一种高防腐高导热率的复合铝箔及其生产方法技术

一种高防腐高导热率的复合铝箔及其生产方法，涉及金属铝箔的表面处理工艺。在铝箔外包覆防腐涂层，在防腐涂层外包覆亲水层；所述防腐涂层由石墨烯、环氧树脂、酚醛树脂、异氰酸酯、催化剂、固化剂和流平剂混合组成；所述亲水层由水性丙烯酸树脂、乙醇胺、水性助溶剂、水性胶联剂和水组成。本发明专利技术在充分发挥石墨烯优异功能的同时，因用料少，含量不高，成本较低，而且做到产品质量稳定，耐用。解决了油水两种材料的涂料不能相结合的技术问题，使产品达到抗酸碱性、高导电性的效果，其性能使铜箔的厚度大为减少，但换热性能却大幅提高。

【技术实现步骤摘要】
一种高防腐高导热率的复合铝箔及其生产方法
本专利技术涉及金属铝箔的表面处理工艺。
技术介绍
铝箔被应用于多种行业中，其轻、薄、易成形的加工工艺得到了各内业人员的认可。但是当产品被用于一些恶劣环境时，其防腐性能则需有其刚性的要求。为此，人们在铝箔外表面进于防腐加工，行业一般采用水性丙烯酸材料对铝箔外设置亲水和防腐两层涂层处理，但是由于目前的两层涂层材料都是水性材料，虽然相互融合较好，但是其防腐性还是达不到一些特殊环境的要求，如海洋钻探平台、工业化蔬菜大棚、发酵环境、核电等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种可提高铝箔的抗酸碱性、高导热性的复合铝箔。本专利技术技术方案是：在铝箔外包覆防腐涂层，在防腐涂层外包覆亲水层；所述防腐涂层由石墨烯、环氧树脂、酚醛树脂、异氰酸酯、催化剂、固化剂和流平剂混合组成；所述亲水层由水性丙烯酸树脂、乙醇胺、水性助溶剂、水性胶联剂和水组成。本专利技术在防腐层中加入石墨烯成份，由于石墨烯具有较丰富的羧基，羟基，以及环氧基，能使其涂层溶剂分散性能更好。石墨烯抗老化性能好，能促进复合铝箔色质保持不变色。采用含石墨烯配方后，复合铝箔中亲水层和防腐层结合得更紧密了，实现了复合铝箔的亲水，防腐，导热，耐热功能全面提升。本专利技术在充分发挥石墨烯优异功能的同时，因用料少，含量不高，成本较低，而且做到产品质量稳定，耐用。本专利技术中采用的油性防腐涂层材料中含有石墨烯成份，可大大提高涂层的使用寿命、耐腐蚀性，还能提高防腐涂层的延展性，再加工性能好，适应铝箔的后加工和使用过程中的各种变形，并且附着力大大增强，还能提高铝箔的导热率。本专利技术还在防腐涂层外采用由水性丙烯酸、乙醇胺和水性助溶剂组成的亲水层，增强了表面换热效果，在换热时产生液体相融，使水迅速流动。解决了油水两种材料的涂料不能相结合的技术问题，使产品达到抗酸碱性、高导电性的效果，其性能使铜箔的厚度大为减少，但换热性能却大幅提高。进一步地，本专利技术所述催化剂为磷酸催化剂。所述固化剂为间苯二胺。采用该固化剂，可保障防腐涂层的抗弯、抗拉和抗压强度较高，抗冲击强度较高，耐热、耐腐蚀性好，导热性能好，并且可保障生产过程中环境不害化。所述流平剂为氟类流平剂，对涂料的润湿性良好，防缩孔能力强。所述复合铝箔中，亲水层和防腐涂层的质量比为1∶4。采用该比例，可保障防腐和亲水功能的同时满足。本专利技术的另一目的是提出以上高防腐高导电率的复合铝箔的工业化生产方法。本专利技术技术方案包括以下步骤：1）将铝箔依次进行钝化、脱脂、清洗和烘干；2）在铝箔外由以防腐涂层由石墨烯、环氧树脂、酚醛树脂、异氰酸酯、催化剂、固化剂、流平剂和溶剂混合组成的防腐涂料进行辊涂，然后经过60℃环境温度固化2小时后，再经150℃环境温度固化2小时，经冷却至常温，取得在铝箔外包覆有防腐涂层的半制品；3）将上述半制品通过由水性丙烯酸树脂、乙醇胺、水性助溶剂、水性胶联剂和水组成的亲水涂料涂覆后，再由140～180℃环境温度固化，经冷却至亲水层表面温度降至100～150℃，再保持0.5小时恒温，以取得高防腐高导热率的复合铝箔。亲水层的涂复需在防腐层固化后，经冷却至亲水层表面温度降至100～150℃，才能确保亲水层和防腐层紧密结合。以上生产工艺简单、合理、低能耗，生产过程易于操控，得到的产品稳定性好，利于后道进一步成形加工，取得复合铝箔具有高防腐、高导电率的特点。特别是本专利技术采用辊涂的方式在铝箔外形成涂料层，经两次低温固化的工艺。底部环氧树脂涂层能完全与铝箔紧密复合，且具有很好的高防腐作用能使铝箔在特殊环境下正常工作并延长使用寿命；经过研究环氧涂料虽然在防腐性能上有很好的表现，但在热交换能效上会有所影响，故经过工艺优化和涂料改进，使水性涂料和油性涂料能同时与铝箔复合，在环氧涂层表面增加一种能提高换热性能的水性涂层，在保证防腐性能的情况下，换热能效也能得到保证。上述防腐涂料中各质量百分数分别为石墨烯0.2～0.8%、环氧树脂55～60%、酚醛树脂8～12%、异氰酸酯3.5～8.5%，催化剂0.5～1.8%、固化剂1.2～2.0%、流平剂0.1～0.8%、溶剂24～26%。以往采用环氧树脂加色浆制备金色铝箔，但色桨不防腐，产品表面会形成2～5%的点腐蚀。本专利技术加入8～12%酚醛树脂后，酚醛树脂遇到高温后变成金色，成品铝箔就没有点腐蚀现象。由于石墨烯导热率是铝的四倍，热阻率比铝低40%，进一步提高了复合铝箔的导热效率。由于石墨烯耐热性能好，有效地保证了防腐层需要耐热300℃的工作环境要求。也保障了复合铝箔的高耐温性。上述亲水涂料中各质量百分数分别为水性丙烯酸树脂20～25%、乙醇胺0.8～1.2%、水性助溶剂7～12%、水性胶联剂6～8%、水60～65%。本专利技术亲水层的设计目的是提高热交换的效果，防止冷凝水在复合铝箔表面形成水滴，影响换热效果。上述水性助溶剂为乙二醇单丁醚和丙二醇甲醋酸酯的混合物，所述乙二醇单丁醚和丙二醇甲醋酸酯的混合质量为1∶1。具体实施方式一、原料的准备：1、制备防腐涂料：分别称取石墨烯0.2kg、环氧树脂55kg、酚醛树脂12kg、异氰酸酯4.5kg、磷酸催化剂1.0kg、间苯二胺1.2kg、氟类流平剂0.1kg和溶剂26kg。将以上各原料投加于搅拌机内，在常温下混合均匀，即得100kg防腐涂料，备用。2、制备亲水涂料：先分别称取乙二醇单丁醚1kg和丙二醇甲醋酸酯1kg，投加于搅拌机内，在常温下混合均匀，即得水性助溶剂，备用。再称取水性丙烯酸树脂5kg、乙醇胺0.2kg、水性助溶剂2.5kg、水性胶联剂3032kg、水15.3kg投加于搅拌机内，在常温下混合均匀，即得25kg亲水涂料，备用。二、铝箔的前处理：将购置的铝箔依次进行钝化、脱脂、清洗和烘干，取得克重为10g/m2的已烘干的铝箔。三、生产复合铝箔：1、在已烘干的铝箔外以防腐涂料进行辊涂，涂层厚度为8μm，然后经过60℃恒温烘箱固化2小时后，直接进入150℃恒温烘箱固化2小时，经冷却至常温，取得在铝箔外包覆有防腐涂层的半制品。2、将上述半制品进行亲水涂料辊涂覆，涂层厚度为2μm，再由140～180℃恒温烘箱固化，经冷却至亲水层表面温度降至100～150℃，再保持半小时恒温保养，取得高防腐高导电率的复合铝箔。3、将取得的包覆防腐涂层和亲水层的复合铝箔进行分析，其中防腐涂层的厚度为8μm，亲水层的厚度为2μm，并且防腐涂层和亲水层的质量比为1∶4。4、将复合铝箔做以下对比试验，结果如下：（1）铜加速乙酸化盐雾测试：试验用标准：ASTMB117-97。结果：12h后无明显变化。而将紫铜箔进行该项试验，则出现明显的腐蚀现象。（2）耐碱性能加速测试：试验用标准：GB9274-88。采用25%的NaOH水溶液浸泡6小时后几乎无变化。而将紫铜箔进行该项试验，则出现明显的腐蚀现象。（3）耐酸性能加速测试：试验用标准：GB9274-88。采用20%CuSO4、10%HCl和70%H2O混合形成浸泡液，浸泡6小时后几乎无变化。而将紫铜箔进行该项试验，则出现明显的腐蚀现象。（4）500小时酸性盐雾测试：试验用标准：ASTMG85-2011。经过500小时试验，几乎无变化。而将紫铜箔进行该项试验，则出现明显的腐蚀现象。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高防腐高导热率的复合铝箔，其特征在于包括铝箔，在铝箔外包覆防腐涂层，在防腐涂层外包覆亲水层；所述防腐涂层由石墨烯、环氧树脂、酚醛树脂、异氰酸酯、催化剂、固化剂和流平剂混合组成；所述亲水层由水性丙烯酸树脂、乙醇胺、水性助溶剂、水性胶联剂和水组成。

【技术特征摘要】
1.一种高防腐高导热率的复合铝箔，其特征在于包括铝箔，在铝箔外包覆防腐涂层，在防腐涂层外包覆亲水层；所述防腐涂层由石墨烯、环氧树脂、酚醛树脂、异氰酸酯、催化剂、固化剂和流平剂混合组成；所述亲水层由水性丙烯酸树脂、乙醇胺、水性助溶剂、水性胶联剂和水组成。2.根据权利要求1所述的高防腐高导热率的复合铝箔，其特征在于所述催化剂为磷酸催化剂；所述固化剂为间苯二胺；所述流平剂为氟类流平剂。3.根据权利要求1所述的高防腐高导电率的复合铝箔，其特征在于所述复合铝箔中，亲水层和防腐涂层的质量比为1∶4。4.如权利要求1所述高防腐高导热率的复合铝箔的生产方法，其特征在于包括以下步骤：1）将铝箔依次进行钝化、脱脂、清洗和烘干；2）在铝箔外由以防腐涂层由石墨烯、环氧树脂、酚醛树脂、异氰酸酯、催化剂、固化剂、流平剂和溶剂混合组成的防腐涂料进行辊涂，然后经过60℃环境温度固化2小时后，再经150℃环境温度固化2小时，经冷却至常温，取得在铝箔外包覆有防腐涂层的半制品；3）将上述半制品通过由...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永明，刘润兴，
申请(专利权)人：江苏金天辰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32