CN103641334B - 一种隔热塑料膜及生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种隔热塑料膜及生产方法，所述的隔热塑料膜由掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜和沉积在薄膜表面的纳米二氧化锡晶态隔热层组成。生产方法包括：配制用于沉积隔热层的前驱体溶液，制适于二氧化锡晶体沉积的掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜，将掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜浸入前驱体水溶液中进行薄膜表面二氧化锡晶态沉积，之后得纳米氧化锡有机隔热薄膜。本发明的积极效果是：提供一种既可以贴到玻璃表面，也可以以帘的形式悬挂在门、窗口处的室内外间的隔热的塑料膜。膜上的纳米氧化锡沉积层均匀、隔热效果好，塑料膜质地柔软、强度高，能满足在玻璃表面粘贴的工艺要求和单独悬挂的使用状态要求。与在玻璃表面喷溅隔热层相比，生产工艺易于控制，制造成本低。

Description

一种隔热塑料膜及生产方法
技术领域
本发明涉及一种新型建筑材料，具体涉及贴在门、窗玻璃上作为隔热层或悬挂在门窗口处作为隔热帘的表面沉积有二氧化锡晶态隔热层的塑料薄膜。
背景技术
为降低炎热季节日光中的红外线透过门、窗玻璃对室内过度升温，减少人为降温的能耗，同时也为在寒冷季节减少室内热量透过门、窗玻璃散失，使用涂覆功能氧化锡隔热涂料的平板玻璃作为门窗玻璃是目前较多采用的措施。如中国专利CN103102083A、CN1544692A给出了不同的以平板玻璃为载体的隔热膜的膜材料及在玻璃基底上成膜方法。现有的将涂料喷涂于玻璃表面或对玻璃表面进行处理后喷溅氧化锡纳米涂层的方法；氧化锡纳米颗粒在喷涂过程中会发生团聚，使其在玻璃板表面的分散性受到较严重的影响，成膜质量差，隔热性能受到制约。此外，在门、窗玻璃上形成永久性隔热膜，在需要阻止强光过于升高室温时固然有如人所愿的作用，但在需要利于阳光提升室温的季节或时段，隔热膜的存在反而又成了障碍。有顾此失彼的不足。再就是现阶段在玻璃板上直接喷溅氧化锡涂层仍需较高的成本，这在一定程度上影响着隔热膜技术的推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种隔热塑料膜，用于贴在门、窗玻璃上作为隔热层或悬挂在门窗口处作为隔热帘，克服现有技术在平板玻璃表面喷溅隔热膜(层)存在的上述缺点。
本发明的另一个目的是给出一种隔热塑料膜的生产方法，使所述的隔热塑料膜得以工业化生产。
本发明的隔热塑料膜由掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜和沉积在薄膜表面的纳米二氧化锡晶态隔热层组成。
本发明隔热塑料膜的生产方法包括以下步骤：
1、制备前驱体溶液
配制2mM～10mM四氯化锡和0.1M～0.4M盐酸的水溶液；
2、制适于二氧化锡晶体沉积的掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜
(1)取甲基丙稀酸甲酯34.5～90重量份、丙烯酸丁酯10～35.5重量份、甲基丙稀酸15～30重量份、偶氮二异丁腈0.1～0.3重量份；
(2)将步骤2-(1)所取全部材料加入搅拌机搅拌均匀；
（3）将经步骤2-（2）搅拌后的材料注入薄膜型模， 90℃条件下进行成膜反应，用常规检测方法检测转化率，当转化率达30%～40%时，反应温度降至35℃～45℃，再低温反应2-24h，脱模，得掺酸的聚甲基丙烯酸酯薄膜；
3、将步骤2制得的掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜浸入步骤1制得的前驱体水溶液中，控制沉积温度40℃～80℃，持续6～18小时，从沉积液中取出薄膜，洗涤、干燥得隔热塑料膜。
本发明是基于：
高酸低盐的氧化锡溶液有利于氧化锡的缓慢异相沉积。掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜中的羧基含量和析晶温度对氧化锡的析晶有很大的影响，酸含量高的薄膜所析晶得到的纳米氧化锡涂层含量越多且越均匀；而析晶温度越高的对氧化锡的异相沉积有促进作用。制备的聚甲基丙烯酸甲酯加入适量丙烯酸丁酯可以调节涂膜的性能，使涂膜变得更软，提高了使用性能。
本发明的积极效果是：提供一种既可以贴到作为门、窗或幕墙用的玻璃表面，也可以根据季节、时段的需要以帘的形式悬挂在门、窗口处，用于室内、室外间的隔热的塑料膜。该塑料膜上的纳米氧化锡沉积层均匀性好，可见光透射率高（达到90%以上）对室内亮度无可感知的改变。对影响温升的红外光有显著的阻挡效果。除此之外，所得到的隔热塑料膜质地柔软、平整、强度高，能满足在玻璃表面粘贴的工艺要求和单独悬挂的使用状态要求。同时，本发明所得隔热塑料膜与直接在玻璃表面喷溅隔热层相比，生产工艺易于控制，制造成本低，有利于推广使用。
附图说明
图1为液相沉积氧化锡粉末的XRD图。
图2 为有机膜电镜形貌图。
图3为有机膜上沉积氧化物的电镜能谱图。
图4 涂膜透光性能曲线图。
图5 涂膜隔热性能曲线图。
具体实施方式
实施例1:
1、制备前驱体溶液：
配制2 mM四氯化锡和0.4 M盐酸的水溶液；
2、制适于二氧化锡晶体沉积的掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜：
（1）取甲基丙稀酸甲酯34.5重量份、丙烯酸丁酯35.5重量份、甲基丙稀酸30重量份、偶氮二异丁腈0.1重量份；
（2）将步骤2-（1）所取全部材料加入搅拌机搅拌均匀；
（3）将经步骤2-（2）搅拌后的材料注入薄膜型模， 90℃条件下进行成膜反应，用常规检测方法检测转化率，当转化率达40%时，反应温度降至35℃℃，再低温反应24小时，脱模，得掺酸的聚甲基丙烯酸酯薄膜；
3、将步骤2制得的掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜浸入步骤1制得的前驱体水溶液中，控制沉积温度40℃℃，持续18小时，从沉积液中取出薄膜，洗涤、干燥得表面沉积纳米二氧化锡隔热层的隔热塑料膜。
实施例2
1、制备前驱体溶液：
配制10 mM四氯化锡和0.1 M盐酸的水溶液；
2、制适于二氧化锡晶体沉积的掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜：
（1）取甲基丙稀酸甲酯90重量份、丙烯酸丁酯10重量份、偶氮二异丁腈0.3重量份；
（2）将步骤2-（1）所取全部材料加入搅拌机搅拌均匀；
（3）将经步骤2-（2）搅拌后的材料注入薄膜型模， 90℃条件下进行成膜反应，用常规检测方法检测转化率，当转化率达30%时，反应温度降至45℃，再低温反应2小时，脱模，得掺酸的聚甲基丙烯酸酯薄膜；
3、将步骤2制得的掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜浸入步骤1制得的前驱体水溶液中，控制沉积温度80℃，持续6小时，从沉积液中取出薄膜，洗涤、干燥得表面沉积纳米二氧化锡隔热层的隔热塑料膜。
实施例3
1、制备前驱体溶液；
配制6 mM四氯化锡和0.25 M盐酸的水溶液；
2、制适于二氧化锡晶体沉积的掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜；
（1）取甲基丙稀酸甲酯65重量份、丙烯酸丁酯20重量份、甲基丙稀酸15重量份、偶氮二异丁腈0.2重量份；
（2）将步骤2-（1）所取全部材料加入搅拌机搅拌均匀；
（3）将经步骤2-（2）搅拌后的材料注入薄膜型模， 90℃条件下进行成膜反应，用体积检测方法检测转化率，当转化率达35%～40%时，反应温度降至40℃，再低温反应12小时，脱模，得掺酸的聚甲基丙烯酸酯薄膜；
3、将步骤2制得的掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜浸入步骤1制得的前驱体水溶液中，控制沉积温度60℃，持续12小时，从沉积液中取出薄膜，洗涤、干燥得表面沉积纳米二氧化锡隔热层的隔热塑薄膜。
本发明隔热塑料膜的效果验证。
1、沉积氧化锡粉末的XRD分析。
参阅图1，对SnCl4与盐酸在80℃下所产生的微黄色沉淀进行洗涤、过滤、干燥，制XRD图，图中，在26o左右有明显尖锐的吸收峰，此吸收峰为氧化锡晶体吸收峰，可证明所得的沉淀确实为氧化锡晶体。那么，可以证明通过液相沉积在掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜上可以析出氧化锡纳米涂层。
2、成膜形貌分析。
参阅图2，选取甲基丙烯酸含量为30%的聚甲基丙烯酸酯有机薄膜放入到0.04mM/0.2M的氯化锡盐酸溶液中，通过控制温度及时间，在掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜上析晶，取出用蒸馏水冲洗干净并烘干，选取一小块之后作电镜分析，如图2所示。可以看出聚甲基丙烯酸酯薄膜的上析出氧化锡涂层。
3、有机膜上沉积物认定。
参阅图3，对薄膜涂层区域进行扫射制电镜能谱图，从中可以看出有机膜表面的具有一定Sn元素，再次证明有机膜上具有氧化锡物质。
4 、隔热塑料膜的透光性能。
参阅图4，选取甲基丙稀酸甲酯34.5%、丙烯酸丁酯35.4%、甲基丙稀酸30%，加入单体偶氮二异丁腈0.1%，制得掺酸的聚甲基丙烯酸酯薄膜；之后将聚甲基丙烯酸酯薄膜放入沉积液中得隔热塑料膜，进行可见分光光度计测定不同光波波长下透光率，绘图得图4。从图4得出，本发明的隔热膜透过率在88%～95%之间，透过率较高。
5隔热塑料膜的隔热性能。
参阅图5，采用自制的隔热效果测试装置来测定所制得的透明涂膜的隔热效果。照明光源采用1000w碘钨灯（因为碘钨灯的光谱能量分布与太阳光谱能量最为接近）。用普通玻璃板和附着本发明隔热塑料膜的玻璃板作为隔离物，在温度采集平面上记录温度，绘图得图5.其中1号曲线为以普通玻璃隔离所得的温度曲线，2号曲线为附有30%酸含量塑料膜玻璃板隔离所得温度曲线。从图中可以看出玻璃片（图中1号曲线）的隔热性能比较差，温度上升比较快，；30%酸含量的涂膜（图中2号曲线）对温度有比较明显的阻隔，可以看到当时间到达30min时，二者温差达到了10℃。

Claims (1)

1.一种隔热塑料膜的生产方法，包括以下步骤：
(1)制备前驱体溶液
配制2mM～10mM四氯化锡和0.1M～0.4M盐酸的水溶液；
(2)制适于二氧化锡晶体沉积的掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜
①取甲基丙稀酸甲酯34.5～90重量份、丙烯酸丁酯10～35.5重量份、甲基丙稀酸15～30重量份、偶氮二异丁腈0.1～0.3重量份；
②将步骤(2)-①所取全部材料加入搅拌机搅拌均匀；
③将经步骤(2)-②搅拌后的材料注入薄膜型模，90℃条件下进行成膜反应，用常规检测方法检测转化率，当转化率达30％～40％时，反应温度降至35℃～45℃，再低温反应2-24h，脱模，得掺酸的聚甲基丙烯酸酯薄膜；
(3)将步骤(2)制得的掺酸聚甲基丙烯酸酯薄膜浸入步骤(1)制得的前驱体水溶液中，控制沉积温度40℃～80℃，持续6～18小时，从沉积液中取出薄膜，洗涤、干燥得隔热塑料膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5502156A (en) * 1994-07-28 1996-03-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Electrically conducting polyimide film containing tin complexes
CN1951985A (zh) * 2006-10-20 2007-04-25 南京工业大学 一种透明隔热膜及制备方法
CN103171221A (zh) * 2013-02-25 2013-06-26 杭州西码新材料有限公司 基于金属氧化物可调光透过阻隔的稳定透明隔热膜

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