CN115028866A - 汽车透气膜专用料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了汽车透气膜专用料及其制备方法，涉及汽车透气膜技术领域，包括步骤：S1、乳液基体制备：以PU和PVDF为基体，制备共混液：S2、制备初步膜料：在混合液中加入添加剂，制备疏水膜料共聚物；S3、专用料制备：基于疏水膜料共聚物进行造粒并干燥，形成透气膜专用料。通过在膜料中加入改性纳米碳酸钙，能够增加膜料的性能，而且使用细化的碳酸钙可以提高透气膜的拉伸强度，而提高碳酸钙平均粒径则可以提高透气膜的孔隙率和透气性，膜料的孔隙率和透气率增加，透过性能变好。
Description
技术领域
本发明涉及汽车透气膜技术领域，尤其涉及汽车透气膜专用料及其制备方法。
背景技术
现代社会汽车运用普遍，运输过程中会遇到不同的天气和路况。车灯始终暴露于外部环境中，尘雾、雨雪、路面碎物及泥污都会影响车灯的照明，从而影响车辆的行驶过程的安全度。外部温度的骤降会导致内部压力的下降，使设备容易吸入污染物与增加结雾，最终造成车灯故障。
为了给车灯提供持久防护，免受外部水汽、灰尘、油污及其他污物的侵入的同时，通常还保持一定的气体交换，车主通常都会给在车灯上贴附透气膜。
现有的透气膜的主要材质为聚四氟乙烯，是一种利用氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料，其具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，但是它的孔隙率较低，虽然具有良好的防水能力，但是透气性较差，难以满足气体交换的功能。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了汽车透气膜专用料及其制备方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：透气膜专用料制备方法包括步骤：S1、乳液基体制备：以PU和PVDF为基体，制备共混液：S2、制备初步膜料：在混合液中加入添加剂，制备疏水膜料共聚物；S3、专用料制备：基于疏水膜料共聚物进行造粒并干燥，形成透气膜专用料。
进一步的，在步骤S1中，包括以下内容：S11、将称量好的聚偏氟乙烯乳液、聚氨酯乳液置于容器中，在180度条件下恒温油浴加热，并伴随搅拌，直至成均相溶液；S12、在真空度为0.08MPa的条件下脱水2h-3h，降低均相溶液中的水分含量；S14、加入消泡剂并充分搅拌混合，将共混液经脱泡处理。
进一步的，S11中，聚偏氟乙烯乳液与聚氨酯乳液质量比为6:4，总计30份。
进一步的，在步骤S2中，包含：S21、对纳米CaCO3进行改性处理，生成改性纳米CaCO3；S22、将改性纳米CaCO3和有机硅YJG403加入共混液中，并加入硅烷偶联剂，形成混合共聚物；S23、加入稀释剂，并与上述混合共聚物进行混合，加热至280至340度，进行热处理，之后降低至室温；S24、待混合共聚物冷却固化后，以正已烷浸泡作为萃取剂，萃取24h后，将稀释剂萃取出，得到初步疏水膜料共聚物。
进一步的，所述硅烷偶联剂为配成0.5～1％质量浓度的稀溶液。
进一步的，在步骤S3中，包括以下内容：S31、称取适量的疏水膜料共聚物，通过双螺杆挤出机进行挤出造粒；挤出温度为180～200℃，挤出速度400r/min；S32、在40度至50度的条件下，利用干燥剂对透气膜专用料干燥。
进一步的，纳米CaCO3改性处理，步骤如下，对纳米CaCO3进行干燥处理，水分质量分数控制在0.5％以下；称取纳米CaCO3至高速混合设备中，并将其温度加热至100度；将适量的甲基丙烯酸喷射到纳米CaCO3表面；温度加热升至115度，将甲基硅树脂喷射至纳米CaCO3表面，直至温度升至120度后，开始冷却；冷却至室温，纳米CaCO3改性处理完成，形成改性纳米CaCO3。
进一步的，改性纳米CaCO3进的质量分数50份，粒度3.5μm，有机硅YJG403质量分数2份，PU乳液12份、PVDF乳液18份；硅烷偶联剂质量分数4份。
一种汽车透气膜专用料，包括改性纳米CaCO3进的质量分数50份，粒度3.5μm，有机硅YJG403质量分数2份，PU乳液12份、PVDF乳液18份；硅烷偶联剂质量分数4份。
一种透气膜专用料在汽车透气膜中的应用。
本发明的有益效果：
本发明，通过在膜料中加入改性纳米碳酸钙，能够增加膜料的性能，而且使用细化的碳酸钙可以提高透气膜的拉伸强度，而提高碳酸钙平均粒径则可以提高透气膜的孔隙率和透气性，膜料的孔隙率和透气率增加，透过性能变好。
通过对纳米碳酸钙进行改性处理，能够降低颗粒间的内聚力，也能提高纳米碳酸钙的表面活性，使碳酸钙粉末的表面性能由亲水性变为疏水性，从而增加了膜料的防水能力。
附图说明
图1为本发明的汽车透气膜专用料制备流程示意图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
实施例1
如图1所示，本实施例所述汽车透气膜专用料的制备方法，包括以下步骤，
S1、乳液基体制备：以PU和PVDF为基体，制备混合液：
S2、制备初步膜料：在混合液中加入添加剂，制备疏水膜料共聚物；
S3、专用料制备：基于疏水膜料共聚物进行造粒并干燥，形成透气膜专用料。
使用时，通过步骤S1至S3，得到具有孔隙率较高，透气性好的汽车膜专用料。
参考图1，在步骤S1中，包括以下内容：
S11、将称量好的聚偏氟乙烯乳液、聚氨酯乳液置于容器中，在180度条件下恒温油浴加热，并伴随搅拌，直至成均相溶液；
其中，聚偏氟乙烯乳液与聚氨酯乳液质量比为6:4；总物料量大概30份；
S12、在真空度为0.08MPa的条件下脱水2h-3h，降低均相溶液中的水分含量；
S14、加入0.2g消泡剂并充分搅拌混合，将共混液经脱泡处理；其中，消泡剂是较为常见的试剂，在此不做过多的限定；
使用时，在完成步骤S11至S13之后，聚偏氟乙烯乳液、聚氨酯乳液共混处理完成，形成共混体系，以此来作为膜料制备的基体液。
参考图1，在步骤S2中，包含以下内容：
S21、对纳米CaCO3进行改性处理，生成改性纳米CaCO3；
S22、将一定质量份改性纳米CaCO3和2质量份的有机硅YJG403，加入共混液中，并加入硅烷偶联剂，形成混合共聚物；
其中，所述硅烷偶联剂为配成0.5～1％质量浓度的稀溶液，以将溶液中的各个组分相连结在一起；也方便将改性纳米CaCO3分散在基体液中，尽量使其分布均匀；
S23、加入稀释剂，并与上述混合共聚物进行混合，加热至280至340度，进行热处理，之后降低至室温；其中，所述室温大致为20至30度之间；
S24、待混合共聚物冷却固化后，以正已烷浸泡作为萃取剂，萃取24h后，将稀释剂萃取出，得到初步疏水膜料共聚物。
使用时，通过步骤S21至S24，通过加入改性纳米CaCO3以及有机硅YJG403，通过加入纳米CaCO3和有机硅YJG403，能够通过增加膜料的孔隙率及拒水性，从而增加膜料的透气性和防水能力。
参考图1，在步骤S3中，包括以下内容：
S31、称取适量的疏水膜料共聚物，通过双螺杆挤出机进行挤出造粒；其中，挤出温度为180～200℃，挤出速度400r/min；
S32、对透气膜专用料干燥，其中，在40度至50度的条件下，利用干燥剂例如说硅胶干燥剂，透气膜专用料制备完成。
其中，需要说明的是，在整个改性处理过程中，高速混合设备的转速始终保持在3000r/min，以维持改性处理的节奏不变，最终形成完成改性。
实施例2
参考图1，本实施例还提供一种汽车透气膜专用料，由实施例1中的方法制备而成。
实施例3
参考图1，本实施例还提供一种透气膜专用料在汽车透气膜中的应用。
实施例4
本实施例提供一种汽车透气膜专用料，它包含：改性纳米CaCO3进的质量分数35份，粒度3.5μm，有机硅YJG403质量分数2份，PU乳液12份、PVDF乳液18份；硅烷偶联剂质量分数4份，加热至280至340度，进行热处理；挤出温度为180～200℃，挤出速度400r/min，制得透气膜专用料1。
实施例5
本实施例提供一种汽车透气膜专用料，它包含：改性纳米CaCO3进的质量分数40份，粒度3.5μm，有机硅YJG403质量分数2份，PU乳液12份、PVDF乳液18份；硅烷偶联剂质量分数4份，加热至280至340度，进行热处理；挤出温度为180～200℃，挤出速度400r/min，制得透气膜专用料2。
实施例6
本实施例提供一种汽车透气膜专用料，它包含：改性纳米CaCO3进的质量分数45份，粒度3.5μm，有机硅YJG403质量分数2份，PU乳液12份、PVDF乳液18份；硅烷偶联剂质量分数4份，加热至280至340度，进行热处理；挤出温度为180～200℃，挤出速度400r/min，制得透气膜专用料3。
实施例7
改性纳米CaCO3进的质量分数50份，粒度3.5μm，有机硅YJG403质量分数2份，PU乳液12份、PVDF乳液18份；硅烷偶联剂质量分数4份，加热至280至340度，进行热处理；挤出温度为180～200℃，挤出速度400r/min，制得透气膜专用料4。
实施例8
改性纳米CaCO3进的质量分数50份，粒度3.0μm，有机硅YJG403质量分数2份，PU乳液12份、PVDF乳液18份；硅烷偶联剂质量分数4份，加热至280至340度，进行热处理；挤出温度为180～200℃，挤出速度400r/min，制得透气膜专用料5。
实施例9
改性纳米CaCO3进的质量分数50份，粒度2.5μm，有机硅YJG403质量分数2份，PU乳液12份、PVDF乳液18份；硅烷偶联剂质量分数4份，加热至280至340度，进行热处理；挤出温度为180～200℃，挤出速度400r/min，制得透气膜专用料6。
根据实施例4至7中，在纳米改性CaCO3粒度为3.5μm的条件下在进过检测之后，得出以下内容：
表1
参照表1中的内容，可以看出，随着改性碳酸钙份数的逐渐增多，制备的汽车专用膜料的孔隙率也在逐渐增加，可见通过增加改性碳酸钙的量，可以增加膜料的透气性能。
根据实施例7至9中，在纳米改性CaCO3质量份数均为50份的条件下在进过检测之后，得出以下内容：
表2
参照表2中的内容，可以看出，随着改性碳酸钙份数的粒度逐渐增加，制备的汽车专用膜料的孔隙率同样也在逐渐增加，可见通过增加改性碳酸钙的粒度，同样可以增加膜料的透气性能。
通过对制备的膜料样本1至6的接触角进行检测之后，得出如下数据：
表3
参照表3中的内容，可以看出，在改性纳米碳酸钙的质量份数为50份，粒度为3.5μm的条件下，样本4的接触角最大，也就说，其防水性能最好。
在本方案中，通过在膜料中加入改性纳米碳酸钙，能够增加膜料的性能，而且使用细化的碳酸钙可以提高透气膜的拉伸强度，而提高碳酸钙平均粒径则可以提高透气膜的孔隙率和透气性，膜料的孔隙率和透气率增加，透过性能变好；
通过对纳米碳酸钙进行改性处理，能够降低颗粒间的内聚力，也能提高纳米碳酸钙的表面活性，使碳酸钙粉末的表面性能由亲水性变为疏水性，从而增加了膜料的防水能力。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.透气膜专用料的制备方法，其特征在于：包括步骤：S1、乳液基体制备：以PU和PVDF为基体，制备共混液：S2、制备初步膜料：在混合液中加入添加剂，制备疏水膜料共聚物；S3、专用料制备：基于疏水膜料共聚物进行造粒并干燥，形成透气膜专用料。
2.根据权利要求1所述的透气膜专用料的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，包括以下内容：S11、将称量好的聚偏氟乙烯乳液、聚氨酯乳液置于容器中，在180度条件下恒温油浴加热，并伴随搅拌，直至成均相溶液；S12、在真空度为0.08MPa的条件下脱水2h-3h，降低均相溶液中的水分含量；S14、加入消泡剂并充分搅拌混合，将共混液经脱泡处理。
3.根据权利要求1所述的透气膜专用料的制备方法，其特征在于：S11中，聚偏氟乙烯乳液与聚氨酯乳液质量比为6:4，总计30份。
4.根据权利要求1所述的透气膜专用料的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，包含：S21、对纳米CaCO3进行改性处理，生成改性纳米CaCO3；S22、将改性纳米CaCO3和有机硅YJG403加入共混液中，并加入硅烷偶联剂，形成混合共聚物；S23、加入稀释剂，并与上述混合共聚物进行混合，加热至280至340度，进行热处理，之后降低至室温；S24、待混合共聚物冷却固化后，以正已烷浸泡作为萃取剂，萃取24h后，将稀释剂萃取出，得到初步疏水膜料共聚物。
5.根据权利要求4所述的透气膜专用料的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为配成0.5～1％质量浓度的稀溶液。
6.根据权利要求1所述的透气膜专用料的制备方法，其特征在于：在步骤S3中，包括以下内容：S31、称取适量的疏水膜料共聚物，通过双螺杆挤出机进行挤出造粒；挤出温度为180～200℃，挤出速度400r/min；S32、在40度至50度的条件下，利用干燥剂对透气膜专用料干燥。
7.根据权利要求4所述的透气膜专用料的制备方法，其特征在于：纳米CaCO3改性处理，步骤如下，对纳米CaCO3进行干燥处理，水分质量分数控制在0.5％以下；称取纳米CaCO3至高速混合设备中，并将其温度加热至100度；将适量的甲基丙烯酸喷射到纳米CaCO3表面；温度加热升至115度，将甲基硅树脂喷射至纳米CaCO3表面，直至温度升至120度后，开始冷却；冷却至室温，纳米CaCO3改性处理完成，形成改性纳米CaCO3。
8.根据权利要求4所述的透气膜专用料的制备方法，其特征在于：改性纳米CaCO3进的质量分数50份，粒度3.5μm，有机硅YJG403质量分数2份，PU乳液12份、PVDF乳液18份；硅烷偶联剂质量分数4份。
9.一种汽车透气膜专用料，其特征在于：由权利要求1至8中的方法制备而成。
10.一种权利要求9中的透气膜专用料在汽车透气膜中的应用。
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