CN101555340A - 一种高透明紫外阻隔节能膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高透明高紫外阻隔节能膜及其制备方法属于聚合物－无机纳米粒子复合技术合成复合薄膜领域。现有膜可见光透过率低，生产成本高。本发明膜的组分及其含量为：有机高分子50～99.8wt％、金属氧化物纳米粒子0.2～50wt％和高分子助剂0～39.9wt％。本发明通过溶液共混法或溶液－熔融共混法制备膜。溶液共混法将有机高分子和金属氧化物纳米粒子分散在分散介质中得到制膜原液，再将制膜原液在基片上制备膜。溶液－熔融共混法将有机高分子和金属氧化物纳米粒子的混合液干燥得到母料，再将母料与有机高分子、高分子助剂混合后制备节能膜。本发明膜透明性高、紫外线屏蔽性能佳，节能效果好，制备工艺简单、成本低，适于工业化生产。

Description

一种高透明紫外阻隔节能膜及其制备方法

技术领域

本发明属于聚合物-无机纳米粒子复合技术合成复合薄膜领域，具体涉及一种高透明紫外阻隔节能膜及其制备方法。

背景技术

紫外线是一种具有特定杀伤力的非可视光线，科学界称其为“无形杀手”。上世纪20年代以来，由于碳氟系溶剂和氟利昂的大量使用，地球大气层中臭氧层遭到严重的破坏，使到达地球表面的紫外线不断增加。紫外线按照其波长的长短分为：UV-A波段的波长为320～400nm；UV-B为280～320nm；UV-C为100～280nm；而波长在180nm以下的UV很容易被空气吸收。所以，对人体能够产生辐射的紫外线波长范围为180～400nm。

具有强辐射性的紫外线主要来自两方面，一方面是太阳光中的紫外线，另一方面是人造光源，如各种紫外灯、电弧等。紫外线是一种电磁波，适量的紫外辐射具有杀菌作用并能促进维生素D的合成，有利于人体健康。但在烈日持续照射下，人体皮肤会失去抵御功能，易发生灼伤，出现红斑或水泡。过量的紫外线照射还会诱发皮肤病(如皮炎、色素干皮症)，甚至皮肤癌，促进白内障的生成并降低人体的免疫功能。

目前，紫外线应用发展迅速，例如感光油漆、感光油墨等光敏材料的固化、照相制板、光刻、复印、皮肤病及内科疾病的治疗、杀菌消毒、保健、荧光分析等领域的应用都有了快速发展。随着紫外线辐射性及其应用范围的不断扩大，以及人们防紫外线意识的不断提高，防紫外线玻璃也得到越来越广泛的应用。人们也花费相当的人力物力对“无形杀手”采取有效的防护措施，研究开发研制各种防紫外线玻璃；另一方面，防紫外线玻璃在节能方面的应用潜力巨大，据统计，防紫外线玻璃引进千家万户之后，它每年的节电量相当于4个三峡电站的发电量。

现有的建筑玻璃大多用白玻璃或者有色玻璃，也有表面镀膜的玻璃，镀膜的主要用途大多是装饰。为了阻挡日光的热辐射和紫外辐射，一般选用深色的玻璃作建筑物外墙或者门窗玻璃，但是这样牺牲了大部分可见光部分的日光照射，而且防紫外节能的功能有限。

目前业内制造防紫外线玻璃的方法通常有以下几种：磁控溅射法、PVD、CVD镀膜法以及热喷雾方法镀膜于玻璃等基材上。例如：中国专利200410013397公开了一种采用磁控溅射法制备氮掺杂二氧化钛疏水和防紫外线辐射透明薄膜，但是该薄膜可见光平均透过率仅为70％～80％；中国专利02136643公开了一种镀纳米ZnO膜层的玻璃，但只是简单提到使用CVD工艺或者真空磁控溅射工艺，而未提到其产业化数据和应用前景；中国专利01804833公开了一种含有二氧化铈的抗反射防紫外线多层涂层，以六水合硝酸铈、醇、螯合剂为相应溶剂，来制备防紫外线玻璃，但该方法无法真正实现大批量生产；中国专利200610135230公开了一种采用在线高温热解喷涂法制造的防紫外线镀膜玻璃，其工艺复杂，该产品紫外线透过率仅低于8％。

上述方法所制备的薄膜中，其可见光透过率最高仅为80％，所用的成膜方法或设备价格昂贵，一次性投入大，成本高，对于基材和基材的形状、尺寸都有一定的限制，或不适用于有机基材，产品质量一般，不适于大规模工业生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高透明、紫外阻隔率高、节能、生产工艺简单、成本低、可大面积现场施工、易于工业化生产的薄膜及其制备方法。

本发明所提供的一种高透明紫外阻隔节能膜，其中，各组分及其含量百分比为：有机高分子50～99.8wt％、金属氧化物纳米粒子0.2～50wt％和高分子助剂0～39.9wt％。

其中，所述的有机高分子选自热塑性的、可加工成型为透明薄膜的通用光学透明高分子化合物，如：聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸酯类聚合物、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氨基甲酸酯(PU)中的一种，或其中任意两种或两种以上的共聚物。

所述的金属氧化物纳米粒子选自氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)或二氧化硅(SiO₂)纳米粒子中的一种或多种，可以从市场上购买或者通过大家熟知的共沉淀法、水热法、胶体法、喷雾热解法、包裹沉淀法、醇-水盐溶液加热法制备得到。由于纳米ZnO颗粒的量子尺寸效应，使其对紫外光的吸收带产生“蓝移现象”和“宽化现象”，导致其对紫外光吸收效果明显。纳米氧化铟锡和二氧化硅对红外光吸收显著，具有良好的节能作用。

所述的高分子助剂选自邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、癸二酸二辛酯(DOS)、癸二酸二丁酯(DBS)、三甘醇二-2-乙基己酸酯3G8或固化剂(如光引发剂184中)的一种。

其中，所述的节能膜的厚度为100纳米～1厘米，优选厚度为100纳米～300微米。

本发明所提供的高透明紫外阻隔节能膜的制备方法有两种，分别为溶液共混法和溶液-熔融共混法。

其中，溶液共混法制备高透明紫外阻隔节能膜，包括以下步骤：

1)将金属氧化物纳米粒子分散在分散介质中，经搅拌、超声等分散方法得到金属氧化物纳米粒子分散液；

由于金属氧化物纳米粉体粒子极易团聚，另一方面，粒子的团聚对于金属氧化物防紫外性能的影响显著，因此，为了能得到性能优异的膜，先将金属氧化物纳米粒子在分散介质中均匀分散。

2)在步骤1)中制备的金属氧化物纳米粒子分散液中加入有机高分子，充分搅拌、混合均匀后，得到制膜原液，制膜原液中有机高分子在分散介质中的浓度为4～20wt％，有机高分子和金属氧化物纳米粒子的质量比为99～1∶1；

3)将步骤2)中得到的制膜原液通过常规的提拉、旋涂、喷涂、刮涂、转移、浸渍或直接成型等方法，在惰性基片上制备出高透明紫外阻隔节能膜，其中，所述的惰性基片选自玻璃基片(如：石英玻璃基片)或透明高分子膜基片(如聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚碳酸酯PC、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS)。

溶液-熔融共混法制备高透明紫外阻隔节能膜，包括以下步骤：

1)将金属氧化物纳米粒子分散在分散介质中，经搅拌、超声等分散方法得到金属氧化物纳米粒子分散液；

2)在步骤1)中制备的金属氧化物纳米粒子分散液中加入有机高分子，充分搅拌、混合后得到待干燥溶液体系，待干燥溶液体系中，有机高分子在分散介质中的浓度为0.5～20wt％；干燥后得到母料，母料中有机高分子的百分含量为30～90wt％、金属氧化物纳米粒子的百分含量为10～70wt％；

3)在步骤2)中制得的母料中加入有机高分子和高分子助剂，在搅拌机中充分均匀混合，制得全配方料，全配方料中有机高分子占70～99.8wt％、金属氧化物纳米粒子占0.2～10wt％，高分子助剂占0～28.8wt％；

4)将步骤3)中得到的全配方料通过常规的挤出吹塑、压延、拉伸或挤出浇塑等方法，制备出高透明紫外阻隔节能膜。

本发明中所述的分散介质是可溶解目标高分子制成分散体系的溶剂，选自去离子水、乙醇、甲苯、丁酮、乙酸乙酯、苯酚、环乙酮、四氢呋喃或卤代烷烃中的一种或两种。

本发明所提供的节能膜作为功能膜可与惰性基片和保护膜组合成双层复合或多层复合膜。本发明所提供的薄膜可应用于建筑、交通、航天等领域，用来制备建筑用玻璃贴膜、汽车(飞机)用玻璃贴膜、防爆膜等。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1)本发明所提供的节能膜可见光透过率高于85％，紫外线屏蔽性能优异，紫外光线透过率不大于5％，优选的不大于2％，节能效果显著，还具有抗静电性和抗电磁辐射的性能。

2)本发明所提供的薄膜、贴膜，应用于玻璃或塑料视窗，是增加玻璃和视窗防紫外节能性能的方便易行的方法，并对已安装的玻璃仍然适用。

3)本发明所提供的膜的制备方法生产工艺简便易行，可大面、现场施工，受场地、气候、环境限制小。

4)本发明所提供的膜的制备方法生产成本低，对薄膜尺寸和基材材料没有限制。

5)本发明所提供的膜的制备方法生克服溶液储存稳定性差的缺点，对环境污染小。

6)本发明所提供的高透明紫外阻隔节能膜在建筑玻璃、汽车挡风玻璃、泳镜或太阳眼镜镜片和软性与硬性隐形眼镜的防紫外线中有巨大应用前景。

附图说明

图1、空白PET样品和实施例1制备的薄膜样品在200～800nm透射率光谱图。

图2、空白PMMA-PS样品和实施例制备的2薄膜样品在200～800nm透射率光谱图。

图3、空白PVB层压薄膜样品和实施例9制备的薄膜样品在200～800nm透射率光谱图。

以下结合附图和具体实施方式对本发明所进一步描述。

具体实施方式

本发明通过相转移的方法将金属氧化物纳米粒子分散到所需分散介质中或直接使用市售金属氧化物纳米粒子分散体系，其中，所使用的ZnO纳米粒子分散体系均由新加坡纳米材料科技有限公司提供，ITO为市售商品。

采用UV-2501型紫外-可见分光光度计测定本发明所制备的节能膜的光学性能。

实施例1

1)将ZnO纳米粒子甲醇溶液粗分散体系经离心分离、洗涤后加入到无水乙醇中，经超声制成均匀分散的氧化锌纳米粒子乙醇分散液，分散液中氧化锌纳米粒子的浓度为5.88wt％，呈长棒状，径长约50nm；

2)取16ml步骤1)中的分散液，加入4ml无水乙醇，磁力搅拌混合均匀，超声处理4h后，再加入0.8g PVB粉末，磁力搅拌混合均匀，超声分散0.5h，制得制膜原液，所得制膜原液体系参数如表1-1；

ZnO在EtOH中浓度(g/ml)	PVB在EtOH中浓度(g/ml)	ZnO/PVB(wt％)
			0.04	0.04	100

表1-1

3)选用PET基片提拉成膜：将PET基片用去离子水、酒精进行预处理后，将其固定在提拉膜机的夹片上，将PET基片浸泡在步骤2)得到的制膜原液中，提拉成膜，提拉速度为2mm/min，所得薄膜厚度为350nm，光学性能测试结果如表1-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		89.46	0.206

表1-2

实施例2

1)将ZnO纳米粒子正己烷粗分散体系经离心分离、洗涤后加入到甲苯溶液中，经超声分散制成氧化锌纳米粒子甲苯分散液，分散液中氧化锌纳米粒子的浓度为5wt％的，呈圆球形，粒径为10～20nm；

2)分别按表2-1的比例量取甲苯溶液、PMMA-PS(聚甲基丙烯酸甲酯PMMA和聚苯乙烯PS的共聚物)、和步骤1)中的氧化锌纳米粒子甲苯分散液，磁力搅拌混合均匀，得到制膜原液；

ZnO在甲苯中浓度(g/ml)	PMMA-PS在甲苯中浓度(g/ml)	ZnO/PMMA-PS(wt％)
			0.001	0.1	1

表2-1

3)将步骤2)得到的制膜原液浇铸在模具中直接成型，所得薄膜厚度为300μm，光学性能测试结果如表2-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		85.41	0.475

表2-2

实施例3

1)将ZnO纳米粒子正己烷粗分散体系经离心分离、洗涤后加入到丁酮溶液中，经超声分散制成浓度为5wt％的氧化锌纳米粒子丁酮分散液，分散液中氧化锌纳米粒子呈圆球形，粒径为10～20nm；

2)分别按表3-1的比例量取丁酮溶液、聚合物PMMA-PS、和步骤1)中的氧化锌纳米粒子丁酮分散液，磁力搅拌混合均匀，得到制膜原液；

ZnO在丁酮中浓度(g/ml)	PMMA-PS在丁酮中浓度(g/ml)	ZnO/PMMA-PS(wt％)
			0.001	0.1	1

表3-1

3)将步骤2)得到的制膜原液浇铸在模具中直接成型，所得薄膜厚度为300μm，光学性能测试结果如表3-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		86.35	1.056

表3-2

实施例4

1)分别按表4-1的比例量取乙酸乙酯溶液、聚合物PMMA、和ZnO纳米粒子乙酸乙酯分散体系，磁力搅拌混合均匀，得到制膜原液；

ZnO在乙酸乙酯中浓度(g/ml)	PMMA在乙酸乙酯中浓度(g/ml)	ZnO/PMMA(wt％)
			0.001	0.1	1

表4-1

2)将上述制膜原液浇铸在模具中直接成型，所得薄膜厚度为300μm，光学性能测试结果如表4-2；

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		88.34	1.587

表4-2

实施例5

1)量取浓度为4.1wt％的ZnO纳米粒子水分散体系，体系中氧化锌纳米粒子呈圆球状，粒径约为10～20nm，加入0.41g PVP粉末，磁力搅拌混合均匀，得到制膜原液，体系参数如表5-1；

ZnO在H2O中浓度(g/ml)	PVP在H2O中浓度(g/ml)	ZnO/PVP(wt％)
			0.041	0.041	100

表5-1

2)选用石英基片提拉成膜：将石英基片用去离子水、酒精进行预处理后，将其固定在提拉膜机的夹片上，将石英基片浸泡在步骤1)得到的制膜原液中，提拉成膜，提拉速度为4mm/min，所得薄膜厚度为260nm，光学性能测试结果如表5-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		91.32	2.326

表5-2

实施例6

1)将ZnO纳米粒子乙酸乙酯粗分散体系经离心分离、洗涤后加入到环己酮溶液中，经超声分散制成浓度为5wt％的氧化锌纳米粒子环己酮分散液，分散液中氧化锌纳米粒子呈圆球形，粒径为4～8nm；

2)分别按表6-1的比例量取环己酮溶液、聚合物PC、和步骤1)中的氧化锌纳米粒子环己酮分散液，磁力搅拌混合均匀，得到制膜原液；

ZnO在环己酮中浓度(g/ml)	PC在环己酮中浓度(g/ml)	ZnO/PC(wt％)
			0.02	0.2	10

表6-1

3)选用石英玻璃基片旋涂成膜：将石英基片用去离子水、酒精进行预处理后，将其放置在旋涂机的吸片台上，吸片，提拉成膜，匀胶速度为2000r/min，所得薄膜厚度为400nm，光学性能测试结果如表6-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		95.35	4.625

表6-2

实施例7

1)分别按表7-1的比例量取丁酮溶液、聚合物三烷氧基硅烷类PMMA、和氧化锌纳米粒子丁酮分散液，磁力搅拌混合均匀，得到制膜原液；

ZnO在丁酮中浓度(g/ml)	PMMA在丁酮中浓度(g/ml)	ZnO/PMMA(wt％)
			0.004	0.1	4

表7-1

2)将上述制膜溶液浇铸在模具中直接成型，选所得薄膜厚度为300μm，光学性能测试结果如表7-2。

可见光透过率(％)(500nm)	紫外光屏蔽率(％)(360nm)
		95.34	1.012

表7-2

实施例8

1)将8.8g PVB粉末，在磁力搅拌条件下加入到440ml无水乙醇溶液中，充分搅拌、混合均匀，再取100g浓度为8.8wt％的氧化锌水分散溶液加入到上述混合均匀的PVB乙醇溶液中，得到待喷干溶液体系，体系中PVB在无水乙醇中的浓度为2wt％，体系中氧化锌纳米粒子呈圆球形，粒径约为10～20nm；

2)将步骤1)得到的待喷干溶液体系在喷雾干燥机上干燥，得到ZnO∶PVB＝1∶1的母料；

3)按PVB粉末、ZnO纳米粒子、增塑剂DOP的重量比为100∶1∶30的比例称取PVB粉末、步骤2)中的母料和增塑剂DOP，并在高速搅拌机中充分混合均匀，得到全配方料，组成见表8-1；

组成	重量百分比(％)
		聚乙烯醇缩丁醛PVB	76.34
氧化锌纳米粒子	0.76
		增塑剂DOP	22.9

表8-1

4)将步骤3)得到的全配方料在注塑机中注塑成型，加料段温度在100～120℃，熔融段温度在120～150℃，出口温度在130～140℃，将注塑出的样条用两片石英片层压薄膜，所得薄膜厚度为240μm，光学性能测试结果如表8-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		98.65	1.582

表8-2

实施例9

1)将氧化锌甲醇溶液粗分散体系经离心分离、洗涤后加入到无水乙醇中，经超声分散制成浓度为5.88wt％的氧化锌纳米粒子均匀分散的乙醇分散液，分散液中氧化锌纳米粒子呈长棒状，径长约50nm；

2)称取220g步骤1)制备的氧化锌无水乙醇分散液，向其中加入633.86g无水乙醇溶液稀释，边磁力搅拌边加入12.963g PVB粉末，充分搅拌、混合均匀，得到待喷干溶液体系，体系中PVB在无水乙醇中的浓度为2wt％；

3)将步骤2)中制备的待喷干溶液体系在喷雾干燥机上干燥，得到ZnO∶PVB＝1∶1的母料；

4)按PVB粉末、ZnO纳米粒子、增塑剂DOS的重量比为100∶1∶20的比例称取PVB粉末、母料和增塑剂DOS，并在高速搅拌机中充分搅拌、混合均匀，得到全配方料，组成见表9-1；

组成	重量百分比(％)
		聚乙烯醇缩丁醛PVB	82.64
氧化锌纳米粒子	0.83
		增塑剂DOS	16.53

表9-1

5)将步骤4)得到的全配方料在注塑机中注塑成型，加料段温度在100～120℃，熔融段温度在120～150℃，出口温度在130～140℃，将注塑出的样条用两片石英片层压薄膜，所得薄膜厚度为210μm，光学性能测试结果如表9-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		99.59	0.5661

表9-2

实施例10

1)将氧化锌甲醇溶液粗分散体系经离心分离、洗涤后加入到无水乙醇中，经超声分散制成浓度为5.88wt％的氧化锌纳米粒子均匀分散的乙醇分散液，分散液中氧化锌纳米粒子呈长棒状，径长约50nm；

2)称取220g步骤1)制备的氧化锌的无水乙醇分散液，向其中加入633.86g无水乙醇溶液稀释，再称取12.963g PVB粉末，边磁力搅拌边加入PVB粉末，充分搅拌、混合均匀，得到待喷干溶液体系，体系中PVB在无水乙醇中的浓度为2wt％；

3)将步骤2)中得到的待喷干溶液体系在喷雾干燥机上干燥，得到ZnO∶PVB＝1∶1的母料；

4)按PVB粉末、ZnO纳米粒子、增塑剂DBS的重量比为100∶1∶40的比例称取PVB粉末、母料和增塑剂DBS，并在高速搅拌机中充分搅拌、混合均匀，得到全配方料，组成见表10-1；

组成	重量百分比(％)
		聚乙烯醇缩丁醛PVB	70.92
氧化锌纳米粒子	0.71
		增塑剂DBS	28.37

表10-1

5)将步骤4)制备的全配方料在注塑机中注塑成型，加料段温度在100～120℃，熔融段温度在120～150℃，出口温度在130～140℃，将注塑出的样条用两片石英片层压薄膜，所得薄膜厚度为220μm，光学性能测试结果如表10-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		99.76	1.300

表10-2

实施例11

1)将氧化锌甲醇溶液粗分散体系经离心分离、洗涤后加入到无水乙醇中，经超声分散制成浓度为5.88wt％的氧化锌纳米粒子均匀分散的乙醇分散液，分散液中氧化锌纳米粒子呈长棒状，径长约50nm；

2)称取220g步骤1)得到的氧化锌的无水乙醇分散液，向其中加入356.66g无水乙醇溶液稀释，再称取5.544g PVB粉末，边磁力搅拌边加入PVB粉末，充分搅拌、混合均匀，得到待喷干溶液体系，体系中PVB在无水乙醇中的浓度为1.5wt％；

3)将上述待喷干溶液体系在喷雾干燥机上干燥，得到ZnO∶PVB＝7∶3的母料；

4)按PVB粉末、ZnO纳米粒子、增塑剂3G8的重量比为100∶2∶35的比例称取PVB粉末、步骤3)制备的母料和增塑剂3G8，并在高速搅拌机中充分搅拌、混合均匀，得到全配方料，组成见表11-1；

组成	重量百分比(％)
		聚乙烯醇缩丁醛PVB	72.99
氧化锌纳米粒子	1.46
		增塑剂3G8	25.55

表11-1

5)将步骤4)得到的全配方料在注塑机中注塑成型，加料段温度在100～120℃，熔融段温度在120～150℃，出口温度在130～140℃，将注塑出的样条用两片石英片层压薄膜，所得薄膜厚度为300μm，光学性能测试，结果如表11-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		93.56	1.103

表11-2

实施例12

1)将氧化锌甲醇溶液粗分散体系经离心分离、洗涤后加入到无水乙醇中，经超声分散制成浓度为5.88wt％的氧化锌纳米粒子均匀分散的乙醇分散液，分散液中氧化锌纳米粒子呈长棒状，径长约50nm；

2)称取80g氧化锌的无水乙醇分散液，向其中加入470.4g无水乙醇溶液稀释，再称取9.408g PVB粉末，充分搅拌、混合均匀后向上述溶液中加入市售氧化铟锡ITO粉4.704g，搅拌均匀，得到待喷干溶液体系，体系中PVB在无水乙醇中的浓度为2wt％；

3)将上述待喷干溶液体系在喷雾干燥机上干燥，得到ZnO∶ITO∶PVB＝1∶1∶2的母料；

4)按PVB粉末、ZnO纳米粒子、ITO纳米粒子、增塑剂DBS的重量比为100∶1∶1∶40的比例称取PVB粉末、母料和增塑剂DBS，并在高速搅拌机中充分搅拌、混合均匀，得到全配方料，组成见表12-1；

组成	重量百分比(％)
		聚乙烯醇缩丁醛PVB	70.42
氧化锌纳米粒子	0.7
		氧化铟锡ITO	0.7
增塑剂DBS	28.17

表12-1

5)将上述全配方料在注塑机中注塑成型，加料段温度在100～120℃，熔融段温度在120～150℃，出口温度在130～140℃，将注塑出的样条用两片石英片层压薄膜，所得薄膜厚度为230μm，光学性能测试结果如表12-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		88.62	1.165

表12-2

实施例13

1)将氧化锌正己烷粗分散体系经离心分离、洗涤后分散到氯仿中，经超声分散制成浓度为8.36wt％的氧化锌纳米粒子均匀分散的氯仿分散液，分散液中氧化锌纳米粒子呈圆球形，粒径为10～20nm；

2)称取50g氧化锌的氯仿分散液，向其中加入553.15g氯仿溶液稀释，再称取2.787g有机高分子PC加入到上述溶液中，充分搅拌、混合均匀，得到待喷干溶液体系，体系中PC在氯仿中的浓度为0.5wt％；

3)将上述待喷干溶液体系在喷雾干燥机上干燥，得到ZnO∶PC＝3∶2的母料；

4)按100重量份的PC中添加0.8wt％的氧化锌纳米粒子的比例将PC、母料在高速搅拌机中充分混合均匀，得到全配方料，组成见表13-1；

组成	重量百分比(％)
		聚碳酸酯PC	99.21
氧化锌纳米粒子	0.79

表13-1

5)将上述全配方料在单螺杆挤出机中挤出薄膜，挤出温度在230～350℃，所得薄膜厚度为760μm，光学性能测试结果如表13-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		89.65	4.362

表13-2

实施例14

1)将氧化锌乙酸乙酯粗分散体系经离心分离、洗涤后分散到二氯甲烷溶液中，经超声分散制成浓度为18.6wt％的氧化锌纳米粒子均匀分散的二氯甲烷分散液，分散液中氧化锌纳米粒子呈圆球形，粒径为4～8nm；

2)称取25g氧化锌的二氯甲烷分散液，向其中加入2.9g二氯甲烷溶液稀释，再称取4.65g有机高分子PC加入到上述溶液中，充分搅拌、混合均匀，得到待喷干溶液体系，体系中PC在二氯甲烷中的浓度为20wt％；

3)将上述待喷干溶液体系在喷雾干燥机上干燥，得到ZnO∶PC＝1∶1的母料；

4)按100重量份的PC中添加10wt％的氧化锌纳米粒子的比例将PC、母料在高速搅拌机中充分混合均匀，得到全配方料，组成见表14-1；

组成	重量百分比(％)
		聚碳酸酯PC	90.91
氧化锌纳米粒子	9.09

表14-1

5)将上述全配方料在单螺杆挤出机中挤出薄膜，挤出温度在230～350℃，所得薄膜厚度为760μm，光学性能测试结果如表14-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		89.65	4.362

表14-2

实施例15

1)将氧化锌正己烷粗分散体系经离心分离、洗涤后加入到苯酚中，经超声分散制成浓度为6.35wt％的氧化锌纳米粒子均匀分散的苯酚分散液，分散液中氧化锌纳米粒子呈圆球形，粒径为10～20nm；

2)称取30g氧化锌的苯酚分散液，向其中加入426.72g苯酚溶液稀释，再称取17.145g有机高分子PET加入到上述溶液中，充分搅拌、混合均匀，得到待喷干溶液体系，体系中PET在苯酚中的浓度为4wt％；

3)将上述待喷干溶液体系在喷雾干燥机上干燥，得到ZnO∶PET＝1∶9的母料；

4)按100重量份的PET中添加0.2wt％的氧化锌纳米粒子的比例将有机高分子PET、母料在高速搅拌机中充分搅拌、混合均匀，得到全配方料，组成见表15-1；

组成	重量百分比(％)
		聚对苯二甲酸乙二醇酯PET	99.8
氧化锌纳米粒子	0.2

表15-1

5)将上述全配方料双螺杆挤出机中挤出薄膜，加料段温度在200～220℃，熔融段温度在240～260℃，计量段温度在270～280℃，机头温度在265℃左右，所得薄膜厚度为760μm，光学性能测试结果如表15-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		91.36	4.569

表15-2

实施例16

1)将氧化锌的正己烷粗分散体系经离心分离、洗涤后分散到甲苯溶液中，经超声分散制成浓度为5wt％的氧化锌纳米粒子甲苯分散液，分散液中氧化锌纳米粒子呈圆球形，粒径为10～20nm；

2)分别按表16-1的比例量取甲苯溶液、聚合物PU、和氧化锌甲苯分散液，磁力搅拌混合均匀，得到制膜原液；

ZnO在甲苯中浓度(g/ml)	PU在甲苯中浓度(g/ml)	ZnO/(PU+ZnO)(wt％)
			0.004	0.1	4

表16-1

3)选用石英基片提拉成膜：先将石英基片用酒精进行预处理，随后将石英基片固定在提拉膜机的夹片上，将石英基片浸泡在制膜原液中，提拉成膜，提拉速度为4mm/min，所得薄膜厚度为300nm，光学性能测试结果如表16-2。

可见光透过率(％)(550nm)	紫外光屏蔽率(％)(350nm)
		88.69	3.698

表16-2

Claims (10)

1、一种高透明紫外阻隔节能膜，其特征在于，所述膜中的各组分及其含量百分比为：有机高分子50～99.8wt％、金属氧化物纳米粒子0.2～50wt％和高分子助剂0～39.9wt％；其中，所述的有机高分子选自聚乙烯醇缩丁醛PVB、聚乙烯吡咯烷酮PVP、聚丙烯酸酯类聚合物、聚苯乙烯PS、聚碳酸酯PC、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或聚氨基甲酸酯PU中的一种，或其中任意两种或两种以上的共聚物；所述的金属氧化物纳米粒子选自氧化锌ZnO、氧化铟锡ITO或二氧化硅SiO₂纳米粒子中的一种或多种；所述的高分子助剂选自邻苯二甲酸二辛酯DOP、癸二酸二辛酯DOS、癸二酸二丁酯DBS、三甘醇二-2-乙基己酸酯3G8或固化剂中的一种。

2、根据权利要求1所述的节能膜，其特征在于，所述的节能膜厚度为100纳米～1厘米。

3、根据权利要求2所述的节能膜，其特征在于，所述的节能膜的厚度为100纳米～300微米。

4、权利要求1或2或3所述的一种高透明紫外阻隔节能膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将金属氧化物纳米粒子分散在分散介质中，经搅拌、超声分散得到金属氧化物纳米粒子分散液；

2)在步骤1)中制备的金属氧化物纳米粒子分散液中加入有机高分子，充分搅拌、混合均匀后，得到制膜原液，制膜原液中有机高分子在分散介质中的浓度为4～20wt％，有机高分子和金属氧化物纳米粒子的质量比为99～1∶1；

3)将步骤2)中得到的制膜原液在惰性基片上制备高透明紫外阻隔节能膜。

5、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的分散介质选自去离子水、乙醇、甲苯、丁酮、乙酸乙酯、苯酚、环乙酮、四氢呋喃或卤代烷烃中的一种或两种。

6、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述的惰性基片选自玻璃基片或透明高分子膜基片。

7、根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的自玻璃基片为石英玻璃基片；所述的透明高分子膜基片为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚碳酸酯PC、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC或聚苯乙烯PS基片。

8、权利要求1或2或3所述的一种高透明紫外阻隔节能膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将金属氧化物纳米粒子分散在分散介质中，经搅拌、超声分散得到金属氧化物纳米粒子分散液；

2)在步骤1)中制备的金属氧化物纳米粒子分散液中加入有机高分子，充分搅拌、混合后得待干燥溶液体系，待干燥溶液体系中，有机高分子在分散介质中的浓度为0.5～20wt％，干燥后得到母料，母料中有机高分子的百分含量为30～90wt％、金属氧化物纳米粒子的百分含量为10～70wt％；

3)在步骤2)中制得的母料中加入有机高分子和高分子助剂，在搅拌机中充分均匀混合，制得全配方料，全配方料中有机高分子占70～99.8wt％、金属氧化物纳米粒子占0.2～10wt％，高分子助剂占0～28.8wt％；

4)将步骤3)中得到的全配方料制备高透明紫外阻隔节能膜。

9、根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的分散介质选自去离子水、乙醇、甲苯、丁酮、乙酸乙酯、苯酚、环乙酮、四氢呋喃或卤代烷烃中的一种或两种。

10、一种高透明紫外阻隔节能膜的应用，其特征在于，所述的节能膜作为建筑用玻璃贴膜，汽车和飞机用玻璃贴膜或防爆膜中的功能膜，应用于建筑、交通、航天领域。

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