阅读说明：本技术 一种复合高分子材料膜及其制备方法 (A kind of composite polymer material film and preparation method thereof ) 是由 万子潜 刘洋 黄曦 于 2019-08-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种复合高分子材料膜及其制备方法,包括设于底层的导热微孔基材,在导热微孔基材上涂覆有高分子聚合物涂层,在高分子聚合物涂层内设有功能助剂,所述功能助剂至少包含负氧离子功能助剂；所述高分子聚合物涂层为可阻隔气体,但可选择性透过水分子的涂层结构。本发明可应用于新风系统,可导热,阻隔气体,但可透过水分子,可实现显热和潜热的交换,解决传统交换纸芯体不可水洗、发霉等问题,也解决了交换铝芯体不能回收潜热、成本高等问题；其内至少含有负氧离子功能助剂,可产生负氧离子,将空气中的甲醛、苯等分解消除,将粉尘颗粒物中和,并破坏细菌病菌霉菌分子,全面净化空气,同时提高室内负氧离子浓度,保健人体。(The present invention provides a kind of composite polymer material films and preparation method thereof, heat-conductive porous substrate including being set to bottom, coating of high molecular polymer is coated on heat-conductive porous substrate, function additive is equipped in coating of high molecular polymer, the function additive includes at least negative oxygen ion function auxiliary agent；The coating of high molecular polymer is that can obstruct gas, but the coating structure of selectively permeable hydrone.Present invention can apply to fresh air system, can be thermally conductive, obstruct gas, but it can pass through hydrone, can be achieved sensible heat and latent heat exchange, solve tradition exchange core body it is not washable, mouldy the problems such as, also solve exchange aluminium core body cannot recycle latent heat, it is at high cost the problems such as；At least contain negative oxygen ion function auxiliary agent in it, can produce negative oxygen ion, the decomposition such as formaldehyde, benzene in air are eliminated, dust particle are neutralized, and destroy bacterium germ mould molecule, comprehensive decontamination air, while improving indoor negative oxygen ion concentration, health care human body.)

一种复合高分子材料膜及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及空气交换技术领域，尤其是指一种复合高分子材料膜及其制备方法。

【背景技术】

随着社会的高速发展，人民生活水平提高的同时，周围的生活环境遭到了严重破坏，空气质量严重降低，为了改变室内空气质量，研发了空气净化器和新风系统。新风系统将室外的新鲜空气通过过滤、净化后引入室内，将室内污染的空气排到室外，完成了室内外空气的有效循环，保证室内空气新鲜舒适。

负离子，是空气通过自然作用产生的小粒径带负电荷的氧离子，空气中负离子统称为“负氧离子”且无色无味，医学界被誉为是“空气维生素”“长寿素”。小粒径负离子也叫轻离子或小离子，是一种等同于大自然的空气负离子，称其为生态级负离子。医学研究表明：对人体有医疗保健作用的是小粒径负离子。因为只有小粒径的负离子才易于透过人体的血脑屏障，发挥其生物效应。高浓度的负离子对人体具有顺畅呼吸、改善睡眠、调整血压、提高免疫、延缓衰老等保健人体作用。负离子可与甲醛、苯等发生化学反应，生成二氧化碳与水，与带正电荷的粉尘颗粒物中和，沉降到地面，破坏细菌病菌霉菌分子结构起到杀菌消毒，全面净化空气作用。

传统新风系统的交换芯体采用铝芯块和纸芯块。铝芯块只限于“显热”交换，由于无法交换湿度，“潜热”就无法交换，铝材质也导致成本过高，金属材质更是增加了产品重量；纸芯块在经过空气中的水分和尘埃腐蚀后，强度急剧下降甚至损坏，堵塞通风口且不能清洗，导致通风、排湿效果差，再者容易发霉、滋生细菌，导致二次污染。这些都会造成换热效率不高，缩短使用寿命，更换频繁，无形中增加了使用成本。传统的新风系统采用的交换膜，不能分解空气中的有害气体如甲醛、苯等，更不能释放出负氧离子。

针对上述问题，我们开发了一种新的技术方案。

【

发明内容

】

本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供了一种复合高分子材料膜及其制备方法。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：

本发明为一种复合高分子材料膜，包括有导热微孔基材，所述导热微孔基材为微孔基膜，在所述导热微孔基材的单面或双面上涂覆有高分子聚合物涂层，在所述高分子聚合物涂层内设有功能助剂，所述功能助剂至少包含负氧离子功能助剂；所述高分子聚合物涂层为可阻隔气体，但可选择性透过水分子的涂层结构；所述导热微孔基材质量占总质量的65％～ 70％，所述高分子聚合物涂层质量占总质量的10％～30％，所述功能助剂质量占总质量的1％～5％。

进一步的改进方案中，在所述高分子聚合物涂层内还设有导热填料、抗菌杀菌助剂、抗氧化剂、热稳定剂、阻燃剂、除甲醛功能助剂。

进一步的改进方案中，所述高分子聚合物涂层的厚度为1μm～10 μm，优选厚度为5μm～6μm，更优选的厚度为1μm～3μm；其为聚氧化乙烯、聚苯乙烯硫酸、聚酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚氨酯、磺化的苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯丙烯酸酯、磺化聚醚醚酮中的至少一种。

进一步的改进方案中，所述导热微孔基材的厚度为6μm～40μm，其孔径小于0.1μm，优选孔径为0.01μm～0.3μm，更优选孔径为5nm～ 10nm；导热微孔基材的克重为6～15g/㎡；相比传统的纸(克重>40g/㎡，厚度>60um，孔径>10um)、无纺布(克重>30g/㎡,厚度>70um，孔径>20um)、铝箔(克重>80g/㎡，厚度>90um，无孔)，导热微孔基材更具优势，质量更轻、更薄、成本更低。

进一步的改进方案中，所述负氧离子功能助剂由纳米负氧离子植物萃取液、原生态还原液、生态级负氧离子液的一种或多种组成。

进一步的改进方案中，所述除甲醛功能助剂为贵金属改性的纳米石墨烯功能材料或贵金属改性的钛、铝、锡、硅的多氧化物；所述贵金属为铂、铑、钯、金、银中的至少一种；所述石墨烯功能材料为部分氧化或全氧化石墨烯片、氧化石墨烯/银材料、氧化石墨烯/二氧化钛材料，或氧化石墨烯/银/二氧化钛复合材料。

进一步的改进方案中，所述阻燃剂为有机阻燃剂或无机阻燃剂中的至少一种，所述有机阻燃剂为磷系聚合物阻燃剂、溴化物阻燃剂、氯化聚合物阻燃剂，所述无机阻燃剂为铝、钙、镁、锑金属的氧化物阻燃剂，硅烷阻燃剂。

进一步的改进方案中，所述抗菌杀菌助剂为纳米石墨烯、纳米银、锌、钛、二氧化钛改性石墨烯、二氧化钛、氧化锌化合物中的至少一种。

进一步的改进方案中，所述导热填料为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、石墨中的至少一种。

一种复合高分子材料膜的制备方法，包括以下步骤：

A)准备导热微孔基材；

B)在选自10-100℃范围的恒温条件下，使高分子聚合物以预定的时间和顺序溶解在多种有机溶剂中形成溶液，充分搅拌以溶解、混合均匀；

C)添加负氧离子功能助剂至上一步骤得到的溶液中，充分搅拌以混合均匀，得到含有功能助剂的高分子溶液；

D)在温度在10-200℃的范围的条件下，将步骤C)中得到的溶液经过流延法、压延法、模压法、蒸发溶剂法加工至导热微孔基材的一个表面或两面上，在导热微孔基材表面形成高分子聚合物涂层，得到复合高分子材料膜。

进一步的改进方案中，在所述步骤C)中还添加有导热填料、抗菌杀菌助剂、抗氧化剂、热稳定剂、阻燃剂、除甲醛功能助剂，与步骤B) 中得到的溶液充分搅拌以混合均匀，得到含有多种功能助剂的高分子溶液。

进一步的改进方案中，在所述步骤D)中，在将步骤C)中得到的溶液加工至导热微孔基材的一个表面或两面上后，在导热微孔基材的一个表面或两面上加入交联剂(如硅烷偶联剂)进行交联，使高分子聚合物涂层与导热微孔基材形成连续的交联透水聚合物的涂层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明一种复合高分子材料膜，可应用于新风系统，可导热，阻隔气体，但可透过水分子，既可回收热量(显热)又可回收水汽(潜热)，实现显热和潜热的交换，解决传统交换纸芯体不可水洗、发霉等问题，也解决了交换铝芯体不能回收潜热、成本高等问题。

(2)其内至少含有负氧离子功能助剂，可产生负氧离子，将空气中的甲醛、苯等分解消除，将粉尘颗粒物中和，并破坏细菌病菌霉菌分子，全面净化空气，保证进入室内的空气“零污染”，同时提高室内负氧离子浓度，保健人体。

下面结合

具体实施方式

对本发明作进一步的详细描述：

【具体实施方式】

说明书中所述的“连接”，可以理解为固定地连接或可拆卸连接或形成一体的连接；可以是直接直接相连或通过中间媒介相连，本领域普通技术人员可以根据具体情况理解连接关系而可以得出螺接或铆接或焊接或卡接或嵌接等方式以适宜的方式进行不同实施方式替用。

说明书中所述的上、下、左、右、顶、底等方位词，各部件可直接接触或通过它们之间的另外特征接触；如在上方可以为正上方和斜上方，或它仅表示高于其他物；其他方位也可作类推理解。

说明书中所表示出的具有实体形状部件的制作材料，可以采用金属材料或非金属材料或其他合成材料；凡涉及具有实体形状的部件所采用的机械加工工艺可以是冲压、锻压、铸造、线切割、激光切割、铸造、注塑、数铣、三维打印、机加工等等；本领域普通技术人员可以根据不同的加工条件、成本、精度进行适应性地选用或组合选用，但不限于上述材料和制作工艺。

<实施例1>

一种复合高分子材料膜的制备方法，包括以下步骤：

A)准备导热微孔基材；

B)在50℃的恒温条件下，将7g聚氧化乙烯溶于93g水中，充分搅拌以混合均匀；

C)添加0.5g生态级负氧离子液、0.6g氧化铝、0.5g氮化硼、0.01g改性石墨烯至上一步骤得到的溶液中，充分搅拌以混合均匀；

D)将步骤C)中得到的溶液施涂至导热微孔基材表面上，在70℃烘箱中烘干，得到复合高分子材料膜。

经测试，所得复合高分子材料膜的导热系数为0.81W/mK，透湿量 2372.6g/㎡ 24h(JIS Z 0208标准)，透气度2.27×105cm³/(㎡·24h·atm) (JIS K 7126-1标准)。说明所得复合高分子材料膜性能优异。

<实施例2>

一种复合高分子材料膜的制备方法，包括以下步骤：

A)准备导热微孔基材；

B)在60℃的恒温条件下，将4g聚氨酯、4g磺化的苯乙烯-丁二烯橡胶溶于92gDMA和甲苯混合溶剂中，充分搅拌以混合均匀；

C)添加1g纳米负氧离子植物萃取液、0.8g氮化硼、0.05g改性石墨烯、 0.3g氮化铝至上一步骤得到的溶液中，充分搅拌以混合均匀；

D)将步骤C)中得到的溶液施涂至导热微孔基材表面上，在80℃烘箱中烘干，得到复合高分子材料膜。

经测试，所得膜透湿量3782.6g/㎡ 24h(ASTM E398标准)，导热系数为0.76W/mK。说明所得复合高分子材料膜性能优异。

<实施例3>

一种复合高分子材料膜的制备方法，包括以下步骤：

A)准备导热微孔基材；

B)在60℃的恒温条件下，将4g聚氨酯、4g磺化聚醚醚酮溶于100gDMF 和甲苯混合溶剂中，充分搅拌以混合均匀；

C)添加0.8g原生态还原液、0.5g氮化硼、0.05g改性石墨烯、0.1g氮化铝至上一步骤得到的溶液中，充分搅拌以混合均匀；

D)将步骤C)中得到的溶液施涂至导热微孔基材表面上，在80℃烘箱中烘干，得到复合高分子材料膜。

经测试，所得膜透湿量3240.3g/㎡ 24h(ASTM E96标准)，导热系数为0.71W/mK。说明所得复合高分子材料膜性能优异。

<实施例4>

一种复合高分子材料膜的制备方法，包括以下步骤：

A)准备导热微孔基材；

B)在70℃的恒温条件下，将2g聚氨酯、8g磺化聚醚醚酮溶于100gDMF 和甲苯混合溶剂中，充分搅拌以混合均匀；

C)添加0.5g原生态还原液、0.4g生态级负氧离子液、0.5g氮化硼、0.02g 银离子改性石墨烯、0.03g钛离子改性石墨烯、0.1g氢氧化铝至上一步骤得到的溶液中，充分搅拌以混合均匀；

D)将步骤C)中得到的溶液施涂至导热微孔基材表面上，在80℃烘箱中烘干，得到复合高分子材料膜。

经测试，所得膜透湿量3530g/㎡ 24h(ASTM E96标准)，导热系数为0.74W/mK，抗菌率99.9％(JIS Z 2801:2010标准)，防霉0级(ASTM G21-15标准)，拉伸强度MD：130kN/m、TD：140kN/m(GB/T 1040-2006 标准)，阻燃等级HB(UL94标准)。说明所得复合高分子材料膜性能优异。

<实施例5>

一种复合高分子材料膜的制备方法，包括以下步骤：

A)准备导热微孔基材；

B)在90℃的恒温条件下，将2g聚氧化乙烯、8g磺化聚醚醚酮溶于 100gDMA和甲苯混合溶剂中，充分搅拌以混合均匀；

C)0.5g氮化硼、0.02g银离子改性石墨烯、0.03g钛离子改性石墨烯、0.1g 纳米负氧离子植物萃取液、0.05g纳米Pt改性石墨烯至上一步骤得到的溶液中，充分搅拌以混合均匀；

D)将步骤C)中得到的溶液施涂至导热微孔基材表面上，在80℃烘箱中烘干，得到复合高分子材料膜。

经测试，所得膜透湿量1130.5g/㎡ 24h(GB/T 1037标准)，透气度1.15*10-4μm/pa.s(GB/T 1038标准)，导热系数为0.91W/mK，抗菌率 99.9％(JIS Z 2801:2010标准)，防霉0级(ASTM G21-15标准)，拉伸强度MD：133kN/m、TD：144kN/m(GB/T 1040-2006标准)，负离子浓度 5.97*103个/cm³、甲醛去除率83.5％(48h)、苯去除率94.9％(48h)(QB/T 2761-2006标准)。说明所得复合高分子材料膜性能优异。

尽管参照上面实施例详细说明了本发明，但是通过本公开对于本领域技术人员显而易见的是，而在不脱离所述的权利要求限定的本发明的原理及精神范围的情况下，可对本发明做出各种变化或修改。因此，本公开实施例的详细描述仅用来解释，而不是用来限制本发明，而是由权利要求的内容限定保护的范围。