一种石墨烯复合铝箔制造技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯复合铝箔，属于铝箔技术领域，制备步骤如下：第一步、准备以下重量份原料：单官能UV固化低聚物40

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯复合铝箔


[0001]本专利技术属于铝箔
，具体涉及一种石墨烯复合铝箔。

技术介绍

[0002]空调器的换热器承载着空调热量交换的功用，一般家用空调器所采用的换热器是钢管铝翅片式换热器，换热器主要热阻在空气侧翅片与空气的热换热阻，约占换热器总热阻的70
‑
80％，铝翅片状态的好坏直接影响到换热器的换热效率，从而影响到空调器是否节能。
[0003]铝翅片一般是用1mm作用厚度的铝箔制成，若不对铝箔进行处理，空调运转时就会出现一系列问题，比如：“水桥”问题、“白粉”问题、“异味”问题，为了解决上述问题，必须要对铝箔进行亲水涂层处理，但是现有亲水涂层普遍存在热导率低的问题，阻碍了有效热交换，尤其是在空调机制热工作时热量的快速扩散，且铝翅片在加工制作过程中一般要先在其表面加润滑油，然后冲孔翻边，然后用三氯乙烯将润滑油洗去，因此，想要获得性能良好的亲水铝箔，铝箔表面的亲水层不仅需要具备良好的导热性能，还需要具有耐油、耐溶剂等性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种石墨烯复合铝箔，以解决现有空调换热器用铝箔导热性、耐油、耐溶剂性能差的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种石墨烯复合铝箔，制备步骤如下：
[0007]第一步、准备以下重量份原料：单官能UV固化低聚物40
‑
50份、水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物60
‑
80份、有机修饰石墨烯5
‑/>10份、导热纤维3
‑
5份、光引发剂1
‑
3份、乳化剂1
‑
5份；
[0008]第二步、将第一步中的原料混合，并加水稀释配制成质量分数1％的涂料，将涂料涂覆于基材的表面，涂覆厚度为10
‑
15μm，然后在温度80
‑
120℃、波长250
‑
400nm下紫外光照射固化3
‑
5min，得到石墨烯复合铝箔。
[0009]进一步地，基材通过以下步骤获得：
[0010]将铝箔开卷，置于质量分数2
‑
5％的脱脂液中，温度20
‑
40℃下脱脂处理30
‑
40min，之后用清水清洗，干燥即可。
[0011]进一步地，有机修饰石墨烯通过以下步骤制成：
[0012]步骤S1、将2,3
‑
二氨基
‑2‑
丁烯二腈、对苯二酚、烯丙基缩水甘油醚和二甲基亚砜加入烧瓶中，升温至70℃搅拌反应12h，旋蒸去除二甲基亚砜，得到中间产物a；
[0013]步骤S2、将氧化石墨烯加入DMF中超声分散均匀得到石墨烯悬浮液，将异佛尔酮二异氰酸酯和DMF加入烧瓶中，磁力搅拌升温至55℃，缓慢滴加石墨烯悬浮液，滴加结束后加入中间产物a和二月桂酸二丁基锡，保温搅拌反应8
‑
10h，将反应所得混合物进行离心，沉淀用DMF洗涤后，用无水乙醇再次洗涤，60℃下干燥至恒重，得到有机修饰石墨烯。
[0014]基于氧化石墨烯优异的导热性能和良好阻隔性能，有利于提高铝箔涂层的导热性和耐腐蚀性，但是氧化石墨烯粒径较小，在涂料基质中容易团聚，难以分散均匀，针对这一问题，本专利技术对其进行改性处理，首先以2,3
‑
二氨基
‑2‑
丁烯二腈和烯丙基缩水甘油醚为底物，通过氨基与环氧基之间的开环反应，形成带有活性羟基、烯丙基和氰基的中间产物a，之后以异佛尔酮二异氰酸酯为“桥梁”，通过氧化石墨烯表面的羟基、中间产物a的羟基与异佛尔酮二异氰酸酯结构中的异氰酸酯发生化学反应，在氧化石墨烯表面引入中间产物a，一是增加氧化石墨烯表面的空间位阻，利用空间位阻效果降低石墨烯片层之间的范德华力，提高氧化石墨烯在涂料基质中的分散稳定性，二是引入烯丙基结构，赋予氧化石墨烯反应活性，使其通过不饱和键之间的聚合反应镶嵌于铝箔涂层中，更好地发挥导热阻隔作用，三是引入亲水氰基，提高涂层的亲水性和耐油性。
[0015]进一步地，步骤S1中2,3
‑
二氨基
‑2‑
丁烯二腈和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1：1
‑
1.2，对苯二酚用量为烯丙基缩水甘油醚质量的0.05
‑
0.1％，二甲基亚砜用量为2,3
‑
二氨基
‑2‑
丁烯二腈和烯丙基缩水甘油醚质量和的6
‑
8倍。
[0016]进一步地，步骤S2中石墨烯悬浮液、异佛尔酮二异氰酸酯、DMF、中间产物a和二月桂酸二丁基锡的用量比为25mL：8g：15mL：3.5
‑
4.8g：0.2mL，石墨烯悬浮液中氧化石墨烯和DMF的用量比为1
‑
2.5g：25mL。
[0017]进一步地，导热纤维通过以下步骤制成：
[0018]将聚乙烯醇和DMSO加入烧瓶中，升温至100℃搅拌溶解，转速500
‑
800r/min下加入磺酸化多壁碳纳米管水溶液，持续搅拌12h，减压蒸馏除水，得到纺丝液，湿法纺丝，得到的初生纤维在甲醇中浸润24h，经过真空干燥，在170℃进行热拉伸，拉伸倍率为5
‑
6倍，剪切得到2
‑
5mm长度的导热纤维。
[0019]多壁碳纳米管具有较高的导热性，经过磺酸基修饰后具有良好的水溶性，且与聚合物之间具有较强的氢键相互作用，以聚乙烯醇和磺酸化多壁碳纳米管为原料，通过湿法纺织，以甲醇为凝固浴，得到复合聚乙烯醇纤维，不仅具有良好的导热性能，且表面具有多羟基结构，具有水溶性特点，将其加入涂料基质中，一是与有机修饰石墨烯共同作用，在涂膜中形成三维导热网络，赋予铝箔良好的热交换性能，二是利用其多羟基特性，改善涂料的亲水性以及持续亲水性，三是通过自身羟基与水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物中羟基、羧基、酰胺基团等之间通过氢键作用、缩合作用结合，提高涂料的交联度，形成互穿网络结构，增强涂膜的稳定性以及耐油、耐溶剂性。
[0020]进一步地，聚乙烯醇的聚合度为1700
‑
1800，醇解度为98
‑
99％，聚乙烯醇、DMSO和磺酸化多壁碳纳米管水溶液的质量比为20
‑
25：65
‑
80：10
‑
25，磺酸化多壁碳纳米管水溶液由磺酸化多壁碳纳米管和去离子水按照用量比2.5
‑
3g：10
‑
20mL超声混合而成。
[0021]进一步地，湿法纺丝工艺为：喷丝孔挤出速率为3.8
‑
4.0mL/min，纺丝温度为85
‑
90℃，喷丝孔孔径为0.30
‑
0.32mm。
[0022]进一步地，磺酸化多壁碳纳米管为本领域人员熟知的制备方法得到，具体是以羧基化碳纳米管为原料，通过发烟硫酸处理得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯复合铝箔，其特征在于，制备步骤如下：第一步、准备以下重量份原料：单官能UV固化低聚物40
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50份、水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物60
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80份、有机修饰石墨烯5
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10份、导热纤维3
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5份、光引发剂1
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3份、乳化剂1
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5份；第二步、将第一步中的原料混合，并加水稀释配制成质量分数1％的涂料，将涂料涂覆于基材的表面，涂覆厚度为10
‑
15μm，温度80
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120℃、波长250
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400nm下紫外光照射固化3
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5min，得到石墨烯复合铝箔。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合铝箔，其特征在于，有机修饰石墨烯通过以下步骤制成：步骤S1、将2,3
‑
二氨基
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丁烯二腈、对苯二酚、烯丙基缩水甘油醚和二甲基亚砜加入烧瓶中，升温至70℃搅拌反应12h，得到中间产物a；步骤S2、将氧化石墨烯加入DMF中超声分散均匀得到石墨烯悬浮液，将异佛尔酮二异氰酸酯和DMF加入烧瓶中，磁力搅拌升温至55℃，缓慢滴加石墨烯悬浮液，滴加结束后加入中间产物a和二月桂酸二丁基锡，保温搅拌反应8
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10h，得到有机修饰石墨烯。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯复合铝箔，其特征在于，步骤S1中2,3
‑
二氨基
‑2‑
丁烯二腈和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1：1
‑
1.2，对苯二酚用量为烯丙基缩水甘油醚质量的0.05
‑
0.1％。...

【专利技术属性】
技术研发人员：江孝星，曹小军，章江，盛淑斌，王国庆，
申请(专利权)人：黄山天马铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：