测量在白天4℃时各实施例薄膜中弹性橡胶膜表面最高点与圆柱管内壁最高点之间的距离。如果这一距离大于2mm，则说明橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间缝隙已足够大到能允许足量的气体通过，也说明在温度高于4℃时，外界新鲜空气可以从弹性橡胶膜与圆柱管内壁之间的缝隙进入室内，可以达到补充外界新鲜空气进入室内的效果，同时室内气体也可由这一缝隙排出到室外。
(2)观察和测量弹性橡胶膜完全堵塞橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间缝隙时的温度。如果在某一温度，弹性橡胶膜能充分隆起且完全堵塞橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间的缝隙，说明该薄膜确实能响应环境温度的变化，能自动控制橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间缝隙的开合和关闭，进而来控制外界新鲜空气与室内空气的交换进程。
表1结果显示在4℃时实施例1～5得到的窗用保温换气膜中弹性橡胶膜表面最高点与圆柱管的内壁最高点之间的距离均超过了2mm，分别为4mm(实施例1)、7mm(实施例2)、10mm(实施例3)、7mm(实施例4)和7mm(实施例5)，这些距离也都达到了各实施例窗用保温换气膜中圆柱管内径的10％，说明在4℃时实施例1～5中的橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间的缝隙已足够大，能允许室内外气体进行交换。这是由于4℃已超过了实施例1～5中橡胶塞空腔所盛装液体的冰点(普通纯水的冰点是0℃，重水的冰点是3.6℃，1％食盐水的冰点是-0.59℃，5％食盐水的冰点是-3.05℃，10％食盐水的冰点是-6.56℃)，这些液体仍呈流动的液体状态，此时液体的体积不会将弹性橡胶膜隆起，因此橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间的缝隙充分显露出来，成为室内外空气交换的通道。表1结果也显示实施例1～5的弹性橡胶膜完全堵塞橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间缝隙时的温度(分别为：实施例1的0℃、实施例2的3.6℃、实施例3的-0.6℃、实施例4的-4℃和实施例5的-7℃、)均高于测试时间段的最低平均温度(-14.3℃)，这是由于当白天达到最高气温后，当日的气温会逐渐降低，当温度降低到实施例1～5中橡胶塞空腔所盛装液体的冰点时，液体会发生相变，即从液态变成固态(即为冰)，由于水分子结构的特殊性，其在从流动液态变成固体冰时密度会变小，体积会膨胀10％，因此橡胶塞空腔所盛装的冰会将弹性橡胶膜隆起，冰和包覆冰的弹性橡胶膜会堵塞橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间的缝隙，并由此关闭了室内外空气交换的通道，使得低于液体冰点的寒冷空气不能进入室内。由于橡胶塞空腔所盛装液体种类不同，冰点也不一致，因此实施例1～5中通过调整液体种类可实现控制不同温度的外界空气进入室内的效果。
表1结果也显示了对比实施例6和对比实施例7的薄膜随着温度下降，它们的弹性橡胶膜始终不能完全堵塞橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间的缝隙，且弹性橡胶膜表面最高点与圆柱管内壁最高点之间的最短距离分别为1.8cm和4mm，皆均大于2mm，这说明对比实施例6和对比实施例7的薄膜中橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间始终存在着较大的缝隙，这会导致夜间寒冷空气仍会进入室内，从而起不到保温效果。这是因为对比实施例6与实施例4的区别是所述的橡胶塞的长方形窗口的面中心与橡胶塞的中心轴线之间最短距离为1.5cm，小于权利要求书所述的(1.6～4cm)范围，即长方形窗口的面心与圆柱管内壁之间的距离(或缝隙)过大，当温度下降到液体冰点以下时，弹性橡胶膜隆起的程度仍不足够填充橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间较大的缝隙；对比实施例7与实施例4的区别是所述的空腔的体积占橡胶塞总体积的50％，小于权利要求书所述的(60～85％)范围，即这一空腔体积过小，所能盛装的液体量也较小，相应的液体变成冰的量也较少，这导致温度下降到液体冰点以下时，没有足够量的冰能将弹性橡胶膜隆起填充满橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间较大的缝隙。
表1实施例1～5、对比实施例6和对比实施例7得到的薄膜在4℃时弹性橡胶膜表面最高点与圆柱管内壁最高点之间的距离，及弹性橡胶膜完全堵塞橡胶塞的侧切面与圆柱管内壁之间的缝隙时的温度
Figure BDA0003624810940000161

Claims (4)

1.一种密封液体型温度调控换气膜，其特征在于，包括方形防紫外线透明聚乙烯薄膜(1)，防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上有长条形的丙烯酸酯压敏胶涂层(2)，防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别粘结一个中空的圆柱管(3)，中空的圆柱管的内壁有一个朝向圆柱管的中心轴的橡胶塞固定钢针(31)，中空的圆柱管内填充一个带空腔(322)的橡胶塞(32)，该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口(321)，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，一个弹性橡胶膜(323)粘结在该长方形窗口四周外壁，橡胶塞的空腔则被该弹性橡胶膜所密封，橡胶塞的空腔内填充的是液体(324)，一种温度调控换气膜的制备步骤如下：
(1)取一块方形防紫外线透明聚乙烯薄膜，用毛刷将丙烯酸酯压敏胶涂覆在方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的四个边框上，这在方形防紫外线透明聚乙烯薄膜外表面的每个边框上形成一个宽5cm的长条形丙烯酸酯压敏胶涂层；
(2)用剪刀在方形防紫外线透明聚乙烯薄膜的四个角分别裁剪出四个圆孔，四个圆孔的边缘分别与相应的丙烯酸酯压敏胶涂层的边缘距离为2～5cm；
(3)将一个橡胶塞固定钢针焊接或插入在一个中空的圆柱管的内壁上，圆柱管的内径为4～7cm，将橡胶塞固定钢针的针尖指向圆柱管的中心轴，形成一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，步骤(2)得到的每个圆孔内都插入一个带橡胶塞固定钢针的圆柱管，再用胶粘剂将圆柱管的外壁与步骤(2)得到的圆孔边缘的聚乙烯薄膜粘结在一起；
(4)密封液体的橡胶塞是由以下方法制得：取一个直径为4～7cm的圆柱形橡胶塞，用刀在圆柱形橡胶塞的侧面切出一个垂直于圆柱形橡胶塞上下底面、且平行于圆柱形橡胶塞的中心轴线的长方形侧切面，则该橡胶塞呈一个被侧切了的圆柱体形状，再用刀具从长方形侧切面向橡胶塞内部挖出一个空腔，空腔的体积占橡胶塞总体积的60～85％，然后形成了一个带空腔的橡胶塞，橡胶塞的侧切面是一个长方形窗口，长方形窗口平行于橡胶塞的中心轴线，橡胶塞的长方形窗口的面中心与橡胶塞的中心轴线之间最短距离为1.6～2.8cm，该长方形窗口与橡胶塞的空腔相连通，然后将液体用注射器从长方形窗口注满橡胶塞的空腔，再用一个长方形弹性橡胶膜粘结在长方形窗口四周外壁，然后形成了一个盛有密封液体的橡胶塞；
(5)向步骤(3)得到的每个圆柱管的孔道内都插入一个步骤(4)得到的盛有密封液体的橡胶塞，调整橡胶塞的长方形窗口垂直向上，并将盛有密封液体的橡胶塞插在橡胶塞固定钢针上，即得到一种温度调控换气膜。
2.根据权利要求1所述的一种温度调控换气膜，其特征是，所述的圆柱管的材质为金属或塑料或木材。
3.根据权利要求1所述的一种温度调控换气膜，其特征是，所述的橡胶塞固定钢针的针尖与圆柱管内壁的距离为0.1～0.5cm。
4.根据权利要求1所述的一种温度调控换气膜，其特征是，所述的橡胶塞空腔内填充的液体是纯水或氯化钠水溶液水或重水，氯化钠水溶液中NaCl的浓度为1～10wt％。
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