一种接地保护膜及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及接地保护膜技术领域，特别是涉及一种接地保护膜及其制备方法和应用。


背景技术：

2.在发热领域中，典型的发热元件为三明治夹心结构，中间为导电发热材料，上下被两层绝缘平面材料封装。常规市售的平面型发热元件没有接地保护功能。要实现接地保护，就要在绝缘平面上包覆一层金属膜，并使金属膜与地连通。一般接地的实现方法是：先将铝箔贴在发热元件的绝缘面上，再在铝箔面上放置铜带，最后再压合一层绝缘膜以保护整个铝箔平面。铜带作为引电电极与地相连，将整个铝箔平面导通以实现接地保护。这种操作需要使用两种带胶黏剂的膜材，分别是热熔胶复合铝塑膜(铝箔面裸露)和热熔胶复合pet膜，工艺复杂材料成本高。
3.上述操作方法的复杂之处在于，铜带与热熔胶复合铝塑膜的铝箔面接触，铝箔与铜带中间不能有胶黏剂阻隔，必须形成物理接触才能实现导通，然后铜带再靠上方覆盖的热熔胶复合pet膜固定和保护起来。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种接地保护膜及其制备方法和应用，只需使用一种膜材就可实现接地保护，使用时先在发热元件的绝缘面上贴铜带，再热压贴合接地保护膜即可实现接地功能。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.本发明的第以目的，提供一种接地保护膜，所述接地保护膜包括自下而上贴附在一起的导电热熔胶、铝箔、pet膜，所述导电热熔胶以重量份为单位，包括以下原料：
7.大导电颗粒2～5份、碳粉0.5～1份、聚丙烯50～70份、苯乙烯5～10份、马来酸酐15～25份、过氧化二异丙苯0.5～2份，尼龙66 5～10份；
8.所述大导电颗粒为碳颗粒；
9.进一步的，所述大导电颗粒的粒径为3～5μm。
10.进一步的，所述碳粉的粒径为50nm。
11.进一步的，所述导电热熔胶的厚度为10～20μm。
12.进一步的，所述pet膜的厚度为50～100μm。
13.进一步的，所述铝箔的厚度为1～10mm。
14.本发明的第二目的，提供一种接地保护膜的制备方法，包括以下步骤：
15.按照导电热熔胶各原料的重量份进行备料，将各个原料进行混合，通过双螺杆挤出机中挤出，得到导电热熔胶；
16.再将热熔胶用辊涂设备涂布到带有pet膜的铝箔面上，自下而上将导电热熔胶、铝箔、pet膜贴附在一起，得到接地保护膜。
17.本发明的第二目的，提供一种接地保护膜的应用，所述接地保护膜用于贴附到发热元件上，所述接地保护膜为上述所述的接地保护膜。
18.进一步的，所述接地保护膜使用时，先在发热元件的绝缘面上贴铜带，再热压贴合所述接地保护膜。
19.更进一步的，所述发热元件为设置在发热瓷砖上，所述发热元件包括电阻丝。
20.聚丙烯pp是一种半结晶热塑性塑料，耐热性能优，高温粘结稳定性好，连续使用温度可达110～120℃，其在155℃左右软化，熔点为164～170℃。
21.在本技术中通过使用聚丙烯pp作为热熔胶主体，在聚丙烯pp中添加过氧化二异丙苯(dcp)、马来酸酐(mah)、尼龙66、苯乙烯，在聚丙烯的大分子链上引入极性基团，可以增加其与金属面的剥离强度。
22.具体的，过氧化二异丙苯(dcp)为引发剂，在高温下分解并引发熔体状态的聚丙烯pp分子产生大分子自由基；马来酸酐为极性单体，在引发剂的引发下接枝到聚丙烯pp的分子链上。由于聚丙烯pp分子链上接枝了一部分极性单体，高分子链上具备了一定极性，使之与金属表面具有较高的粘结能力。
23.而尼龙66的熔点高，耐温性高，在主体材料中掺入尼龙66，使得主体材料具有一定粘接高温稳定性，可长期在110℃下保持粘接强度，粘接力衰减小。
24.在接枝反应过程中，活性较高的苯乙烯单体与过氧化二异丙苯引发聚丙烯pp产生的大分子自由基结合，使其得到稳定，减少了断链反应。
25.本发明的有益效果是：
26.1.本技术制备得到的接地保护膜，在保证耐热性的同时，可以增加热熔胶与金属面的粘结力，使热熔胶与铝箔面的兼容性增强，提高热熔胶的高温剥离性能和热熔胶流动性，减少高分子脆化，能够起到和好的接地保护作用。
27.2.本技术制备得到的接地保护膜，25℃时对铝板的剥离强度为153-165n/cm，110℃时对铝板的剥离强度为63-77n/cm，在低温以及高温下，均具有很好的可剥离强度，而且铝箔与铜带之间的导电性为0ω，绝缘性能优异。
附图说明
28.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
29.图1是本技术所述接地保护膜的结构示意图；
30.图2是本技术所述接地保护膜应用在发热元件上的结构示意图；
31.图3是本技术所述现有技术中复合膜的结构示意图；
32.图4是本技术所述现有技术中铝塑膜的结构示意图；
33.图5是本技术所述现有技术中复合膜、铝塑膜应用在发热元件上的结构示意图；
34.图中：1、复合膜；11、pet膜；12、热熔胶；2、铝塑膜；21、铝箔；3、发热板；4、铜带。
具体实施方式
35.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
36.当前的现有技术中，存在的技术问题为：铜带与热熔胶复合铝塑膜的铝箔面接触，
铝箔与铜带中间不能有胶黏剂阻隔，必须形成物理接触才能实现导通，然后铜带再靠上方覆盖的热熔胶复合pet膜固定和保护起来，即如图3-5的结构所示。
37.如图3-5所示，发热板接地保护的常规做法为，在发热板3的表面先贴附铝塑膜2，用铜带4导通引出；再将复合膜(现有热熔胶)1贴附在铝塑膜2的表面上。其中，复合膜1包括依次贴附在一起的pet膜11、热熔胶12；铝塑膜2包括依次贴附在一起的铝箔21、pet膜11以及热熔胶12。在贴附过程中，主要通过热熔胶12的粘贴以及压合，贴附在相应的位置上。
38.针对上述的现有技术，本技术提供如图1-2所示的一种接地保护膜，所述接地保护膜包括自下而上贴附在一起的导电热熔胶12、铝箔21、pet膜11；
39.其中：
40.导电热熔胶的厚度为10～20μm；
41.铝箔的厚度为1～10mm；
42.pet膜的厚度为50～100μm；
43.所述导电热熔胶以重量份为单位，包括以下原料：
44.大导电颗粒2～5份、碳粉0.5～1份、聚丙烯50～70份、苯乙烯5～10份、马来酸酐15～25份、过氧化二异丙苯0.5～2份、尼龙66 5～10份；
45.其中：碳颗粒的粒径为3～5微米；碳粉粒径为50nm
46.所述接地保护膜的制备方法，包括以下步骤：
47.按照导电热熔胶各原料的重量份进行备料，将各个原料进行混合，通过双螺杆挤出机中挤出，得到导电热熔胶；
48.即在不锈钢反应釜中，按比例加入碳颗粒、碳粉、聚丙烯pp、马来酸酐、苯乙烯、过氧化二异丙苯、尼龙66，在150℃下真空熔融搅拌干燥1h，获得热熔复合胶黏剂；
49.在氮气保护下，将反应釜中热熔复合胶黏剂，通过直径22m双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出参数设置为：机筒温度140～200℃、600目过滤网、辊头温度170℃、狭缝间隙为0.02mm、涂布量为15
±
5g/m2，得到导电热熔胶。
50.将导电热熔胶用辊涂设备涂布到带有pet膜的铝箔面上，自下而上将导电热熔胶、铝箔、pet膜贴附在一起，得到接地保护膜。具体辊涂设备、辊涂工艺，采用现有设备和工艺，实现将导电热熔胶、铝箔、pet膜贴附在一起即可。
51.其中：导电热熔胶的厚度为10～20μm。
52.pet膜的厚度为50～100μm。
53.铝箔的厚度为1～10μm。
54.下面通过几个具体的优选实施例来进一步阐述本发明的铝塑膜的制备方法，但并不因此而限定本发明的保护范围。
55.部分原料来源如下：
56.碳颗粒，m101，5μm，中间相炭微球mcmb，购自上海卜微应用材料技术有限公司；
57.碳粉，xh～c～50，平均粒径50nm，购自上海肖晃纳米科技有限公司；
58.聚丙烯，k8009，分子量42.1，硬度75r，购自广州石化；
59.苯乙烯，yh～1124，si含量25％，嵌段比14/86(s/i)，购自巴陵石化；
60.马来酸酐，分子量98.057，购自山东海登新材料有限公司；
61.过氧化二异丙苯，perkadox bc～ff，活性氧含量≥5.80，购自潍坊山道化学有限
公司；
62.尼龙66，a3hg5，25％玻纤增强，购自德国巴斯夫；
63.实施例1
64.一种接地保护膜，所述接地保护膜包括自下而上贴附在一起的导电热熔胶、铝箔、pet膜，所述导电热熔胶以重量份为单位，包括以下原料：
65.大导电颗粒、碳粉、聚丙烯、苯乙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯，尼龙66，具体份数参照表1中的重量份来进行。
66.上述接地保护膜的制备方法，包括以下步骤：
67.按照导电热熔胶各原料的重量份进行备料，将各个原料进行混合，通过双螺杆挤出机中挤出，得到导电热熔胶；
68.再将热熔胶用辊涂设备涂布到带有pet膜的铝箔面上，自下而上将导电热熔胶、铝箔、pet膜贴附在一起，得到接地保护膜。
69.导电热熔胶的厚度为10μm。
70.pet膜的厚度为50μm。
71.铝箔的厚度为1μm。
72.实施例2
73.一种接地保护膜，包括自下而上贴附在一起的导电热熔胶、铝箔、pet膜。
74.导电热熔胶的厚度为10μm。
75.pet膜的厚度为50μm。
76.铝箔的厚度为1μm。
77.其中：导电热熔胶的重量份参照表1来进行配比投料；
78.一种接地保护膜的制备方法，工艺步骤和实施例1一致。
79.实施例3
80.一种接地保护膜，包括自下而上贴附在一起的导电热熔胶、铝箔、pet膜。
81.导电热熔胶的厚度为14μm。
82.pet膜的厚度为80μm。
83.铝箔的厚度为5μm。
84.其中：导电热熔胶的重量份参照表1来进行配比投料；
85.一种接地保护膜的制备方法，工艺步骤和实施例1一致。
86.实施例4
87.一种接地保护膜，包括自下而上贴附在一起的导电热熔胶、铝箔、pet膜。
88.导电热熔胶的厚度为13μm。
89.pet膜的厚度为70μm。
90.铝箔的厚度为2μm。
91.其中：导电热熔胶的重量份参照表1来进行配比投料；
92.一种接地保护膜的制备方法，工艺步骤和实施例1一致。
93.实施例5
94.一种接地保护膜，包括自下而上贴附在一起的导电热熔胶、铝箔、pet膜。
95.导电热熔胶的厚度为15μm。
96.pet膜的厚度为60μm。
97.铝箔的厚度为2μm。
98.其中：导电热熔胶的重量份参照表1来进行配比投料；
99.一种接地保护膜的制备方法，工艺步骤和实施例1一致。
100.实施例6
101.一种接地保护膜，包括自下而上贴附在一起的导电热熔胶、铝箔、pet膜。
102.导电热熔胶的厚度为10μm。
103.pet膜的厚度为50μm。
104.铝箔的厚度为1μm。
105.其中：导电热熔胶的重量份参照表1来进行配比投料；
106.一种接地保护膜的制备方法，工艺步骤和实施例1一致。
107.实施例7
108.一种接地保护膜，包括自下而上贴附在一起的导电热熔胶、铝箔、pet膜。
109.导电热熔胶的厚度为20μm。
110.pet膜的厚度为100μm。
111.铝箔的厚度为10μm。
112.其中：导电热熔胶的重量份参照表1来进行配比投料；
113.一种接地保护膜的制备方法，工艺步骤和实施例1一致。
114.表1实施例1～实施例7导电热熔胶各原料投料重量份
[0115][0116]
一、性能测试：
[0117]
对实施例1～7制备得到的接地保护膜，参照行业标准等检测方法，将检测结果汇总至下表2：
[0118]
表2接地保护膜性能测试结果表
[0119][0120]
从表2可以看出，本技术实施例1-7制备得到的接地保护膜，25℃时对铝板的剥离强度为153-165n/cm，110℃时对铝板的剥离强度为63-77n/cm，在低温以及高温下，均具有很好的可剥离强度，而且铝箔与铜带之间的导电性为0ω，绝缘性能优异。
[0121]
二、考察各个原料对接地保护膜性能的影响
[0122]
1.马来酸酐的含量与粘结力的关系
[0123]
表3马来酸酐含量对粘结性能的影响
[0124][0125]
聚丙烯pp是一种非极性材料，对金属铝板的粘结力为0n/cm。马来酸酐为极性单体，在引发剂的引发下接枝到pp的分子链上。由于pp分子链上接枝了一部分极性单体，高分子链上具备了一定极性，使之与金属表面具有较高的粘结能力。从表3可以看出，随着马来酸酐的加入，对铝板的剥离强度大幅提升。当马来酸酐的质量份数为20份时，剥离强度达到最大值，继续增加马来酸酐的用量则剥离强度又降低。
[0126]
2.热熔胶高温剥离性增强研究
[0127]
表4尼龙66对提升热熔胶耐高温粘结性的影响
[0128][0129]
尼龙66的熔点高，耐温性高。从表4可以看出，未加入尼龙66，对高温剥离强度为42n/cm；置换尼龙66的份数达到20份时，高温剥离强度相比空白样增加；但随着尼龙66的含量逐渐增大后，样板对铝板的常温剥离强度、高温剥离强度均下降。原因是聚丙烯的含量下降，另一方面，尼龙66与马来酸酐反应，在一定程度上也减少了极性基团。尼龙66最高掺比不能超过10份。
[0130]
3.导电颗粒对导电性的影响
[0131]
表5碳颗粒对导电性的影响
[0132][0133]
从表5可以看出，碳颗粒比例增加，导通稳定性增加，当质量份数达到5份以上时，导电良好；而随着碳颗粒比例的增加，样板对铝板的剥离强度下降。
[0134]
表6碳粉对导电性的影响
[0135][0136]
从表6可以看出，加入少量碳粉，使碳粉填充在碳颗粒的间隙中，导电更稳定；随着碳粉质量份数的增加，热熔胶剥离强度下降。
[0137]
在具体使用时，如图2所示，将先将铜带4贴在发热板3表面；再将实施例1-7任一个接地保护膜，贴在发热板3和铜带4表面，即将接地保护膜的导电热熔胶12贴附在发热板3和铜带4表面上；铜带将铝箔连通，引出，即可完成接地保护膜贴附在发热板的过程。该发热板，可为发热电阻丝，可构成发热元件，而发热元件设置在发热瓷砖上，进而可将实施例1-7任一个接地保护膜，应用在发热瓷砖上。
[0138]
因此在本技术中，接地保护膜，在保证耐热性的同时，可以增加热熔胶与金属面的粘结力，使热熔胶与铝箔面的兼容性增强，提高热熔胶的高温剥离性能和热熔胶流动性，减少高分子脆化，能够起到和好的接地保护作用。接地保护膜应用在发热瓷砖上，只需使用一种膜材就可实现接地保护，使用时先在发热元件的绝缘面上贴铜带，再热压贴合接地保护膜即可实现接地功能。
[0139]
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种接地保护膜，其特征在于，所述接地保护膜包括自下而上贴附在一起的导电热熔胶、铝箔、pet膜，所述导电热熔胶以重量份为单位，包括以下原料：大导电颗粒2～5份、碳粉0.5～1份、聚丙烯50～70份、苯乙烯5～10份、马来酸酐15～25份、过氧化二异丙苯0.5～2份，尼龙66 5～10份；所述大导电颗粒为碳颗粒。2.根据权利要求1所述的一种接地保护膜，其特征在于，所述大导电颗粒的粒径为3～5μm。3.根据权利要求1所述的一种接地保护膜，其特征在于，所述碳粉的粒径为50nm。4.根据权利要求1所述的一种接地保护膜，其特征在于，所述导电热熔胶的厚度为10～20μm。5.根据权利要求1所述的一种接地保护膜，其特征在于，所述pet膜的厚度为50～100μm。6.根据权利要求1所述的一种接地保护膜，其特征在于，所述铝箔的厚度为1～10μm。7.根据权利要求1～6任一项所述的一种接地保护膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照导电热熔胶各原料的重量份进行备料，将各个原料进行混合，通过双螺杆挤出机中挤出，得到导电热熔胶；再将热熔胶用辊涂设备涂布到带有pet膜的铝箔面上，自下而上将导电热熔胶、铝箔、pet膜贴附在一起，得到接地保护膜。8.一种接地保护膜的应用，其特征在于，所述接地保护膜用于贴附到发热元件上，所述接地保护膜为权利要求1～6任一项所述接地保护膜或者是权利要求7所制备得到的接地保护膜。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述接地保护膜使用时，先在发热元件的绝缘面上贴铜带，再热压贴合所述接地保护膜。10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述发热元件为设置在发热瓷砖上，所述发热元件包括电阻丝。

技术总结
本发明涉及接地保护膜技术领域，特别是涉及一种接地保护膜及其制备方法和应用。本申请公开了一种接地保护膜，所述接地保护膜包括自下而上贴附在一起的导电热熔胶、铝箔、PET膜，所述导电热熔胶以重量份为单位，包括以下原料：大导电颗粒2～5份、碳粉0.5～1份、聚丙烯50～70份、苯乙烯5～10份、马来酸酐15～25份、过氧化二异丙苯0.5～2份，尼龙66 5～10份；所述大导电颗粒为碳颗粒；本申请所述的一种接地保护膜，只需使用一种膜材就可实现接地保护，使用时先在发热元件的绝缘面上贴铜带，再热压贴合接地保护膜即可实现接地功能。合接地保护膜即可实现接地功能。合接地保护膜即可实现接地功能。


技术研发人员：朱联烽 苏伟劲 谭沛林 朱杰斌 熊昊 黄文锋
受保护的技术使用者：广东简一（集团）陶瓷有限公司 广西简一陶瓷有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/10/8