CN104354412A - 一种太阳能隔热膜及连续制备太阳能隔热膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能隔热膜及连续制备太阳能隔热膜的方法，采用真空镀膜技术在单面硬化的透明聚乙烯塑料薄膜基材上沉积隔热功能层，然后再利用高精度涂布工艺，将丙烯酸胶黏剂层、保护膜、紫外吸收剂、离型膜等复合在功能层上。紫外吸收剂：丙烯酸胶黏剂的质量比为0.01～0.05:95～100，隔热功能层是由多层真空沉积的透明氧化物或氮化物薄膜以及金属薄膜组成。本发明太阳能隔热膜对波长为780～1100nm的近红外光阻隔率70％以上，对波长为380～780nm的可见光的透光率70％以上，对波长为380nm以下的紫外光阻隔率达到99.9％以上，本发明既有良好的隔热效果，又保证了很高的可见光透过率，同时还具有很好的防紫外线效果。

Description

一种太阳能隔热膜及连续制备太阳能隔热膜的方法
技术领域
本发明涉及太阳能隔热膜领域，特别涉及一种太阳能隔热膜及连续制备太阳能隔热膜的方法。
背景技术
太阳能隔热膜是一种广泛应用于建筑玻璃和汽车车窗，选择性吸收或阻隔太阳光中的红外光线和紫外光线的薄膜材料。太阳能隔热膜具有方便安装、更换简单、无污染和防爆等优点，因此具有广阔的市场发展前景。目前国内外已有多种隔热膜产品，但是不能同时具有较高透光率、良好的隔热性能以及阻隔紫外线的性能。由于功能层技术的局限，目前国内的隔热膜大致可以分为两类：一类是涂布红外和紫外吸收剂的涂布膜，这种隔热薄膜可以吸收太阳光线中的紫外线和红外线，开始几分钟确实可以阻隔日光热量，随着吸收剂的热量饱和，涂布膜不能再吸收更多的紫外线和红外线的时候，日光中的紫外线和红外线就会穿透涂布膜，热量就会全部传输到室内和车内。而且涂布膜本身在热量饱和之后也会成为向室内和车内辐射热量的热源。另一类隔热膜是反光膜。这一类隔热膜使用真空设备沉积一层金属膜，可以反射日光中的红外线，有一定的紫外阻隔效应，但是同时金属膜对可见光的反射也很高，如果大面积使用，会造成严重的光污染。
由于国外技术的垄断，国外同类高端产品在中国市场一直保持高价位。国外产品采用真空设备反应溅射氧化物和金属薄膜，在生产过程中会遇到金属层与反应气体相互作用而失去隔热效果的难题，从而需要在生产设备中增加隔离设置或者是在产品中增加隔离层，这就使得产品的生产成本居高不下。经过检测发现，国外高端产品很难兼顾可见光透光率和红外反射率，可见光透过率可以达到70％以上的产品的红外阻隔率往往不超过50％，而红外阻隔率达到70％以上的产品的可见光透过率往往不超过40％。而且大部分国外产品都添加了红外吸收剂，这就使得隔热膜本身的温度会升高，从而发生形变，影响产品的寿命和稳定性。
随着工业化社会的不断发展，全球变暖，炎热的夏季，人们对空调、电风扇等制冷设备的依赖度大幅提升，这就需要消耗巨大的能源，如今全球能源储量越来越少，价格昂贵，因此，开发一种兼具较高的可见光透过率和良好的红外线阻隔率的太阳能隔热膜是当务之急。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明的第一个目的是：提出一种兼具较高的可见光透过率和良好的红外线阻隔率的太阳能隔热膜。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种太阳能隔热膜，包括：
采用真空镀膜技术，于真空度10-5pa，在单面硬化层的透明聚乙烯塑料薄膜基材上沉积的隔热功能层，及依次复合在隔热功能层上的丙烯酸胶黏剂层、透明聚乙烯塑料薄膜基材构成的保护膜层、紫外吸收层、离型膜；所述太阳能隔热膜各层的排列顺序依次为单面硬化层、透明聚乙烯塑料薄膜基材、隔热功能层、丙烯酸胶黏剂层、保护膜层、由紫外吸收剂及丙烯酸胶黏剂构成的紫外吸收层和离型膜。
进一步的，所述紫外吸收层的紫外吸收剂：丙烯酸胶黏剂的质量比为0.01～0.05:95～100。
进一步的，隔热功能层是由多层真空沉积的透明氧化物或氮化物薄膜以及金属薄膜组成。
进一步的，所述单面硬化层由二氧化硅涂层或硅油涂层组成。
进一步的，所述太阳能隔热膜的厚度为30～488μm，其中，单面硬化层的厚度为1～18μm；透明聚乙烯塑料薄膜基材的厚度为10～375μm；隔热功能层的厚度为10～200nm；丙烯酸胶黏剂层的厚度为2～10μm；透明聚乙烯塑料薄膜基材构成的保护膜层的厚度为10～50μm；紫外吸收层的厚度为2～10μm；离型膜的厚度为5～25μm。
进一步的，所述透明聚乙烯塑料薄膜基材的厚度与保护膜层的厚度相同，或者不同；
所述丙烯酸胶黏剂层的厚度与紫外吸收层的厚度相同，或者不同。
本发明的第二个目的是：提供一种连续制备太阳能隔热膜的方法。
实现本发明第二个目的的技术方案是：一种连续制备太阳能隔热膜的方法，具体制备方法包括如下步骤：
步骤一、准备基材
准备厚度为10～375μm的透明聚乙烯塑料薄膜基材，
厚度为10～50μm透明聚乙烯塑料薄膜基材的保护膜层、厚度为5～25μm的离型膜；
步骤二、涂布单面硬化层
用高精度涂布机将二氧化硅或硅油涂层按1～18μm的厚度涂布在透明聚乙烯塑料薄膜基材的一面形成单面硬化层；
步骤三、真空沉积隔热功能层
在环境温度为20～35℃下，真空度10-5pa，采用真空设备在经过单面硬化的透明聚乙烯塑料薄膜基材上沉积透明氧化物或氮化物薄膜和金属薄膜作为隔热功能层；
步骤四、保护膜两侧丙烯酸粘合剂的涂布
使用高精度涂布机在保护膜层两面分别涂布丙烯酸粘合剂和紫外吸收层，并在紫外吸收层一侧覆上离型膜，将涂布之后的保护膜层与步骤三中制备好的带有隔热功能层的单面硬化的透明聚乙烯塑料薄膜基材复合，从而得到多层复合的太阳能隔热膜。
进一步的，所述隔热功能层的制备方法是真空沉积，或磁控溅射沉积，或电子束蒸发沉积，或热蒸发沉积。
进一步的，所述太阳能隔热膜的厚度为30～488μm；单面硬化层的厚度为1～18μm；隔热功能层的厚度为10～200nm；丙烯酸胶黏剂层的厚度为2～10μm；紫外吸收层的厚度为2～10μm。
进一步的，所述透明聚乙烯塑料薄膜基材的厚度与透明聚乙烯塑料薄膜基材的厚度相同，或者不同；
所述丙烯酸胶黏剂层的厚度与紫外吸收层的厚度相同，或者不同。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明技术方案提出了一种具有复合结构的太阳能隔热膜，由单面硬化层、透明聚乙烯塑料薄膜基材、隔热功能层、丙烯酸胶黏剂层、透明聚乙烯塑料薄膜基材、紫外吸收剂及丙烯酸胶黏剂层和离型膜构成的复合体。各层之间相互协调，互为支撑，透明聚乙烯塑料薄膜基材本身具有吸收紫外线和反射红外线的作用，而丙烯酸胶黏剂层中的紫外吸收剂能使太阳能隔热膜对波长为380nm以下的紫外线的阻隔率达到99％以上；隔热功能层极大的提高了太阳能隔热膜对红外线的阻隔效果。实验证明，没有隔热功能层的隔热膜对于波长范围在780nm～1100nm之间的红外线的阻隔率不超过18％，而具有隔热功能层的太阳能隔热膜在波长为780nm～1100nm之间的红外线的阻隔率达到70％以上，同时在波长为380nm～780nm之间的可见光区的透过率达到70％以上。这种太阳能隔热膜既具有较高的透光率，又有良好的隔热效果，还具有隔绝紫外的保护作用。本发明的太阳能隔热膜的制备方法简单，单面硬化层对整个膜体有加固保护作用，单面硬化层、紫外吸收剂和丙烯酸胶黏剂层可以在大型精密涂布设备上流水线生产；隔热功能层可以在真空镀膜设备中卷绕式生产，离型膜与两层透明聚乙烯塑料薄膜基材可以在大型精密复合设备上流水线复合，便于批量生产。离型膜本身对太阳能隔热膜有保护作用，使用时容易剥离。
附图说明
图1为本发明太阳能隔热膜的结构示意图。
其中，1-单面硬化层，21-透明聚乙烯塑料薄膜基材，22-保护膜层，3-隔热功能层，41-丙烯酸胶黏剂层，42-紫外吸收层，5-离型膜。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明方案做进一步详细描述，
如图1所示，一种太阳能隔热膜，包括：
采用真空镀膜技术，于真空度10-5pa，在单面硬化层1的透明聚乙烯塑料薄膜基材21上沉积的隔热功能层3，及依次复合在隔热功能层3上的丙烯酸胶黏剂层41、透明聚乙烯塑料薄膜基材构成的保护膜层22、紫外吸收层42、离型膜5；所述太阳能隔热膜各层的排列顺序依次为单面硬化层1、透明聚乙烯塑料薄膜基材21、隔热功能层3、丙烯酸胶黏剂层41、保护膜层22、由紫外吸收剂及丙烯酸胶黏剂构成的紫外吸收层42和离型膜5。所述紫外吸收层42的紫外吸收剂：丙烯酸胶黏剂的质量比为0.01～0.05:95～100。隔热功能层3是由多层真空沉积的透明氧化物或氮化物薄膜以及金属薄膜组成。所述单面硬化层1由二氧化硅涂层或硅油涂层组成。所述太阳能隔热膜的厚度为30～488μm，其中，单面硬化层1的厚度为1～18μm；透明聚乙烯塑料薄膜基材21的厚度为10～375μm；隔热功能层3的厚度为10～200nm；丙烯酸胶黏剂层41的厚度为2～10μm；透明聚乙烯塑料薄膜基材构成的保护膜层22的厚度为10～50μm；紫外吸收层42的厚度为2～10μm；离型膜5的厚度为5～25μm。所述透明聚乙烯塑料薄膜基材21的厚度与保护膜层22的厚度相同，或者不同；所述丙烯酸胶黏剂层41的厚度与紫外吸收层42的厚度相同，或者不同。
实施例1：
一种连续制备太阳能隔热膜的方法，
具体操作如下：
【1】准备基材
准备厚度为38μm的透明聚乙烯塑料薄膜基材21，
厚度为20μm透明聚乙烯塑料薄膜基材的保护膜层22、厚度为30μm的离型膜5；
【2】涂布单面硬化层
用高精度涂布机将二氧化硅、硅油等涂层按2μm的厚度涂布在透明聚乙烯塑料薄膜基材21的一面形成单面硬化层；
【3】真空沉积隔热功能层
在环境温度为20～35℃下，采用真空设备在经过单面硬化的透明聚乙烯塑料薄膜基材21上沉积透明氧化物或氮化物薄膜和金属薄膜作为隔热功能层3；
【4】保护膜两侧丙烯酸粘合剂的涂布
使用高精度涂布机在保护膜层22两面分别涂布丙烯酸粘合剂41和紫外吸收层42，并在紫外吸收层42一侧覆上离型膜5，将涂布之后的保护膜与步骤【3】中制备好的带有功能层的单面硬化的透明聚乙烯塑料薄膜基材21复合，从而得到多层复合的太阳能隔热膜。(如附图1所示)
其中单面硬化层1的厚度为2μm；隔热功能层3的厚度为20nm；丙烯酸胶黏剂层41的厚度为6μm；紫外吸收层42的厚度为3μm。
上述隔热功能层的制备方法是真空沉积，或测控溅射沉积，或电子束蒸发沉积，或热蒸发沉积。
实施例2：
一种连续制备太阳能隔热膜的方法，
具体操作如下：
【1】准备基材
准备厚度为38μm的透明聚乙烯塑料薄膜基材21，
厚度为20μm透明聚乙烯塑料薄膜基材的保护膜层22、厚度为30μm的离型膜5；
【2】涂布单面硬化层
用高精度涂布机将二氧化硅、硅油等涂层按3μm的厚度涂布在透明聚乙烯塑料薄膜基材21的一面形成单面硬化层1；
【3】真空沉积隔热功能层
在环境温度为20～35℃下，采用真空设备在经过单面硬化的透明聚乙烯塑料薄膜基材21上沉积透明氧化物或氮化物薄膜和金属薄膜作为隔热功能层3；
【4】保护膜两侧丙烯酸粘合剂的涂布
使用高精度涂布机在保护膜层22两面分别涂布丙烯酸粘合剂41和紫外吸收层42，并在紫外吸收剂及丙烯酸粘合剂42一侧覆上离型膜5，将涂布之后的保护膜与步骤【3】中制备好的带有功能层的单面硬化的透明聚乙烯塑料薄膜基材21复合，从而得到多层复合的太阳能隔热膜。(如附图1所示)
其中单面硬化层1的厚度为3μm；隔热功能层3的厚度为70nm；丙烯酸胶黏剂层41的厚度为6μm；紫外吸收层42的厚度为4μm。
上述隔热功能层的制备方法是真空沉积，或测控溅射沉积，或电子束蒸发沉积，或热蒸发沉积。
实施例3：
一种连续制备太阳能隔热膜的方法，
具体操作如下：
【1】准备基材
准备厚度为38μm的透明聚乙烯塑料薄膜基材21，
厚度为20μm透明聚乙烯塑料薄膜基材的保护膜层22、厚度为30μm的离型膜5；
【2】涂布单面硬化层
用高精度涂布机将二氧化硅、硅油等涂层按4μm的厚度涂布在透明聚乙烯塑料薄膜基材21的一面形成单面硬化层1；
【3】真空沉积隔热功能层
在环境温度为20～35℃下，采用真空设备在经过单面硬化的透明聚乙烯塑料薄膜基材21上沉积透明氧化物或氮化物薄膜和金属薄膜作为隔热功能层3；
【4】保护膜两侧丙烯酸粘合剂的涂布
使用高精度涂布机在透明聚乙烯塑料薄膜基材22两面分别涂布丙烯酸粘合剂41和紫外吸收层42，并在紫外吸收层42一侧覆上离型膜5，将涂布之后的保护膜与步骤【3】中制备好的带有功能层的单面硬化的透明聚乙烯塑料薄膜基材21复合，从而得到多层复合的太阳能隔热膜。(如附图1所示)
其中单面硬化层1的厚度为4μm；隔热功能层3的厚度为150nm；丙烯酸胶黏剂层41的厚度为6μm；紫外吸收层42的厚度为5μm。
上述隔热功能层的制备方法是真空沉积，或测控溅射沉积，或电子束蒸发沉积，或热蒸发沉积。
各实施例的性能数据表：
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种太阳能隔热膜，其特征在于，包括：
采用真空镀膜技术，于真空度10-5pa，在单面硬化层(1)的透明聚乙烯塑料薄膜基材(21)上沉积的隔热功能层(3)，及依次复合在隔热功能层(3)上的丙烯酸胶黏剂层(41)、透明聚乙烯塑料薄膜基材构成的保护膜层(22)、紫外吸收层(42)、离型膜(5)；所述太阳能隔热膜各层的排列顺序依次为单面硬化层(1)、透明聚乙烯塑料薄膜基材(21)、隔热功能层(3)、丙烯酸胶黏剂层(41)、保护膜层(22)、由紫外吸收剂及丙烯酸胶黏剂构成的紫外吸收层(42)和离型膜(5)。
2.根据权利要求1所述的太阳能隔热膜，其特征在于，所述紫外吸收层(42)的紫外吸收剂：丙烯酸胶黏剂的质量比为0.01～0.05:95～100。
3.根据权利要求1所述的太阳能隔热膜，其特征在于，隔热功能层(3)是由多层真空沉积的透明氧化物或氮化物薄膜以及金属薄膜组成。
4.根据权利要求1所述的太阳能隔热膜，其特征在于，所述单面硬化层(1)由二氧化硅涂层或硅油涂层组成。
5.根据权利要求1所述的太阳能隔热膜，其特征在于，所述太阳能隔热膜的厚度为30～488μm，其中，单面硬化层(1)的厚度为1～18μm；透明聚乙烯塑料薄膜基材(21)的厚度为10～375μm；隔热功能层(3)的厚度为10～200nm；丙烯酸胶黏剂层(41)的厚度为2～10μm；透明聚乙烯塑料薄膜基材构成的保护膜层(22)的厚度为10～50μm；紫外吸收层(42)的厚度为2～10μm；离型膜(5)的厚度为5～25μm。
6.根据权利要求2所述的太阳能隔热膜，其特征在于，所述透明聚乙烯塑料薄膜基材(21)的厚度与保护膜层(22)的厚度相同，或者不同；
所述丙烯酸胶黏剂层(41)的厚度与紫外吸收层(42)的厚度相同，或者不同。
7.一种连续制备太阳能隔热膜的方法，其特征在于，具体制备方法包括如下步骤：
步骤一、准备基材
准备厚度为10～375μm的透明聚乙烯塑料薄膜基材(21)，
厚度为10～50μm透明聚乙烯塑料薄膜基材的保护膜层(22)、厚度为5～25μm的离型膜(5)；
步骤二、涂布单面硬化层
用高精度涂布机将二氧化硅或硅油涂层按1～18μm的厚度涂布在透明聚乙烯塑料薄膜基材(21)的一面形成单面硬化层(1)；
步骤三、真空沉积隔热功能层
在环境温度为20～35℃下，真空度10-5pa，采用真空设备在经过单面硬化的透明聚乙烯塑料薄膜基材(21)上沉积透明氧化物或氮化物薄膜和金属薄膜作为隔热功能层(3)；
步骤四、保护膜两侧丙烯酸粘合剂的涂布
使用高精度涂布机在保护膜层(22)两面分别涂布丙烯酸粘合剂(41)和紫外吸收层(42)，并在紫外吸收层(42)一侧覆上离型膜(5)，将涂布之后的保护膜层(22)与步骤三中制备好的带有隔热功能层(3)的单面硬化的透明聚乙烯塑料薄膜基材(21)复合，从而得到多层复合的太阳能隔热膜。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述隔热功能层(3)的制备方法是真空沉积，或磁控溅射沉积，或电子束蒸发沉积，或热蒸发沉积。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述太阳能隔热膜的厚度为30～488μm；单面硬化层(1)的厚度为1～18μm；隔热功能层(3)的厚度为10～200nm；丙烯酸胶黏剂层(41)的厚度为2～10μm；紫外吸收层(42)的厚度为2～10μm。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述透明聚乙烯塑料薄膜基材(21)的厚度与透明聚乙烯塑料薄膜基材(22)的厚度相同，或者不同；
所述丙烯酸胶黏剂层(41)的厚度与紫外吸收层(42)的厚度相同，或者不同。
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