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一种新型夹心结构镀铝膜及其制备方法与流程

时间:2022-02-24 阅读: 作者:专利查询

一种新型夹心结构镀铝膜及其制备方法与流程

1.本技术涉及真空镀铝膜技术领域,更具体地说,它涉及一种新型夹心结构镀铝膜及其制备方法。


背景技术:

2.反射膜是地暖铺材中的一种,在地暖中的作用主要是防止热量从地下散失,从而有效的提高热量反射和辐射能力,确保室内温度的恒定。
3.地暖反射膜是由基材和表面膜复合而成,按照基材可分为纸基膜、布基膜和保温材料复合膜三类,表面膜一般采用镀铝膜或铝箔膜。其中,纸基膜表面平滑亮度较高,但纸基膜拉伸强度很差,一般为酸性复合物,其表面覆盖在碱性水泥砂浆上,水泥砂浆容易分离和吸收纸基反射膜,使其失效而失去了热反射功能;纸基反射膜很容易被水泥砂浆分离和吸收,因此纸基反射膜容易失效而失去了热反射功能,导致地暖热量的大量传递损耗;布基反射膜抗拉强度较好,但其表层的薄铝膜同样存在很快被碱性水泥砂浆分离和吸收的现象,因此布基反射膜的热反射功能的可靠性也较低。
4.保温材料复合膜采用薄层保温材料和镀铝膜复合形成,包括epe复合膜、eva复合膜和气垫复合膜等,但因其保温层较薄,整体保温效果普遍较差,且都存在镀铝膜层氧化后热量反射率较低的问题。
5.由于基材和表面镀铝膜层,都存在热量反射率较低的问题,导致地暖反射膜的热反射效果较差。


技术实现要素:

6.为了改善地暖反射膜的热反射效果,本技术提供一种新型夹心结构镀铝膜及其制备方法。
7.第一方面,本技术提供一种新型夹心结构镀铝膜,采用如下的技术方案:一种新型夹心结构镀铝膜,所述新型夹心结构镀铝膜为基底层/铝层-氧化铝层-铝层四层夹心结构,包括基底层、镀附在基底层上的第一镀铝层、镀附在第一镀铝层上的氧化铝层以及镀附在氧化铝层上的第二镀铝层;所述第一镀铝层的厚度为200-500埃,所述氧化铝层的厚度为1000-2000埃,所述第二镀铝层的厚度为200-500埃。
8.由于相关技术的地暖反射膜的镀铝层的耐腐蚀性和附着力较差,导致地暖反射膜的热反射效果较差,通过上述技术方案,本技术基底层/第一镀铝层-氧化铝层-第二镀铝层的四层夹心结构镀铝膜的热反射效果佳,耐腐蚀性强,可靠性高。
9.其中,由于氧化铝层可以阻隔碱性水泥砂浆,因此减少第二镀铝层被腐蚀的现象发生;此外,第一镀铝层可与碱性水泥砂浆反应生成偏铝酸根盐附着在氧化铝层表面,进一步阻隔了水蒸气和碱性水泥砂浆与第二镀铝层发生反应。由于第二镀铝层位于镀铝膜的最
表面,主要起到反射地暖的热量的作用,因此本技术通过氧化铝层和第一镀铝层的配合,可以防止第二镀铝层受到碱性水泥砂浆的腐蚀,从而保证夹心结构镀铝膜的热反射效果,提高夹心结构镀铝膜的热反射率,氧化铝层的耐腐蚀性强,进而提高该夹心结构镀铝膜的可靠性。
10.此外,氧化铝层过薄易使第二镀铝层被腐蚀,氧化铝层过厚会导致氧化铝层的孔隙增多,降低其阻隔性能;第一镀铝层与第二镀铝层过薄易导致该夹心结构镀铝膜的耐腐蚀性及热反射率降低,第一镀铝层与第二镀铝层过厚会使第一镀铝层及第二镀铝层的韧性下降,第一镀铝层与第二镀铝层镀铝层容易在实际应用中产生应力集中以及裂纹,降低该夹心结构镀铝膜的拉伸强度,影响该夹心结构镀铝膜的热反射率。
11.优选的,所述基底层包括bopet薄膜和涂覆在bopet薄膜上的第一涂布层,所述第一涂布层由包括以下重量份的原料制成:水性聚氨酯50-250份;纳米二氧化硅10-15份;抗水解剂0.5-3份;抗氧化剂0.1-1.5份。
12.由于一般的基材拉伸强度不好,通过采用上述技术方案,bopet薄膜机械性能好、耐高温并且耐化学腐蚀性强,bopet薄膜作为地暖反射膜的基材,增加了该夹心结构镀铝膜的拉伸强度,进一步提升了该夹心结构镀铝膜侧热反射效果。
13.水性聚氨酯在bopet薄膜上有较好的附着力并且可以阻隔水蒸气,纳米二氧化硅可增加第一涂布层的表面粗糙度,提升后续镀层的附着牢固度;由于地暖反射膜长时间处于地下高温的环境中,第一涂布层中的抗氧化剂及抗水解剂可以提高基底层的稳定性,进一步提升该夹心结构镀铝膜的耐久性。
14.优选的,所述第二镀铝层表面涂覆有第二涂布层,所述第二涂布层由包括以下重量份的原料制成:环氧树脂8-10份;硅酸钾1-4份。
15.通过采用上述技术方案,环氧树脂的耐化学腐蚀性以及耐热性较好,并且在金属上的附着力高,硅酸钾加入环氧树脂中可提高第二涂布层的耐高温与耐腐蚀的效果,减少第二镀铝层被腐蚀的现象发生,进一步提高该夹心结构镀铝膜的耐腐蚀性。
16.优选的,所述抗水解剂与水性聚氨酯质量比为(0.5%-2%):1。
17.通过采用上述技术方案,抗水解剂可提高水性聚氨酯的稳定性,防止其发生水解,提高第一涂布层的拉伸强度,进而提高该夹心镀铝膜的拉伸强度;当抗水解剂添加过多时,水性聚氨酯的黏度会随之变大,降低了第一涂布层与bopet薄膜表面的附着牢固度,进一步影响该夹心结构镀铝膜的热反射效果。
18.优选的,所述抗氧化剂由抗氧剂1076以及抗氧剂168组成;所述抗水解剂为austab sw-100或聚碳二亚胺。
19.通过上述技术方案,抗氧化剂1076可清除水性聚氨酯中的自由基,阻止一系列自由基的链式反应,从而达到阻止第一涂布层自动氧化的目的,抗氧剂168通过分解过氧化物来阻止更多自由基的生成,并且抗氧剂1076以及抗氧剂168稳定性良好,可以长效保护第一
涂布层延缓第一涂布层老化;抗水解剂改善了第一涂布层因水解导致的粘度下降和开裂的现象,提高了第一涂布层的稳定性,进一步提升了该夹心结构镀铝膜的热反射效果。
20.第二方面,本技术提供一种新型夹心结构镀铝膜的制备方法,采用如下的技术方案:一种新型夹心结构镀铝膜的制备方法,包括以下步骤:s1、将铝线送至温度为1300-1600℃的舟式真空蒸发镀铝机中,通过舟式真空蒸发镀铝机在基底层上形成第一镀铝层;s2、将纯度为99.9%以上的氧气通入蒸发区的上方,通过舟式真空蒸发镀铝机在所述第一镀铝层上进行多次镀氧化铝,形成氧化铝层;s3、停止通入氧气,通过舟式真空蒸发镀铝机在氧化铝层上形成第二镀铝层。
21.通过采用上述技术方案,使用舟式真空蒸发镀铝机在基底层上形成第一镀铝层,接着在第一镀铝层表面形成氧化铝层,为了提高氧化铝层的致密性,氧化铝层由多层氧化铝组成,最后在氧化铝层表面形成第二铝层,从而得到基底层/铝层-氧化铝层-铝层的夹心结构镀铝膜。
22.优选的,所述基底层的制备方法包括:s11、将纳米二氧化硅、抗氧化剂以及抗水解剂加入水性聚氨酯中,混合均匀,得到第一混合物;s12、通过气刀涂布机将第一混合物涂覆在bopet薄膜表面并烘干,形成第一涂布层;其中,所述第一镀铝层形成在所述第一涂布层上,所述第一涂布层的厚度为50-80埃。
23.通过采用上述技术方案,纳米二氧化硅、抗氧化剂以及抗水解剂加入水性聚氨酯中,混合均匀,得到第一混合物,将第一混合物涂覆在bopet薄膜上形成第一涂布层,然后在第一涂布层上真空蒸镀第一镀铝层,第一涂布层可减少第一镀铝层受到碱性水泥砂浆的腐蚀的现象发生;第一涂布层过薄,会增大第一镀铝层被腐蚀的风险,从而降低该夹心结构镀铝膜的热反射率,第一涂布层过厚,导致第一涂布层干燥时间过长,影响第一镀铝层在第一涂布层上的附着牢固度。
24.优选的,步骤s3完成后,还包括以下步骤:s4、将硅酸钾加入环氧树脂中,混合均匀,得到第二混合物,通过气刀涂布机将第二混合物涂覆在第二镀铝层表面并烘干,形成第二涂布层;其中,所述第二涂布层的厚度为50-80埃。
25.通过采用上述技术方案。将第二混合物涂覆在氧化铝层表面并烘干,形成第二涂布层,从而得到该新型夹心结构镀铝膜,第二涂布层可减少第二镀铝层被腐蚀的现象发生,进一步提高该夹心结构镀铝膜的耐腐蚀性;第二涂布层过薄,会增大第二镀铝层被腐蚀的风险,从而降低该夹心结构镀铝膜的热反射率,第二涂布层过厚,导致第二涂布层干燥时间过长,影响第二涂布层在第二镀铝层上的附着牢固度。
26.优选的,在形成第一涂布层和第二涂布层之前,分别对bopet薄膜和第二镀铝层表面进行等离子处理。
27.通过采用上述技术方案,对bopet薄膜表面进行等离子处理,通过等离子体中的自
由电子、离子和活性基团的共同作用,对薄膜表面进行刻蚀,进一步增加了bopet薄膜表面的粗糙度,提高了第一涂布层在bopet薄膜表面的附着牢固度;对第二镀铝层表面进行等离子处理,增加了第二涂布层在第二镀铝层表面的附着牢固度,进一步提升了该夹心结构镀铝膜的热反射率。
28.优选的,等离子处理功率为3-10kw。
29.通过采用上述技术方案,等离子处理bopet薄膜以及第二镀铝层表面可增加bopet薄膜以及第二镀铝层表面的粗糙度,当等离子处理功率过小时,bopet薄膜以及第二镀铝层表面粗糙度不够,导致第一涂布层与bopet薄膜以及第二涂布层与第二镀铝层之间的附着牢固度过小,影响该夹心结构镀铝膜的热反射率;当等离子处理功率较大时,bopet薄膜表面易产生裂纹,导致该夹心结构镀铝膜的拉伸强度降低,容易出现破裂,影响其热反射率。
30.综上所述,本技术具有以下有益效果:1、本技术基底层/第一镀铝层-氧化铝层-第二镀铝层的四层夹心结构镀铝膜的热反射效果佳,耐腐蚀性强,可靠性高,氧化铝层减少第二镀铝层被腐蚀的现象发生,第一镀铝层进一步阻隔了水蒸气和碱性水泥砂浆与第二镀铝层发生反应,本技术通过氧化铝层和第一镀铝层的配合,可以防止第二镀铝层受到碱性水泥砂浆的腐蚀;2、第一涂布层中的水性聚氨酯在bopet薄膜上有较好的附着力,并且可以阻隔水蒸气对第一镀铝层的腐蚀,纳米二氧化硅可增加第一涂布层的表面粗糙度,提升后续镀层的附着牢固度,抗氧化剂及抗水解剂可以增加基底层稳定性,进一步提升该夹心结构镀铝膜的耐久性;3、第二涂布层中环氧树脂的耐化学腐蚀性以及耐热性较好,并且在金属上的附着力高,硅酸钾加入环氧树脂中可提高第二涂层的耐高温耐腐蚀的效果,可减少第二镀铝层被腐蚀的风险。
具体实施方式
31.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
32.本技术所涉及到的原料信息见表1。原料来源bopet薄膜深圳市雅盛工业材料有限公司铝线南宫市鸿佑耐磨材料有限公司水性聚氨酯安徽安大华泰新材料有限公司纳米二氧化硅山东省寿光市昌泰微纳化工厂austab sw-100上海长卉化工有限公司聚碳二亚胺江苏润丰合成科技有限公司抗氧剂1076上海凯茵化工有限公司抗氧剂168上海凯茵化工有限公司环氧树脂济南绿洲复合材料有限公司硅酸钾山东开普勒生物科技有限公司实施例
33.本发明的实施例1-5中各原料的配比情况见表2。
34.表2实施例1-5新型夹心结构镀铝膜配方表5新型夹心结构镀铝膜配方表实施例1-5一种新型夹心结构镀铝膜,各组分及其相应的重量如表2所示,并通过如下方法制备:s1、将纳米二氧化硅、抗氧化剂以及抗水解剂加入水性聚氨酯中,混合均匀,得到第一混合物;s2、通过气刀涂布机将第一混合物涂覆在bopet薄膜表面并烘干,形成第一涂布层;s3、将铝线送至温度为1300-1600℃的舟式真空蒸发镀铝机中,通过舟式真空蒸发镀铝机在第一涂布层上形成第一镀铝层;s4、将纯度为99.9%以上的氧气通入蒸发区的上方,通过舟式真空蒸发镀铝机在所述第一镀铝层上进行多次镀氧化铝,形成氧化铝层;s5、停止通入氧气,通过舟式真空蒸发镀铝机在氧化铝层上形成第二镀铝层;s6、将硅酸钾加入环氧树脂中,混合均匀,得到第二混合物,通过气刀涂布机将第二混合物涂覆在第二镀铝层表面并烘干,形成第二涂布层。
35.实施例6一种新型夹心结构镀铝膜,与实施例5的不同之处在于,纳米二氧化硅的重量为5g。
36.实施例7一种新型夹心结构镀铝膜,与实施例5的不同之处在于,纳米二氧化硅的重量为20g。
37.实施例8一种新型夹心结构镀铝膜,与实施例5的不同之处在于,austab sw-100的重量为0.3g。
38.实施例9一种新型夹心结构镀铝膜,与实施例5的不同之处在于,austab sw-100的重量为5g。
39.实施例10一种新型夹心结构镀铝膜,与实施例5的不同之处在于,第一涂布层的厚度为55埃。
40.实施例11一种新型夹心结构镀铝膜,与实施例5的不同之处在于,第一涂布层的厚度为75埃。
41.实施例12一种新型夹心结构镀铝膜,与实施例5的不同之处在于,第一镀铝层的厚度为250埃。
42.实施例13一种新型夹心结构镀铝膜,与实施例5的不同之处在于,第一镀铝层的厚度为450埃。
43.实施例14一种新型夹心结构镀铝膜,与实施例5的不同之处在于,第二镀铝层的厚度为250埃。
44.实施例15一种新型夹心结构镀铝膜,与实施例5的不同之处在于,第二镀铝层的厚度为450埃。
45.实施例16一种新型夹心结构镀铝膜,与实施例5的不同之处在于,第二涂布层的厚度为55埃。
46.实施例17一种新型夹心结构镀铝膜,与实施例5的不同之处在于,第二涂布层的厚度为75埃。
47.对比例对比例1一种镀铝膜,由以下方法制备而成:将铝线送至温度为1300-1600℃的舟式真空蒸发镀铝机中,通过舟式真空蒸发镀铝机在bopet薄膜上形成厚度为400埃的镀铝层。
48.对比例2一种镀铝膜,由以下方法制备而成:将铝线送至温度为1300-1600℃的舟式真空蒸发镀铝机中,通过舟式真空蒸发镀铝机在bopet薄膜上形成厚度为200埃的镀铝层;将纯度为99.9%以上的氧气通入蒸发区上方,通过舟式真空蒸发镀铝机在镀铝层上进行多次镀氧化铝,形成厚度为1000埃的氧化铝层。
49.对比例3
一种镀铝膜,与实施例1不同的是,第二镀铝层直接形成在氧化铝层上,第二镀铝层上没有第二涂布层。
50.对比例4一种镀铝膜,与实施例1不同的是,第一镀铝层直接形成在bopet薄膜上,第一镀铝层与bopet薄膜之间没有第一涂布层。
51.性能检测试验针对本技术实施例1-17和对比例1-4提供夹心结构镀铝膜,进行如下的性能检测:拉断力:分别将实施例1-17和对比例1-4的镀铝膜剪切成长度为150mm,宽度为15mm,标距为(100士1)mm的测试样品,根据gb/t 1040.3—2006的规定对所有测试样品进行测试,每个实施例和对比例分别取5个测试样品进行拉断力测试,拉断力测试根据gb/t 1040.3—2006的规定进行,测试结果取平均值,其中测试样品的拉伸速度(空载)为(250士25)mm/min,按照gb/t 21302-2007《包装用复合膜、袋通则》对拉断力进行以下评级:1级——拉断力(n/15mm)>100;2级——50≤拉断力(n/15mm)≤100;3级——25≤拉断力(n/15mm)<50;4级——5≤拉断力(n/15mm)<25;5级——拉断力(n/15mm)<5。
52.镀膜层附着牢固度:分别将实施例1-17和对比例1-4的镀铝膜剪切成50mm*200mm的测试样品,采用3m公司scotch牌610号压敏胶粘带,将宽度为25mm,长150mm的胶粘带贴在镀铝面上并用手指压平,然后用一只手压住样品,另一只手以180
°
方向,以一定的速度匀速剥离胶粘带,用带强光的灯箱检验铝层脱落转移情况,计算剥离面积,每个实施例和对比例分别取5个测试样品,测试结果取平均值,玻璃面积不大于15%为合格。
53.热反射率测试:分别将实施例1-17和对比例1-4的镀铝膜剪切成6cm*6cm的测试样品,用ftir-fts3000光谱仪及漫反射附件采集样品的红外热反射率,每个实施例和对比例分别取5个测试样品,测试结果取平均值。
54.老化测试:分别将实施例1-17和对比例1-4的镀铝膜剪切成200mm*200mm的测试样品,将试样置于65℃,90%rh的恒温恒湿箱中进行老化测试,200h后观察测试样品的腐蚀情况并进行红外热反射率及拉断力测试,每个实施例和对比例分别取5个测试样品,结果取平均值。
55.具体测试结果见表3。
56.表3性能测试结果
通过实施例实施例1-17和对比例1-4的数据对比可以看出,本技术通过基底层、第一涂布层、第一镀铝层、氧化铝层、第二镀铝层以及第二涂布层制成的夹心结构镀铝膜,层层之间相互作用,最终达到提高镀铝膜热反射率的目的。具体的,对比例1中的镀铝膜,直接在bopet薄膜上蒸镀一层厚度为400埃的镀铝层,实施例1中新型夹心结构镀铝膜的第一镀铝层和第二镀铝层的总厚度为400埃,在镀铝层总厚度一样的情况下,实施例1的新型夹心结构镀铝膜由于氧化铝层、第一涂布层以及第二涂布层对第一镀铝层和第二镀铝层的保护,降低了镀铝层受到腐蚀的可能性,增强了新型夹心结构镀铝膜的稳定性和热反射率。
57.与对比例1相比,对比例2中的镀铝膜还在镀铝层上直接形成厚度为1000埃的氧化铝层,虽然可以保护镀铝层,但对比例2的镀铝膜与实施例1的新型夹心结构镀铝膜相比,虽然镀铝层的总厚度一样,且氧化铝层的厚度也一样,但对比例2中主要起热反射效果的是氧化铝层,氧化铝层的热反射效果比镀铝层差,并且对比例2的镀铝层由于容易被碱性水泥砂浆腐蚀,耐老化性差,而实施例1中的第一镀铝层和第二镀铝层由第一涂布层、氧化铝层以及第二涂布层保护,不易被腐蚀,因此新型夹心结构镀铝膜的稳定性和热反射率较好。
58.根据实施例1与对比例1-4的实验数据对比可知,第一涂布层可提高镀膜层在基底层上的附着牢固度;分多次镀氧化铝可提高氧化铝层的致密性,进一步减少第二镀铝层受
到碱性砂浆的腐蚀;第二镀铝层可有效提高该夹心结构镀铝膜的热反射率;第二涂布层有效减少了第二镀铝层受到腐蚀的可能性,进一步提高了该夹心结构镀铝膜的热反射率。
59.根据实施例5与实施例6-9的实验数据对比可知,第一涂布层中的纳米二氧化硅可增加第一涂布层的表面粗糙度,当纳米二氧化硅添加量过少时,第一涂布层表面粗糙度过小,第一镀铝层与第一涂布层之间的附着牢固度减弱;当纳米二氧化硅添加量过多时,第一涂布层表面粗糙度过大,会造成第一镀铝层填不满第一涂布层表面的凹陷的现象,进而降低第一镀铝层与第一涂布层之间的附着牢固度;当抗水解剂添加量过小时,提高基底层的稳定性的效果不好,当抗水解剂添加量过多,会使第一涂布层粘度增大,降低第一涂布层与bopet薄膜之间的附着牢固度。
60.根据实施例5与实施例10-11的实验数据对比可知,第一涂布层越薄,会增大第一镀铝层被腐蚀的风险,从而降低该夹心结构镀铝膜的热反射率;第一涂布层越厚,第一涂布层干燥时间越长,进而影响第一镀铝层在第一涂布层上的附着牢固度。
61.根据实施例5与实施例12-15的实验数据对比可知,第一镀铝层与第二镀铝层过薄易导致该夹心结构镀铝膜的耐腐蚀性及热反射率降低,第一镀铝层与第二镀铝层过厚会使第一镀铝层及第二镀铝层的韧性下降,第一镀铝层与第二镀铝层镀铝层容易在实际应用中产生应力集中以及裂纹,降低该夹心结构镀铝膜的拉伸强度,影响该夹心结构镀铝膜的热反射率。
62.根据实施例5与实施例16-17的实验数据对比可知,第一涂布层过薄,会增大第一镀铝层被腐蚀的风险,从而降低该夹心结构镀铝膜的热反射率,第一涂布层过厚,导致第一涂布层干燥时间过长,影响第一镀铝层在第一涂布层上的附着牢固度;第二涂布层过薄,会增大第二镀铝层被腐蚀的风险,从而降低该夹心结构镀铝膜的热反射率,第二涂布层过厚,导致第二涂布层干燥时间过长,影响第二涂布层在第二镀铝层上的附着牢固度。
63.本具体实施例仅仅是对本技术的解释,其并不是对本技术的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。