汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜及其制造方法，該涂層膜包括：膨體聚四氟乙烯微孔薄膜和含有親水基團的涂層，所述的膨體聚四氟乙烯微孔薄膜表面涂覆有含有親水基團的涂層。其制造方法：膨體聚四氟乙烯微孔薄膜的制造；含有親水基團的涂層劑的制備；涂層膜的制造：涂前準備，含有親水基團的涂層劑加入滾涂機，涂層厚度調節(jié)，膨體聚四氟乙烯微孔薄膜放卷，與滾筒接觸涂膠，下道工序滾筒加熱烘干涂層膜，收卷，存放熟成固化，包裝。本發(fā)明能夠確保汽車電氣電子設備的殼體內無結霧凝露現(xiàn)象的產生，使得電氣性能不受潮濕空氣環(huán)境的影響，又能夠阻擋灰塵的滲入，使得汽車電氣電子設備的殼體內達到無污染的塵密級。
【專利說明】汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及涂層膜領域，特別是涉及一種汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜及其制造方法。
【背景技術】
[0002]歐盟汽車車燈的彎管透氣孔散霧去凝露理論:內有海綿防塵，也接燈內空氣隨燈內溫度的變化可以大出大進，從而較快的實現(xiàn)燈內散霧去凝露，彎管透氣的車燈使用不久后殼體內積塵和電氣元件銹蝕。
[0003]美國Gore公司的散霧去凝露理論:車燈是通過燈內與燈外透氣對流，建立一種氣壓平衡，燈內水蒸氣隨燈內的溫度升高而排出燈外，殼體上使用面積大一點的透氣膜貼片方法實現(xiàn)散霧去凝露。從而減少水蒸氣對燈光的散射模糊不清的現(xiàn)象發(fā)生，車燈不工作時外部環(huán)境潮濕空氣會進入殼體內。該理論使用的透氣膜貼片數(shù)量多，沒法解決殼體內空氣溫度較低區(qū)域的凝露問題。
[0004]日東電工nito公司的散霧去凝露理論:車燈是通過燈具的上下位置透氣孔形成空氣對流，燈內水蒸氣隨燈內的溫度升高從上位置的透氣孔排出燈外，下位置的透氣孔不斷補充燈外空氣。從而減少水蒸氣對燈光的散射模糊不清的現(xiàn)象發(fā)生，該理論使用的透氣栓數(shù)量多，沒法解決殼體內空氣溫度較低區(qū)域的凝露問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜及其制造方法，能夠確保汽車電氣電子設備的殼體內無結霧凝露現(xiàn)象的產生，使得電氣性能不受潮濕空氣環(huán)境的影響，汽車電氣電子設備的殼體內的鏡面上或光滑的電子元件表面就不會有霧水現(xiàn)象產生，使得汽車電氣電子設備的性能得以發(fā)揮出來，徹底顛覆了歐美日對殼體內濕度控制調節(jié)的傳統(tǒng)方法，又能夠阻擋灰塵的滲入，使得汽車電氣電子設備的殼體內達到無污染的塵密級。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供一種汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜，包括:膨體聚四氟乙烯微孔薄膜和含有親水基團的涂層，所述的膨體聚四氟乙烯微孔薄膜表面涂覆有含有親水基團的涂層。
[0007]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的含有親水基團的涂層的厚度為0.05、.1mm。
[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是:提供一種汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜的制造方法，包括以下步驟:
(1)膨體聚四氟乙烯微孔薄膜的制造:將聚四氟乙烯分散樹脂與液體助擠劑按比例混合，保溫熟成，予壓成柱體毛坯，將柱體毛坯制成薄片，經加熱脫去助擠劑，單向拉伸，雙向拉伸，熱定型，冷卻，收卷；
(2)含有親水基團的涂層劑的制備:將聚氨基甲酸酯、二甲基甲酰胺溶劑、親水基團溶劑和SiO2微粉的混合物攪拌乳化均勻，形成有親水基團的涂層劑； (3)涂層膜的制造:涂前準備，含有親水基團的涂層劑加入滾涂機，涂層厚度調節(jié)，膨體聚四氟乙烯微孔薄膜放卷，與滾筒接觸涂膠，下道工序滾筒加熱烘干涂層膜，收卷，存放熟成固化，包裝。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的膨體聚四氟乙烯微孔薄膜的制造:將聚四氟乙烯分散樹脂與液體助擠劑按比例混合，在30°C?35°C保溫熟成，予壓成柱體毛坯，通過壓延法將柱體毛坯制成薄片，經9(TllO°C加熱脫去助擠劑，在19(T210°C單向拉伸，在19(T210°C雙向拉伸，在33(T350°C燒結15?20min熱定型，冷卻，收卷。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的聚氨基甲酸酯、二甲基甲酰胺溶劑、親水基團溶劑和SiO2微粉的質量比為5:12:1:1。
[0011]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的涂層膜的制造:涂前準備，含有親水基團的涂層劑在點式滾涂機加料，將涂層厚度調節(jié)到0.05、.1mm，膨體聚四氟乙烯微孔薄膜放卷，與點式滾筒接觸涂膠，下道工序滾筒在80°C ?10(TC加熱烘干涂層膜同時揮發(fā)去除二甲基甲酰胺溶劑及溶劑回收處理，收卷，在25?35°C存放24h熟成固化，包裝。
[0012]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的含有親水基團的涂層劑的粘度指數(shù)33 Pa.S。
[0013]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的親水基團溶劑為含有-OH、-NHCOO-或-COOH基團的溶劑，所述的SiO2微粉的粒徑為0.1 μ m?12 μ m。
[0014]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的液體助擠劑為航空煤油。
[0015]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的聚四氟乙烯分散樹脂與液體助擠劑的質量比為4?6: I ο
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明能夠確保汽車電氣電子設備的殼體內無結霧凝露現(xiàn)象的產生，使得電氣性能不受潮濕空氣環(huán)境的影響，在汽車電氣電子設備的殼體內的濕度大大降低因而不具備凝露的條件，使得殼體內空氣干燥，汽車電氣電子設備的殼體內的鏡面上或光滑的電子元件表面就不會有霧水現(xiàn)象產生，使得汽車電氣電子設備的性能得以發(fā)揮出來，徹底顛覆了歐美日對殼體內濕度控制調節(jié)的傳統(tǒng)方法，又能夠阻擋灰塵的滲入，使得汽車電氣電子設備的殼體內達到無污染的塵密級。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜一較佳實施例的結構示意
圖；
附圖中各部件的標記如下:1、膨體聚四氟乙烯微孔薄膜，2、含有親水基團的涂層?！揪唧w實施方式】
[0018]下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范[0019]請參閱圖1，本發(fā)明實施例包括：
一種汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜，包括：膨體聚四氟乙烯微孔薄膜1 和含有親水基團的涂層2，所述的膨體聚四氟乙烯微孔薄膜1表面涂覆有含有親水基團的 涂層2。
[0020]優(yōu)選的，所述的含有親水基團的涂層2的厚度為0. 05、. 1mm。
[0021]汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜的制造方法，包括以下步驟：
(1)膨體聚四氟乙烯微孔薄膜1的制造：將聚四氟乙烯分散樹脂與液體助擠劑按比例 混合，保溫熟成，予壓成柱體毛坯，將柱體毛坯制成薄片，經加熱脫去助擠劑，單向拉伸，雙 向拉伸，熱定型，冷卻，收卷；
(2)含有親水基團的涂層劑的制備：將聚氨基甲酸酯、二甲基甲酰胺溶劑、親水基團溶 劑和Si02微粉的混合物攪拌乳化均勻，形成有親水基團的涂層劑；
(3)涂層膜的制造：涂前準備，含有親水基團的涂層劑加入滾涂機，涂層厚度調節(jié)，膨體 聚四氟乙烯微孔薄膜1放卷，與滾筒接觸涂膠，下道工序滾筒加熱烘干涂層膜，收卷，存放 熟成固化，包裝。
[0022]優(yōu)選的，所述的膨體聚四氟乙烯微孔薄膜1的制造：將聚四氟乙烯分散樹脂與液 體助擠劑按比例混合，在30°C?35°C保溫熟成，予壓成柱體毛坯，通過壓延法將柱體毛坯制 成薄片，經90?110°C加熱脫去助擠劑，在19(T210°C單向拉伸，在19(T210°C雙向拉伸，在 33(T350°C燒結15?20min熱定型，冷卻，收卷。
[0023]優(yōu)選的，所述的聚氨基甲酸酯、二甲基甲酰胺溶劑、親水基團溶劑和SiOjj粉的質 量比為5 ：12 ：1 :1。
[0024]優(yōu)選的，所述的涂層膜的制造：涂前準備，含有親水基團的涂層劑在點式滾涂機加 料，將涂層厚度調節(jié)到0. 05、. 1mm，膨體聚四氟乙烯微孔薄膜放卷，與點式滾筒接觸涂膠， 下道工序滾筒在80°C ?100°C加熱烘干涂層膜同時揮發(fā)去除二甲基甲酰胺溶劑及溶劑回收 處理，收卷，在25?35°C存放24h熟成固化，包裝。
[0025]優(yōu)選的，所述的含有親水基團的涂層劑的粘度指數(shù)28?33 Pa. s。
[0026]優(yōu)選的，所述的親水基團溶劑為含有-OH、-NHC00-或-C00H基團的溶劑，所述的 Si02微粉的粒徑為0. 1 i! m?12 i! m。
[0027]優(yōu)選的，所述的液體助擠劑為航空煤油。
[0028]優(yōu)選的，所述的聚四氟乙烯分散樹脂與液體助擠劑的質量比為4飛：1。
[0029]膨體聚四氟乙烯微孔薄膜材料簡稱“ePTFE膜”，“ePTFE”是膨體聚四氟乙烯英文 單詞（expanded polytetrafluorethylene)的縮寫；膨體聚四氟乙烯微孔薄膜是一種具有 特殊功能高附加值的高分子新材料薄膜，是經特殊工藝經雙向拉伸制成的，該薄膜的微纖 維構成了里外通透的0. lynTlSiim孔徑的微孔，是真正意義的透氣膜。膜表面每平方英寸 能達到幾十億個微孔，每個微孔直徑小于輕霧水珠的最小值（20 u nTlOO u m)，而遠大于水 蒸氣分子直徑（0. 0003 um^O. 0004 ym)，可以使水蒸氣通過而水滴因表面漲力大不能通過， 利用這種微孔結構可達到優(yōu)秀的防水透濕功能；另外因為該孔極度細小和縱向不規(guī)格的彎 曲排列，用在汽車電氣電子設備防護方面，雖能使得汽車電氣電子設備內的空氣通過此膜 對流調節(jié)壓力平衡，達到無污染的塵密，但是當汽車停開時沒法阻止或減少環(huán)境中的水蒸氣進入殼體內，滯留在殼體內的水蒸氣濕度過高將嚴重影響汽車電氣電子設備的性能的發(fā)揮。
[0030]含有親水基團的涂層透濕原理:聚氨基甲酸酯乳液涂層中的聚氨基甲酸酯分子結構中含有-NHCOO-單元的高分子化合物，其主要原理是在聚合物鏈上引入適量的親水基團，在一定條件下自發(fā)分散形成乳液，PU大分子中含有大量的極性基團，分子間力很強，致使其具有優(yōu)良成膜性，能夠在織物上形成堅韌而耐久的薄膜，它還具有一定透濕性。其原因是:一方面PU中的極性基團或親水基團，如-OH、-NHC00-、-COOH和有機硅微粉等的氫鍵和分子間的作用力，使水蒸氣分子沿著階梯從高濕度一側遷移到低濕度一側；從理論上講，高分子鏈上主要有親水基團，且只要親水基團含量和排列合適，則它們便可以和水分子作用，借助氫鍵和其它分子間作用力，在高濕度一側吸附水份后，通過高分子鏈上親水基團傳遞到低濕度一側解吸。因此，透濕實質上是一個“吸附-擴散-轉移-解吸”的過程。
[0031]汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜是在膨體聚四氟乙烯微孔薄膜的一側表面涂覆含有親水基團聚氨基甲酸酯乳液涂層，經80Π00?溫度烘干涂層，室溫存放24h后，涂層就固化在膨體聚四氟乙烯微孔薄膜面上，形成一層致密的耐久的涂層，該涂層含有親水基團，和水分子作用，借助氫鍵和其它分子間作用力，在高濕度一側吸附水份后，通過高分子鏈上親水基團傳遞到低濕度一側解吸。因此，透濕實質上是一個在親水基團聚氨基甲酸酯涂層表面“吸附”水蒸汽分子-水分子在親水基團聚氨基甲酸酯涂層內向外側“擴散水分子在親水基團聚氨基甲酸酯涂層與膨體聚四氟乙烯微孔薄膜的結合界面面上“解吸水分子進入膨體聚四氟乙烯微孔薄膜密布的微孔向外部環(huán)境排出濕氣的過程。
[0032]實施例:
一種汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜，包括:膨體聚四氟乙烯微孔薄膜I和含有親水基團的涂層2，所述的膨體聚四氟乙烯微孔薄膜I表面涂覆有含有親水基團的涂層2，其制造方法具體包括以下步驟:
(O膨體聚四氟乙烯微孔薄膜的制造:將聚四氟乙烯分散樹脂與航空煤油溶劑按5:I的質量比混合，在30°C~35°C保溫熟成，予壓成柱體毛坯，通過壓延法將柱體毛坯制成薄片，經9(Tl 10°C加熱脫去助擠劑，在190~210 °C單向拉伸，在190~210 °C雙向拉伸，在33(T350°C燒結15~20min熱定型，冷卻，收卷；
(2)含有親水基團的涂層劑的制備:將聚氨基甲酸酯、二甲基甲酰胺溶劑、含有親水基團的溶劑和粒徑為0.1 μ πm-12 μ m的SiO2微粉的混合物攪拌乳化均勻，形成有親水基團的涂層劑，所述的聚氨基甲酸酯、二甲基甲酰胺溶劑、親水基團溶劑和粒徑為0.1ym ^12 μ m的SiO2微粉的質量比為5:12:1:1，所述的含有親水基團的涂層劑的粘度指數(shù)28~33 Pa.s,不揮發(fā)物達25~35% ；
(3)涂層膜的制造:涂前準備，含有親水基團的涂層劑在點式滾涂機加料，將涂層厚度調節(jié)到0.05、.1mm，膨體聚四氟乙烯微孔薄膜放卷，移動線速度為8~10m/min，與點式滾筒接觸涂膠，下道工序滾筒在80°C ~10(TC加熱烘干涂層膜同時揮發(fā)去除二甲基甲酰胺溶劑及溶劑回收處理，收卷，在25~35°C存放24h熟成固化，包裝。
[0033]經過對汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜的大量試驗，試驗結果表明水蒸氣從涂層側向膨體聚四氟乙烯微孔薄膜側排出的透濕量大于水蒸氣從膨體聚四氟乙烯微孔薄膜側向涂層側排出的透濕量，水蒸汽透濕方向的不同導致透濕量的不同，從涂層側向外透濕的量比從膨體聚四氟乙烯微孔薄膜側向殼體內透濕量大30%左右，利用此兩個方向的透濕量的巨大差異，將此涂層膜應用在汽車電氣電子設備的殼體上，此涂層膜的涂層側面向汽車電氣電子設備的殼體內，此涂層膜的膨體聚四氟乙烯膜朝向外部大氣；這樣汽車電氣電子設備的殼體內的水蒸氣源源不斷的排出，表現(xiàn)出由殼體內向外部環(huán)境單向持續(xù)排出水蒸汽的特性，當汽車電氣電子設備工作時，殼體內的溫度較高時，涂層的親水高分子鏈段越活躍，吸附、擴散和解吸排出水蒸氣分子的速度越快，在汽車電氣電子設備的殼體內的濕度大大降低因而不具備凝露的條件，使得殼體內空氣干燥，汽車電氣電子設備的殼體內的鏡面上或光滑的電子元件表面就不會有霧水現(xiàn)象產生，使得汽車電氣電子設備的性能得以發(fā)揮出來。
[0034]本發(fā)明汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜的具體優(yōu)點包括:
1)本發(fā)明能夠確保汽車電氣電子設備的殼體內無結霧凝露現(xiàn)象的產生，使得電氣性能不受潮濕空氣環(huán)境的影響，在汽車電氣電子設備的殼體內的濕度大大降低因而不具備凝露的條件，使得殼體內空氣干燥，汽車電氣電子設備的殼體內的鏡面上或光滑的電子元件表面就不會有霧水現(xiàn)象產生，使得汽車電氣電子設備的性能得以發(fā)揮出來，徹底顛覆了歐美日對殼體內濕度控制調節(jié)的傳統(tǒng)方法；
2)本發(fā)明既能阻擋灰塵的滲入，使得汽車電氣電子設備的殼體內達到無污染的塵密
級；
3)本發(fā)明完全滿足了汽車電氣電子設備和其它小型的精密電子設備(手機、導航終端、微型電腦等)性能可靠發(fā)揮，能夠滿足防水、防塵、防油、透濕、抗氧化溶液腐蝕等防護綜合性要求；
4)本發(fā)明能夠進一步的降低汽車電氣電子設備在消除水蒸氣對其性能影響的設計制造成本，使得殼體造型簡潔化；
5)本發(fā)明不透氣體(允許水蒸氣分子排出)及耐滲水壓力高的特性，耐水壓已達到IOOOOmm高度水柱(相對壓力IOOKPa壓強)以上，能夠抵擋深坑積水浸泡或行駛中沖擊水的影響，使得殼體內保持干燥而不會浸水。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的【技術領域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜，其特征在于，包括:膨體聚四氟乙烯微孔薄膜和含有親水基團的涂層，所述的膨體聚四氟乙烯微孔薄膜表面涂覆有含有親水基團的涂層。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽車電氣電子設備用持續(xù)單向透濕的涂層膜，其特征在于，所述的含有親水基團的涂層的厚度為0.05、.1mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的涂層膜的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)膨體聚四氟乙烯微孔薄膜的制造:將聚四氟乙烯分散樹脂與液體助擠劑按比例混合，保溫熟成，予壓成柱體毛坯，將柱體毛坯制成薄片，經加熱脫去助擠劑，單向拉伸，雙向拉伸，熱定型，冷卻，收卷； (2)含有親水基團的涂層劑的制備:將聚氨基甲酸酯、二甲基甲酰胺溶劑、親水基團溶劑和SiO2微粉的混合物攪拌乳化均勻，形成有親水基團的涂層劑； (3)涂層膜的制造:涂前準備，含有親水基團的涂層劑加入滾涂機，涂層厚度調節(jié)，膨體聚四氟乙烯微孔薄膜放卷，與滾筒接觸涂膠，下道工序滾筒加熱烘干涂層膜，收卷，存放熟成固化，包裝。
4.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述的膨體聚四氟乙烯微孔薄膜的制造:將聚四氟乙烯分散樹脂與液體助擠劑按比例混合，在30°C?35°C保溫熟成，予壓成柱體毛坯，通過壓延法將柱體毛坯制成薄片，經9(T110°C加熱脫去助擠劑，在19(T210°C單向拉伸，在19(T210°C雙向拉伸，在33(T350°C燒結15?20min熱定型，冷卻，收卷。
5.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述的聚氨基甲酸酯、二甲基甲酰胺溶劑、親水基團溶劑和SiO2微粉的質量比為5:12:1:1。
6.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述的涂層膜的制造:涂前準備，含有親水基團的涂層劑在點式滾涂機加料，將涂層厚度調節(jié)到0.05、.1mm，膨體聚四氟乙烯微孔薄膜放卷，移動線速度為8?10m/min，與點式滾筒接觸涂膠，下道工序滾筒在80°C ?10(TC加熱烘干涂層膜同時揮發(fā)去除二甲基甲酰胺溶劑及溶劑回收處理，收卷，在25?35°C存放24h熟成固化，包裝。
7.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述的含有親水基團的涂層劑的粘度指數(shù)28?33 Pa.S。
8.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述的親水基團溶劑為含有-OH、-NHCOO-或-COOH基團的溶劑，所述的SiO2微粉的粒徑為0.1 μ m?12 μ m。
9.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述的液體助擠劑為航空煤油。
10.根據(jù)權利要求3或4所述的制造方法，其特征在于，所述的聚四氟乙烯分散樹脂與液體助擠劑的質量比為4飛:1。
【文檔編號】B32B3/24GK103862728SQ201410103163
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權日:2014年3月20日
【發(fā)明者】張云, 丁榮華, 昌建忠 申請人:常州市泛亞微透科技有限公司