CN104059554B - 温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜及其制备方法，其中该中间膜包括PVB膜，所述PVB膜为两面，一面为粗糙面，一面为光滑面；在所述光滑面上设有温度感应变色层；在所述温度感应变色层上设有PVB层。其制备包括：混炼塑化挤出成型，得到PVB片材；所述PVB片材经过对压冷却，得到PVB膜；其中对压时，一面使用光面辊，另一面使用花纹辊；在所述PVB膜的光滑面上涂覆温度感应变色浆料，烘干，得到温度感应变色层；在所述温度感应变色层上复合PVB层，即得。本发明的中间膜，低温时透光率高，雾度低，变色前后透光率差异大节能效果明显。

Description

温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚乙烯醇缩丁醛技术领域，特别是指一种温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜及其制备方法。
背景技术
玻璃通透明亮，能够营造出优美的视觉效果，使建筑具有豪华、美观、自重轻，采光好等优点，受到建筑师的青睐，特别是在公用建筑上应用普遍。但是玻璃与其他围护结构比，热工性能最差，是建筑保温隔热的薄弱环节。普通单层玻璃窗的空调能耗，要占到建筑冬季采暖或夏季降温能耗的50％以上。
聚乙烯醇缩丁醛树脂在透明性、成膜性、耐寒性、抗冲击性、抗紫外线以及与玻璃、陶瓷等的粘结性方面具有优越性能。聚乙烯醇缩丁醛中间膜是一种表面带有纹路的柔软的薄膜，是制备夹层安全玻璃的必备材料，随着汽车行业、建筑业、光伏产业的发展，夹层安全玻璃的用量越来越大。普通的夹层玻璃虽然有一定的隔热能力，但是效果不明显，目前主要采用中空夹胶或LOW-E夹胶的方式，但是这个方式成本高应用受到限制。
冬季我们希望把温暖的阳光引入室内，夏季我们希望把毒辣的太阳挡在窗外。如果能够开发一种温度感应变色PVB中间膜，在低温时能够呈现透明状态，太阳光可以投射过来，高温着色，挡住一部分太阳光，就可以显著地降低玻璃窗的能耗，提高建筑舒适度。
中国专利CN103214989A,一种智能调光PVB膜及智能调光PVB夹层玻璃的制备方法，公开了将含掺杂剂的二氧化钒纳米粉体分散液，分散到PVB树脂中通过涂覆或者挤出成型的方式获得具有智能调光性的PVB中间膜。不足在于含掺杂剂的二氧化钒纳米粉体分散在醇类、苯类、酯类、醚类溶剂中，并不能实现纳米级分散极容易团聚沉淀，导致制品色相不稳定，制品雾度高，并且引入的溶剂难以在后续成膜时处理掉，带来一些不利影响。
中国专利申请号201310485640热致变色PVB中间膜及其制备方法主要阐述了一种制备碳包覆纳米二氧化钒的制备方法，并将碳包覆纳米二氧化钒少量添加到PVB树脂中得到一种具有智能温度调节功能的PVB中间膜。该方法虽然得到了具有一定太阳光透过率调节功能的PVB，但是低温时透光率太低约50％，而且相变引起的差异较小，节能效果有待提高。
中国专利CN202865120U，一种具有遮阳功能的变色节能玻璃，含有热生色型感温变色材料的PVB中间膜制作成夹胶玻璃，具有变色节能作用。遗憾的是市场上并不能通过购买的方式获得含有热生色型感温变色材料的PVB中间膜，该专利也未提到该膜的制作方法。
发明内容
本发明提出一种温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜及其制备方法，解决了现有技术中低温透光率低、相变引起的差异小的技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜，包括PVB膜，其中，
所述PVB膜为两面，一面为粗糙面，一面为光滑面；
在所述光滑面上设有温度感应变色层；
在所述温度感应变色层上设有PVB层。
作为优选的技术方案，所述粗糙面为花纹面。
作为优选的技术方案，所述温度感应变色层的涂覆量为50-150g/m2。
作为优选的技术方案，所述PVB膜的厚度为0.3-1mm。
作为优选的技术方案，所述PVB层的厚度为0.3-1mm。
一种温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜的制备方法，包括：
混炼塑化挤出成型，得到PVB片材；
所述PVB片材经过对压冷却，得到PVB膜；其中对压时，一面使用光面辊，另一面使用花纹辊；
在所述PVB膜的光滑面上涂覆温度感应变色浆料，烘干，得到温度感应变色层；
在所述温度感应变色层上复合PVB层，即得温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜。
作为优选的技术方案，所述PVB片材经过对压冷却后，再经过镜面辊进行冷却定型。
作为优选的技术方案，所述冷却定型后表面温度在60℃以内。控制PVB膜表面温度目的是膜充分冷却定型，避免在后续的加工过程中膜片收缩导致变色层颜色不一致。
作为优选的技术方案，所述光面辊的辊面直径为300mm-500mm，辊面温度为30-45℃。辊面选择过小会导致在对压过程中变形和控制辊面温度困难，如果辊面选择过大则后期维护费用高，不易于操作。将辊面温度控制在30-45℃之间，可以避免辊面温度过低而引起的辊面结露，同时又能减少因辊面温度高造成的粘辊。
作为优选的技术方案，所述花纹辊的粗糙度Rz为20-30μm，辊面直径为300-500mm，辊面温度为40-60℃。花纹辊造价高，在保证辊强度的同时考虑辊面冷却效果，因此选择辊面直径为300-500mm之间。花纹辊的温度高于光面辊的温度，原因是辊面温度过低花纹成型，辊面温度过高又会导致膜片强度低，难以顺利从辊面上剥离。
作为优选的技术方案，所述镜面辊的直径大于500mm。镜面辊主要作冷却定型用，必须有足够的接触面和停留时间才能保证膜面温度控制在60℃以下。
作为优选的技术方案，所述温度感应变色浆料为变色液晶材料。
有益效果
(1)本发明制备得到了一面粗糙一面光滑的PVB膜，既保证了与玻璃接触面的排气性能，又能避免了直接涂覆在粗糙面的上导致颜色不均匀，变色后性能的不一致。
(2)本发明采用PVB层+层+PVB层的三层结构，保证了与玻璃的粘接力，并且能很好地保护变色层受到剪切力失效。采用上述结构可以避免温度感应变色层经历高温高剪切的塑料加工过程，温度感应变色层材料直接加入到PVB原料中通过挤出机成型的话，温度感应变色材料将和PVB原料一样经历高温剪切塑化过程，在这个过程中温度感应变色材料的微胶囊破坏，变色材料的变色环境不再存在，不再具有变色能力。
(3)本发明的温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜，低温时透光率高，雾度低，变色前后透光率差异大节能效果明显；其中应用热生色变色浆料可以实现变色温度在40℃～60℃，低温时为无色或浅色，高温时为深色，前后透光率变化大于20％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为挤出成型涂覆设备；
图2为挤出复合设备；
图中图标如下：
1-喂料器、2-计量喂料器、3-双螺杆挤出机、4-熔体过滤器、5-熔体泵、6-T型模具、7-光面辊、8-花纹辊、9-镜面辊、10-导辊、11-在线第一测厚系统、12-刮刀、13-浆料槽、14-凹版辊、15-压辊、16-烘箱、17-导辊、18-收卷系统、19-喂料器、20-计量喂料器、21-双螺杆挤出机、22-熔体过滤器、23-熔体泵、24-T型模具、25-放卷轴、26-展平辊、27-光面辊、28-花纹辊、29-镜面辊、30-导辊、31-第二测厚系统、32-收卷系统。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜，该中间膜的制备方法如下：
(一)混料：用搅拌机将聚乙烯醇缩丁醛树脂及助剂搅拌均匀。
(二)混炼塑化挤出成型：将步骤(一)得到的混合料用计量喂料器1加料到双螺杆挤出机3喂料口上，将增塑剂通过计量喂料器1注入到双螺杆挤出机3输液口上，材料塑化后经过熔体过滤器4去除杂质，熔体泵稳压后通过T型模具6挤出成型。其中挤出机加工温度在140℃到200℃，模具温度在160℃到200℃，步骤(一)得到的混合料与增塑剂的比例为2.5:1或4:1。
(三)压花冷却定型：将步骤(二)得到的高温PVB熔体，牵引到在心部通有冷冻水的胶辊和钢棍之间进行对压冷却，其中胶辊7为光面辊，钢辊8为花纹辊，得到一面光滑一面粗糙的PVB膜。经过镜面辊9进行后续冷却定型。其中胶辊7辊面直径在300mm到500mm之间，辊面温度控制在30℃到45℃之间。钢辊8的粗糙度Rz控制在20μm到30μm之间，直径在300mm到500mm之间，辊面温度控制在40℃到60℃之间。镜面辊9的直径大于500mm，PVB膜经过镜面辊9后，表面温度必须控制在60℃以下。
(四)在线测厚：膜片冷却定型后经过在线第一测厚系统11，根据测厚系统11的反馈调节模具螺栓，将膜片的厚度偏差控制在1.5％以下。
(五)凹版涂布：将浓度约为30％变色液晶材料(即热致变色浆料)储存在浆料槽13中，并使浆料液面到达凹版辊14约1/3的位置，凹版辊14转动时通过刮刀将其表面多余的浆料刮到到浆料槽13，压辊15将凹版孔里的浆料转移到PVB膜光面上。
(六)烘干卷取：在牵引17的牵引下，通过烘箱16将PVB膜表面浆料的溶剂去除，烘干后通过18卷取起来留待下道工序使用。
(七)挤出复合：将步骤(六)得到的卷膜安装在放卷轴25上，牵引致展平辊26上，其中涂覆面朝上。将其与通过挤出机的挤出的膜片辊压复合在一起。其装置与前述装置基本一致，只是不需要涂覆装置，新增加了放卷和展平部分，由于膜片厚度的增加加强了冷却定型。
(八)测厚分切卷取。通过第二测厚系统31控制其总厚度偏差在2％以内，分切到相应幅宽后卷取极为成品。
经检测成品变色前后透光率改变明显，应用不同的热致变色浆料变化温度不一样。应用热致色变色浆料可以实现变色温度在40℃～60℃，低温时为无色或浅色，高温时为深色，前后透光率变化大于20％。
上述方法制备得到的温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜，其结构为：
PVB膜+温度感应变色层+PVB层。
其中PVB膜为两面，一面为粗糙面，一面为光滑面；在光滑面上设有温度感应变色层；在温度感应变色层上设有PVB层。温度感应变色层的涂覆量可以在50-150g/m2内选择，该实施例中的涂覆量为80g/m2；PVB膜的厚度可以在0.3-1mm内选择，本实施例中选取厚度为0.76mm的PVB膜；PVB层的厚度可以在0.3-1mm内选择，本实施例中选取厚度为0.38mm的PVB膜。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜的制备方法，其特征在于，包括：混炼塑化挤出成型，得到PVB片材；
所述PVB片材经过对压冷却，得到PVB膜；其中对压时，一面使用光面辊，另一面使用花纹辊；
在所述PVB膜的光滑面上涂覆温度感应变色浆料，烘干，得到温度感应变色层；
在所述温度感应变色层上复合PVB层，即得温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜；
所述温度感应变色层的涂覆量为50-150g/m2，所述温度感应变色浆料为变色液晶材料。
2.根据权利要求1所述的一种温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜的制备方法，其特征在于，所述PVB片材经过对压冷却后，再经过镜面辊进行冷却定型。
3.根据权利要求2所述的一种温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜的制备方法，其特征在于，冷却定型后PVB膜表面温度在60℃以内。
4.根据权利要求2所述的一种温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜的制备方法，其特征在于，所述光面辊的辊面直径为300mm-500mm，辊面温度为30-45℃；所述花纹辊的粗糙度Rz为20-30μm，辊面直径为300-500mm，辊面温度为40-60℃；所述镜面辊的直径大于500mm。
5.权利要求1-4中任一项所述的制备方法制备得到的温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜。
6.根据权利要求5所述的温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜，其特征在于，所述PVB膜的厚度为0.3-1mm。
7.根据权利要求5所述的温度感应变色聚乙烯醇缩丁醛中间膜，其特征在于，所述PVB层的厚度0.3-1mm。
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