用于尼龙薄膜的增强的阻隔多功能涂层制造技术

公开了包含选择性可透外层和阻湿纳米复合膜的高阻隔多层膜。更特别地，绝热饰面材料和绝热制品可包含具有可变隔汽性的绝热饰面材料。该饰面材料可包括包含纳米粘土的阻湿膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及包含亲水未改性粘土的高阻隔多层膜。更特别地，本文所述的制品和方法涉及包含与具有提高的阻隔性质和降低的摩擦系数的多功能阻湿膜结合的取向尼龙层的绝热饰面复合材料。
技术介绍
商业和居住建筑物中常用的绝热产品传统上包含纤维材料，如纺织玻璃纤维等的低密度垫，其与在其主表面之一上的饰面材料结合以增加物理强度、产品完整性和隔汽性质。一种常见的建筑绝热饰面材料是浙青化(浙青涂布的)牛皮纸。牛皮纸是由硫溶液加工的纸浆制成的强包装纸，并用作为阻气材料以及作为将牛皮纸与绝热垫粘合的粘合剂的浙青涂布。单独地，由多层不同塑料制成的聚合制品已知能实现各种所需物理和化学性质， 包括物理特性，如良好的韧性和耐磨性，以及对氧气、二氧化碳、水和水蒸汽渗透的阻隔性质。尽管用浙青化牛皮纸饰面的建筑绝热组合件成为工业标准已有年头，但塑料膜的通用性和优异性能已使聚合饰面成为工业中非常有吸引力的选择。例如，作为浙青化牛皮纸的一种替代品，已经使用聚合物涂布的牛皮纸饰面。参见例如美国专利Nos. 6，815，380和6，924，M3，它们教导了用在饰面建筑绝热组合件中的聚合物-牛皮纸层压材料。无纸替代品也是已知的，其中绝热饰面仅由聚合物层构成。参见例如美国专利Nos. 5，733，624,5, 746，854,6, 191，057和6，357，504，它们公开了建筑绝热材料用的聚合饰面。水蒸汽阻隔性绝热饰面通常非常适合防止潮湿空气从温暖的住宅内部进入该绝热材料，由此防止该绝热材料因冷凝而受到破坏。通常，包含隔汽层的绝热产品用于隔离将温暖的居住区与冷区，如室外隔开的内墙、地板或吊顶空间。在这样的用途中，隔汽层通常邻近温暖区域布置以防止温暖潮湿的空气朝冷空间扩散，在冷空间中其会在绝热材料内冷却和冷凝。但是，在一些用途中，需要不提供隔汽的绝热产品，其中使水蒸汽相当容易地通过。例如，要安装在现有阁楼绝热材料上的阁楼绝热材料不应包括隔汽层。—些热塑性聚合物，如聚偏二氯乙烯(PVdC)是气体(如氧气和水蒸汽)的天然阻隔材料。但是，可以通过将纳米级薄片型粘土，也称作纳米粘土并入聚合物膜中来提高热塑性聚合物膜的阻隔性质。这种纳米粘土通常由蒙脱石(montmorillonite)或锂蒙脱石型蒙脱石(smectite)粘土构成。照惯例，纳米粘土在用有机分子，如有机铵离子处理(改性)后分散到单体或聚合物基料中以在相邻平面硅酸盐层之间插入有机分子，由此提高相邻硅酸盐层之间的层间距。这种方法被称作插层，所得处理过的粘土被称作“改性粘土，，或“有机粘土”。粘土的插层还使该粘土疏水，以致这种改性粘土在水蒸汽阻隔膜中非常合意。参见例如美国专利No. 6，403，231，其教导了具有通过将包含改性纳米粘土的聚合物纳米复合材料并入薄膜结构中而实现的良好隔汽性的热塑性薄膜结构。另外，美国专利No. 5，876，812 教导了由为了改进聚合物的氧气和二氧化碳阻隔性而含有用表面活性剂处理过的纳米粘土的聚合材料制成的容器。尽管许多用途需要优异的水蒸汽或其它气体阻隔性，但在一些用途中更合意的是提供暴露在不同环境或周围条件下时表现出可变透气性的可变隔汽材料。例如，水分流动方向通常是，在室外空气冷干时，如在冬季，从内到外，和在空气热湿时，如在夏季，从外到内。因此，常见实践是在绝热材料的温暖侧上使用隔汽层，如聚乙烯(PE)膜以防止水分从室内热空间扩散到室外冷环境中。这种隔汽层降低水蒸汽暴露在冷室外温度下时内墙空间中的水分冷凝可能性，也确保从室内的最低热损失。但是，相同聚乙烯隔汽层在热湿夏季条件(其中水分流是从外到内)下提高绝热-PE膜界面处的水分冷凝可能性。
技术实现思路
本文所述的制品和方法涉及包含与具有增强的阻隔性质和降低的摩擦系数的多功能阻湿膜结合的取向尼龙层的绝热饰面复合材料。本文所述的多层膜和制品的实例可提供在冬季的低环境湿度状况中具有良好隔汽性但在潮湿的夏季状况中具有较低隔汽性以实现高透湿性的隔汽材料。一方面，提供了多层膜，其包括a)选择性可透外层；b)任选的中间粘合剂底层；c)包含分散在阻湿聚合物中的纳米粘土的阻湿膜，其中纳米粘土含量为该阻湿聚合物的大于0至大约10重量％ ；d)第一粘合剂粘结层；和e)在第一粘合剂粘结层上的纤维基底。另一方面，提供了制造多层膜的方法，其包括下列步骤a)提供选择性可透外层； b)任选地在该选择性可透外层上施加中间粘合剂底层；C)在该选择性可透外层上施加阻湿膜，该阻湿膜包含分散在阻湿聚合物中的纳米粘土，其中纳米粘土含量为该阻湿聚合物的大于0至大约10重量％ ；d)在该阻湿膜上施加第一粘合剂粘结层；和e)在第一粘合剂粘结层上施加纤维基底。附图说明已经为举例说明和描述目的选择具体实例，并显示在附图中，构成本说明书的一部分。图1是包括纤维基底的多层制品的一个实施方案的平面示意图，该制品可用作绝热饰面材料。详述如图1中所示，该多层膜和制品可包含至少一个由与亲水微粒状纳米级粘土 (在本领域中也称作纳米粘土)配混的阻湿聚合物形成的阻湿膜130。纳米粘土是层状硅酸盐并天然亲水。对本专利技术而言，合适的粘土是未处理或未改性的，其中“未处理的纳米粘土”或“未改性的纳米粘土”具有相同含义并在本文中是指尚未与任何表面活性剂、有机铵盐或在纳米粘土的层之间迁移以形成具有改变的性质的络合物的任何其它插层化合物反应、离子交换或络合的纳米粘土。这特别是指该纳米粘土不与影响该粘土的天然亲水性的任何化合物或材料络合。此类粘土特别地不包括有机粘土，它们是已用有机阳离子(通常季烷基铵离子)有机改性或处理的纳米粘土以将原始层间阳离子换成有机阳离子(通常季烷基铵离子) 以便为该粘土提供亲有机的疏水表面。采用未处理的未改性纳米粘土，阻湿膜130具有与相对湿度无关的受控低摩擦系数(表面对表面和薄膜对金属的摩擦系数)。在这方面，当膜 130包含PVdC聚合物时，可以实现特别好的结果。例如在经此引用并入本文的美国专利No. 5，747，560中描述了合适的粘土。合适的粘土包括，但不限于未改性的天然或未改性的合成页硅酸盐，如蒙脱石、叶蜡石、锂蒙脱石、蛭石、beidilite、皂石、绿脱石、氟云母或其组合。未改性的云母和滑石粘土也是合适的。在一些优选实例中，该粘土可以是蒙脱石、锂蒙脱石或合成氟云母。该粘土更优选是蒙脱石或锂蒙脱石，该粘土最优选是蒙脱石。在一些实例中，该纳米粘土可具有大约1纳米至大约100纳米的平均薄片厚度和各大约50纳米至大约500纳米的平均长度和平均宽度。该粘土优选具有大约50至大约1000，更优选大约100至大约300，最优选大约300的纵横比。可以将该纳米粘土分散在阻湿聚合物中。本文所用的阻湿聚合物包含在不存在亲水纳米粘土的情况下具有通过ASTM E96测得的恒定薄膜透湿率的材料。ASTM E96测量在 M小时期间透过1平方米材料的以克计的水重量。透过量是一材料的水蒸汽透过系数除以其以英寸计的厚度的衡量标准，并以perms为单位表示。1.0 perm的公制perm值是指在1 毫米汞的蒸气压差下，每M小时0.66克水蒸汽扩散透过每平方米(m2)表面。特别地，该阻湿聚合物包含在不存在亲水纳米粘土的情况下具有根据ASTM E96，程序A的50%干燥剂，干杯法在25%相对湿度(“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD穆尔顿，SJ波特，YPR汀，
申请(专利权)人：JD穆尔顿，SJ波特，YPR汀，
类型：发明
国别省市：