CN103113723B

CN103113723B - 高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法

Info

Publication number: CN103113723B
Application number: CN201310058371.0A
Authority: CN
Inventors: 潘浦敦; 谢党; 丁立新
Original assignee: Hangzhou Todaytec Corp
Current assignee: Hangzhou Todaytec Corp
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2033-02-25
Also published as: CN103113723A

Abstract

本发明涉及一种高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法，有机溶液的制备、有机高分子树脂的制备、红外吸收剂制备、涂布制膜复合处理的步骤的特殊设计和相关参数的特殊优化得到的，克服了现有技术中存在的双层工艺复杂、原料相溶性差、成本高、贴膜寿命短，透光率较差，隔热性差、易退色以及压敏性能差等技术难题，实现了节约工序，降低成本、其获得的产品有较高的透光率、较高的隔热率、较高的红外阻隔率、应用面广，高压敏性能以及节能的良好技术效果。

Description

高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法

技术领域

本发明涉及透明胶膜技术领域，尤其涉及一种节能透明膜的制备工艺，更具体的说涉及一种高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法。

背景技术

通常人们所见到的汽车上的车窗、屋里的窗户基本都是透明的，但也有许多是有图案和颜色的。一般人们所见到的有颜色的车窗和窗户，是因为上面覆了一层有色的隔热膜，在光线耀眼的时候或天气炎热的时候以阻挡车窗外和窗户外射进的光线或热量。

现有的一种有色隔热膜，通常是在金属镀层上镀一层颜色基层，以阻挡外部的紫外线。然而这种隔热膜的金属镀层多为表面镀金属的塑料材料构成，防火性能有些欠佳，直接曝露于空气中和日光中时，金属镀层容易被氧化，使用寿命就显得不够长。另外在此基础上镀一层颜色基层，一般容易使上面的颜色掉落，使得整体不够美观。

一般隔热膜大多应用于汽车及建筑两大类，其作用在于阻绝室外的紫外线及红外线，不仅可避免此类有害人体或有可能损坏家具或装潢的光线进入室内，同时更可减少阳光所产生的热量，以降低室内温度，进而可相应地节约能源。

目前市售隔热膜能阻绝99％以上的紫外线以及35％至97％的红外线，其制造过程一般采用多层光学薄膜镀膜技术，其制成的产品的薄膜层数少则为数十层多则达上百层，不仅制造过程复杂、成本高，其中更因含有单层或多层的金属层，故在隔热膜阻绝紫外线及红外线的同时，亦会造成可见光的穿透率剩下20％至70％不等，致使大部分的可见光的遮蔽形成无法避免的负面效果。

倘若将该种隔热膜应用于建筑，上述的负面效果即会影响室内的采光照明效果，同时使得贴附有隔热膜片的窗户等物件的内面具有高反射率，进而使光线在窗户等物件的内面产生内反光现象。此内反光现象会让室内的人员无法看清楚窗外的景象，亦即，影响室内的人员的视觉效果。而若将该种隔热膜片应用于汽车时，此内反光现象则会影响驾驶的视觉效果，致使驾驶无法看清楚后视镜上的影像，相对地，则易造成交通意外。

从市场需求来讲，在石油价格高涨引发能源危机后，建筑节能普遍被列为国家的大政方针，我国建筑节能的目标是在通用设计标准能耗基础上节能50％，并要求从2005年起新建采暖居住建筑在此基础上再节能30％。为了达到上述目标，我国陆续出现了多种建筑节能保温系统，主要有外墙外保温、外墙内保温和夹心保温三种类型。常用的保温材料主要有胶粉聚苯颗粒保温材料、聚苯乙烯泡沫塑料板、保温隔热砂浆、保温隔热瓷砖、膨胀珍珠岩绝热制品、挤塑聚苯乙烯保温隔热板、以玻化微珠为轻质骨料的墙体保温干混砂浆、发泡聚氨酯、岩棉保温板等等，这些保温材料性能较为单一，由于不同时具备阻隔热传导、阻止热对流和防止热辐射的功能，且具有容易吸湿的缺陷，因此不能达到满意的节能效果。另一方面，这些保温材料由于均具有多孔性，因此体积较大，制作的保温系统厚度常常在5厘米以上，过多占用了建筑的使用空间。再者，保温层与建筑物基体之间、保温层与装饰面层之间均存在空隙，采用粘结、浇筑、机械压制等方法连接后，很容易发生冻融、脱落的问题，不仅影响了施工质量，还容易造成安全隐患。

另一视角，现有的建筑隔热膜包括塑料膜、聚酯膜、反射膜、透明隔热膜、磁控溅射膜、低辐射膜、PC板(有机玻璃)专用膜和金属化膜，所有这些膜均依附于玻璃表面，用于防止能量从门窗玻璃流失，并不能防止能量通过建筑物基体散发。

一、隔热贴膜在国外发展情况

隔热贴膜在国外应用比较广泛，时间也比较长久，具体来说，可分下面几个发展阶段：

第一代隔热膜主要是在涤纶薄膜上涂以加有染料的压敏胶组成，此类贴膜价廉，但性能较差，易退色，寿命较短。

第二代隔热贴膜是在涤纶薄膜上蒸镀铝，然后再在另一涤纶薄膜上涂上复合胶，再与其复合，从而将镀层保护起来，最后涂耐刮擦胶及安装胶。此类贴膜价廉，但寿命亦不长，仅3-5年，反光较强，一般仅用于汽车后档玻璃，也用于建筑隔热贴膜。

第三代隔热贴膜是采用磁控溅射的方法将镍、银、金、钛等金属或其氧化物溅射在涤纶薄膜上，最后制成隔热贴膜。此类贴膜寿命长，透光率高，隔热性好，大量应用汽车贴膜中，在建筑贴膜的应用上也愈来愈广泛。

第四代隔热贴膜是采用透明隔热涂料利用涂布的方法直接涂于涤纶薄膜，最后制成隔热贴膜，此类隔热涂料国外仅有少数国家在进行研制，例如韩国等，但作为工业产品还未见报导。该类方法的特点是脱离了目前市场上昂贵的磁控溅射技术设备，而此类贴膜同样具有较高的透光率和较高的隔热率，以及较高的紫外阻隔率。

隔热贴膜在国外应用非常广泛，主要为二个领域，一是汽车领域，一是建筑领域。一股的汽车都要进行贴膜，但由于市场上绝大多数的汽车贴膜其透光率较低，因此在某些发达国家又出现了禁止贴膜的声音，于是生产商就把汽车贴膜扩大到建筑领域，目前作为建筑隔热防爆膜的应用在美国其普及率已达90%，在澳大利亚、新西兰等也达到75%以上，可见其市场前景的广阔。

二、隔热贴膜在国内的发展情况

目前隔热贴膜在国内主要的应用领域为汽车，俗称汽车贴膜，特别对小车来说，基本上都进行贴膜，而且主要的场所都在4S专卖店内。

对于建筑贴膜及其它方面的应用则属刚起步阶段，例如门窗玻璃贴膜，目前国内建筑对其玻璃窗的要求是采用双层玻璃，要求高的则采用低辐射玻璃，（在玻璃上直接溅射金属镀层），如果采用单层玻璃，则可在上面进行贴膜以达到所要求的目的。国内贴膜公司非常多，一般都可以到现场进行贴膜，而把贴膜玻璃作为一种商品出售，还未见报导，镀膜玻璃（低辐射玻璃）则有商品出售。

总的来说国内建筑玻璃贴膜仅处于开始阶段。

国内隔热贴膜的生产厂家亦非常少，基本上都是国外贴膜的市场，很少有生产性的真空磁控溅射设备进口的报导，只有少数厂家直接进口已经处理好的溅射膜，然后进一步涂胶加工成贴膜出售。而作为以透明隔热涂料为主的贴膜生产厂家亦未见有报导，目前仅处于实验室研究中。

外界环境对建筑室内热环境的影响主要通过热辐射、热对流和热传导。夏季室外热环境对室内的影响约93%来自于热辐射，约7%来自于热传导和热对流。冬季室内热量的流失其中约50%-75%通过热辐射，45%来通过热对流，约5%来通过热传导。目前所采用的外墙外保温主要针对阻隔热传导，而没有针对于阻隔热辐射的措施。传统的建筑物的节能装饰系统，包括保温隔热层和装饰面层，其缺陷是各层之间的结合和与墙体结合的牢固性差，在冻融后易脱落；整体厚度大约为80-150毫米，占用空间较大；具有的缺陷，在节约建筑物能耗方面也需要进一步探索研究。

因此，如何提供一种能够解决上述现有技术的问题的高性能结构光学隔热膜，实为此领域中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的提供一种高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法，依次通过有机溶液的制备、有机高分子树脂的制备、红外吸收剂制备、涂布制膜复合处理的步骤的特殊设计和相关参数的特殊优化得到的，克服了现有技术中存在的双层工艺复杂、不同有机原料相溶性差、成本高、贴膜寿命短，透光率较差，隔热性差、易退色以及压敏性能差等技术难题，实现了节约工序，降低成本、其获得的产品有较高的透光率、较高的隔热率、较高的红外阻隔率、应用面广，高压敏性能以及节能的良好技术效果。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法，所述高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法依次包括如下精制步骤：所述有机溶液的制备、有机高分子树脂的制备、红外吸收剂制备、涂布制膜复合处理；其特征在于，

所述有机溶液的制备：将硬脂酸、聚乙二醇、丙烯酸乙酯、聚氨酯和乙醇按照重量比为2：2：1：2：7的比例加入内置有搅拌辊的恒温密封反应釜中，保持74～77℃温度下均匀搅拌混合22～25分钟，然后冷却至32～36℃保持65～67分钟后得第一混合溶液，再加入重量为上述第一混合溶液0.04～0.07％的催化剂，其中所述催化剂是氯化亚锡；再用超声均匀搅拌35分钟后，获得均匀分散的第二混合溶液；然后将重量为上述第二混合溶液5～7％的纳米氧化锡锑粉，在温度为57～62℃条件下，超声搅拌112～117分钟均匀预分散于上述第二混合溶液中；再采用高速搅拌进行混合均匀形成第三混合溶液；

所述有机高分子树脂的制备：将对苯二甲酸二甲酯、乙二醇、聚乙二醇、间苯二甲酸、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚有机硅氧烷按照重量比为1：2：1：2：1：1加入高温高真空密封反应皿中进行预缩聚、第一、第二和第三缩聚反应，其中，预缩聚反应先在常压下进行，反应温度为167～173℃，反应时间为15min，然后进行第一缩聚反应，其中，第一缩聚反应将反应皿减压到低真空段，真空度为0.95～0.97kPa，反应温度为220～225℃，反应时间为165～178min；再进行第二缩聚反应，其中，第二缩聚反应将反应皿减压到较高真空段，真空度为0.35～0.47kPa，反应温度为238～242℃，反应时间为185～192min；再进行第三缩聚反应，其中，第三缩聚反应将反应皿减压到高真空段，真空度为0.09～0.095kPa，反应温度为278～282℃，反应时间为85～92min；第三缩聚反应后得到的改性树脂的特性粘度控制为1.15～1.35dl/g；

所述红外吸收剂制备：将氯化铜酞菁、酞菁蓝有色颜料、红外光吸收剂、水性成膜剂、粘度调节剂、聚氨酯、聚乙二醇按照重量比为5：5：3：2：1：1：6进行充分混合搅拌，然后将上述充分混合搅拌后的混合物与上述改性树脂加入上述第三混合溶液进行超声搅拌75分钟后，获得均匀分散的涂布胶液；其中，所述充分混合搅拌后的混合物、上述改性树脂、上述第三混合溶液的重量比为1：7：21；

所述涂布制膜复合处理：将PET树脂加入一定配比的聚氨酯和对苯二甲酸二甲酯均匀搅拌后，均匀加入上述均匀分散的涂布胶液，经高温均匀搅拌、密炼、挤出机挤出和四辊机挤压后得到压延成的高红外阻隔率的节能透明膜冷却收卷后即得；其中，上述高温均匀搅拌温度143℃~147℃，密炼温度203℃~206℃，挤出机温度160℃~175℃，挤出机螺杆转速33~36转／分钟，四辊机温度162℃~164℃，收卷速度16~19米/分钟；各组份投料投料重量份配比如下：PET树脂17～19份、聚氨酯1～3份、对苯二甲酸二甲酯1～3份和上述均匀分散的涂布胶液6～9份。

作为优选的技术方案：

其中，预缩聚反应先在常压下进行，反应温度为169℃，反应时间为15min，然后进行第一缩聚反应，其中，第一缩聚反应将反应皿减压到低真空段，真空度为0.965kPa，反应温度为223℃，反应时间为167min；再进行第二缩聚反应，其中，第二缩聚反应将反应皿减压到较高真空段，真空度为0.37kPa，反应温度为239℃，反应时间为188min；再进行第三缩聚反应，其中，第三缩聚反应将反应皿减压到高真空段，真空度为0.093kPa，反应温度为279℃，反应时间为87min；第三缩聚反应后得到的改性树脂的特性粘度控制为1.28dl/g。

其中，上述高温均匀搅拌温度145℃，密炼温度205℃，挤出机温度168℃，挤出机螺杆转速35转／分钟，四辊机温度163℃，收卷速度17米/分钟；各组份投料重量份配比如下：PET树脂18份、聚氨酯2份、对苯二甲酸二甲酯2份和上述均匀分散的涂布胶液6.8份。

有益效果：

本发明方法高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法中的原料相溶性优良、能耗小，不需要额外加热、也不需要另外附加恒保温炉，实现了低碳、环保；同时本发明利用了在玻璃生产过程中其玻璃表面的清洁性与活性，使得节能透明膜对玻璃的附着效果好，还节省了一层界面剂；本发明高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法，这在生产线的最宽容工艺(序)段，浮法玻璃生产线、玻璃容器生产线、玻璃型材等生产线均可采用、容易整合，适用性广。同时，本发明中采用的高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法提升了节能透明膜对可见光的透过率，使得节能透明膜的透光率高达90％；节能透明膜达到了高红外反射率与屏蔽率，其对红外线的反射率高达85％，节能透明膜高红外反射率具有高隔热效果；节能透明膜高红外屏蔽率使得红外夜视仪不能透视该涂膜玻璃，保护室内隐私；此外，该节能透明膜具有较低的传热系数，其传热量低于太阳光能量的29％。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1：

一种高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法，所述高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法依次包括如下精制步骤：所述有机溶液的制备、有机高分子树脂的制备、红外吸收剂制备、涂布制膜复合处理；其特征在于，

实施例2：

所述有机高分子树脂的制备：将对苯二甲酸二甲酯、乙二醇、聚乙二醇、间苯二甲酸、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚有机硅氧烷按照重量比为1：2：1：2：1：1加入高温高真空密封反应皿中进行预缩聚、第一、第二和第三缩聚反应，其中，预缩聚反应先在常压下进行，反应温度为169℃，反应时间为15min，然后进行第一缩聚反应，其中，第一缩聚反应将反应皿减压到低真空段，真空度为0.965kPa，反应温度为223℃，反应时间为167min；再进行第二缩聚反应，其中，第二缩聚反应将反应皿减压到较高真空段，真空度为0.37kPa，反应温度为239℃，反应时间为188min；再进行第三缩聚反应，其中，第三缩聚反应将反应皿减压到高真空段，真空度为0.093kPa，反应温度为279℃，反应时间为87min；第三缩聚反应后得到的改性树脂的特性粘度控制为1.28dl/g。

实施例3：

所述涂布制膜复合处理：将PET树脂加入一定配比的聚氨酯和对苯二甲酸二甲酯均匀搅拌后，均匀加入上述均匀分散的涂布胶液，经高温均匀搅拌、密炼、挤出机挤出和四辊机挤压后得到压延成的高红外阻隔率的节能透明膜冷却收卷后即得；其中，上述高温均匀搅拌温度145℃，密炼温度205℃，挤出机温度168℃，挤出机螺杆转速35转／分钟，四辊机温度163℃，收卷速度17米/分钟；各组份投料重量份配比如下：PET树脂18份、聚氨酯2份、对苯二甲酸二甲酯2份和上述均匀分散的涂布胶液6.8份。

本发明并不局限于上述特定实施例，在不背离本发明精神及其实质情况下，本领域的普通技术人员可根据本发明作出各种相应改变和变形。这些相应改变和变形都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法，所述高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法依次包括如下精制步骤：有机溶液的制备、有机高分子树脂的制备、红外吸收剂制备、涂布制膜复合处理；其特征在于，

所述涂布制膜复合处理：将PET树脂加入一定配比的聚氨酯和对苯二甲酸二甲酯均匀搅拌后，均匀加入上述均匀分散的涂布胶液，经高温均匀搅拌、密炼、挤出机挤出和四辊机挤压后得到压延成的高红外阻隔率的节能透明膜冷却收卷后即得；其中，上述高温均匀搅拌温度143℃～147℃，密炼温度203℃～206℃，挤出机温度160℃～175℃，挤出机螺杆转速33～36转/分钟，四辊机温度162℃～164℃，收卷速度16～19米/分钟；各组份投料重量份配比如下：PET树脂17～19份、聚氨酯1～3份、对苯二甲酸二甲酯1～3份和上述均匀分散的涂布胶液6～9份。

2.根据权利要求1所述的高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法，其特征在于：其中，预缩聚反应先在常压下进行，反应温度为169℃，反应时间为15min，然后进行第一缩聚反应，其中，第一缩聚反应将反应皿减压到低真空段，真空度为0.965kPa，反应温度为223℃，反应时间为167min；再进行第二缩聚反应，其中，第二缩聚反应将反应皿减压到较高真空段，真空度为0.37kPa，反应温度为239℃，反应时间为188min；再进行第三缩聚反应，其中，第三缩聚反应将反应皿减压到高真空段，真空度为0.093kPa，反应温度为279℃，反应时间为87min；第三缩聚反应后得到的改性树脂的特性粘度控制为1.28dl/g。

3.根据权利要求1或2或3所述的高红外阻隔率的节能透明膜的精制方法，其特征在于：其中，上述高温均匀搅拌温度145℃，密炼温度205℃，挤出机温度168℃，挤出机螺杆转速35转/分钟，四辊机温度163℃，收卷速度17米/分钟；各组份投料重量份配比如下：PET树脂18份、聚氨酯2份、对苯二甲酸二甲酯2份和上述均匀分散的涂布胶液6.8份。