CN104589751B - 一种户外荧光薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种户外荧光薄膜及其制备方法，包括：白色背板层，所述白色背板层的一面设有荧光膜层，所述白色背板层的另一面局部设有压敏胶；离型膜，所述离型膜的一面局部设有可移胶，无可移胶处与所述压敏胶相扣合，所述白色背板层由活性碳酸钙，聚丙烯、乙烯‑丙烯酸共聚物和二氧化钛包覆的空心玻璃微珠组成。与现有技术相比，由于空心玻璃微珠表面包覆TiO2，从而具有较好的反射近红外辐射与阻止热传导的特性，能有效反射太阳光的热辐射从而阻隔热传导。因此，本发明制备的户外荧光薄膜具有高反射红外辐射与良好隔热性能，同时其施工较为简单，是一种理想的户外隔热荧光膜材料。
Description
技术领域
本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种户外荧光薄膜及其制备方法。
背景技术
发光材料分为有源发光材料与无源发光材料，其中无源发光材料分为夜光材料与荧光材料。荧光材料在光源的激发下可见荧光色，移去光源后，荧光不可见，常在白天使用。荧光材料广泛应用于标志、标牌等产品，随着人们安全意识的不断增强，在劳动防护用品、交通指示用品以及其他民用产品上的用量不断扩大，这就要求荧光材料具有理想的耐候性、室外作业隔热性以及简易加工成型的特性。
目前，荧光膜产品载体采用的是PVC材料，在户外耐候性、隔热等性能较差，只能用于户外短期的广告牌或户内使用，在户外长期使用将出现褪色严重、老化易收缩卷曲等质量问题。在生产工艺上现有的发光材料多为贴合、流延涂布或共混压出方式生产。
现有技术中，申请号为201210280139.7的中国专利文献报道了一种户外荧光膜，包括表面保护层、荧光树脂层、白色底材层、压敏胶层和离型膜，荧光树脂层中均匀分散有荧光颜料颗粒。该户外荧光膜虽然具有发光的功能，但是其户外隔热性能较差，无法满足使用需求。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种户外荧光薄膜及其制备方法，具有高反射红外辐射和良好隔热性能。
有鉴于此，本发明提供了一种户外荧光薄膜，包括：
白色背板层，所述白色背板层的一面设有荧光膜层，所述白色背板层的另一面局部设有压敏胶；
离型膜，所述离型膜的一面局部设有可移胶，无可移胶处与所述压敏胶相扣合，
所述白色背板层由活性碳酸钙，聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物和二氧化钛包覆的空心玻璃微珠组成。
优选的，所述荧光膜层由荧光粉，丙烯酸树脂和聚四氟乙烯组成。
优选的，所述压敏胶为条状。
优选的，，所述离型膜为掺杂有抗紫外线吸收剂的透明PP膜。
优选的，所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠按照如下方法制备：
将空心玻璃微珠加入蒸馏水中，滴加十二烷基苯磺酸钠水溶液，搅拌，分散后升温，调节pH值为2.0-2.5；
然后同时滴加Ti(SO4)2溶液和NaOH溶液，反应后过滤，洗涤滤饼，干燥，煅烧后得到二氧化钛包覆的空心玻璃微珠。
优选的，所述升温的温度为100℃。
优选的，还包括：
向所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠中加入蒸馏水，搅拌，升温至30-45℃加入三甲基氯硅烷，搅拌后干燥。
相应的，本发明还提供一种户外荧光薄膜的制备方法，包括以下步骤：
将活性碳酸钙、聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物和二氧化钛包覆的空心玻璃微珠混合，搅拌，然后置于双螺杆混炼挤出机中进行混炼，挤出后得到白色背板；
将荧光涂料喷涂于所述白色背板的一面上，干燥固化；
在所述白色背板的另一面局部涂布压敏胶；
在离型膜的一面涂布可移胶，干燥固化，无可移胶处与所述压敏胶相扣合，得到户外荧光薄膜。
优选的，所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠按照如下方法制备：
将空心玻璃微珠加入蒸馏水中，滴加十二烷基苯磺酸钠水溶液，搅拌，分散后升温，调节pH值为2.0-2.5；
然后同时滴加Ti(SO4)2溶液和NaOH溶液，反应后过滤，洗涤滤饼，干燥，煅烧后得到二氧化钛包覆的空心玻璃微珠。
优选的，还包括：
向所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠中加入蒸馏水，搅拌，升温至30-45℃加入三甲基氯硅烷，搅拌后干燥。
本发明提供了一种户外荧光薄膜及其制备方法，包括：白色背板层，所述白色背板层的一面设有荧光膜层，所述白色背板层的另一面局部设有压敏胶；离型膜，所述离型膜的一面局部设有可移胶，无可移胶处与所述压敏胶相扣合，所述白色背板层由活性碳酸钙，聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物和二氧化钛包覆的空心玻璃微珠组成。与现有技术相比，由于空心玻璃微珠表面包覆TiO2，从而具有较好的反射近红外辐射与阻止热传导的特性，能有效反射太阳光的热辐射从而阻隔热传导。因此，本发明制备的户外荧光薄膜具有高反射红外辐射与良好隔热性能，同时其施工较为简单，是一种理想的户外隔热荧光膜材料。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的户外荧光薄膜的结构示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种户外荧光薄膜，如图1所示，包括：
白色背板层2，白色背板层2的一面设有荧光膜层1，白色背板层2的另一面局部设有压敏胶3；
离型膜5，离型膜5的一面局部设有可移胶4，无可移胶处与压敏胶3相扣合，
白色背板层2由活性碳酸钙，聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物和二氧化钛包覆的空心玻璃微珠组成。
按照本发明，荧光膜层1优选由荧光粉，丙烯酸树脂和聚四氟乙烯组成；压敏胶3优选为条状，条状压敏胶优选为多个；所述离型膜为掺杂有抗紫外线吸收剂的透明PP膜，对应条状压敏胶贴合面。
本发明采用的二氧化钛包覆的空心玻璃微珠优选按照如下方法制备：将空心玻璃微珠加入蒸馏水中，滴加十二烷基苯磺酸钠水溶液，搅拌，分散后升温，调节pH值为2.0-2.5；然后同时滴加Ti(SO4)2溶液和NaOH溶液，反应后过滤，洗涤滤饼，干燥，煅烧后得到二氧化钛包覆的空心玻璃微珠。
本发明以Ti(SO4)2为原料制备二氧化钛包覆空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠与蒸馏水的质量体积比优选为1g∶8～12ml，更优选为1g∶10ml；所述十二烷基苯磺酸钠水溶液的浓度优选为2％；所述升温的温度优选为100℃；本发明优选采用10％的NaOH溶液调节pH为2.0-2.5；所述同时滴加Ti(SO4)2溶液和NaOH溶液的步骤，优选为：缓慢滴加质量分数为10％的Ti(SO4)2溶液，同时滴加质量分数为10％的NaOH溶液以恒定反应溶液的pH值。
二氧化钛包覆的空心玻璃微珠的反应原理为：
Ti(SO4)2+3H2O＝H2TiO3↓+2H2SO4
TiOSO4+2H2O＝H2TiO3↓+H2SO4
H2TiO3＝TiO2+H2O
本发明中，空心玻璃微珠表面包覆TiO2的材料，具有较好的反射近红外辐射与阻止热传导的特性，能有效反射太阳光的热辐射从而阻隔热传导。
为了提高TiO2包覆的空心玻璃微珠在白色背板中的湿润、分散以及流变性能，还优选包括：向所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠中加入蒸馏水，搅拌，升温至30-45℃加入三甲基氯硅烷，搅拌后干燥。有机表面活性剂三甲基氯硅烷主要依靠化学吸附，利用其分子中的(CH)3-Si-O-基团通过氧桥结合在TiO2的表面，然后室温晾干。至此使空心玻璃微珠表面包裹了一层TiO2，TiO2外面又吸附了一层(CH)3-Si-O-基团，总体上空心玻璃微珠的外层布满了甲基，改善了空心玻璃微珠在白色背板中的湿润、分散以及流变性能。从而使空心玻璃微珠不但具有反射近红外辐射与阻止热传导的特性，同时能有效的分散于白色背板料之中。
相应的，本发明还提供一种户外荧光薄膜的制备方法，包括以下步骤：将活性碳酸钙、聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物和二氧化钛包覆的空心玻璃微珠混合，搅拌，然后置于双螺杆混炼挤出机中进行混炼，挤出后得到白色背板；将荧光涂料均匀喷涂于所述白色背板的一面上，干燥固化；在所述白色背板的另一面局部涂布压敏胶；在离型膜的一面涂布可移胶，干燥固化，无可移胶处与所述压敏胶相扣合，得到户外荧光薄膜。
作为优选方案，所述活性碳酸钙、聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物和二氧化钛包覆的空心玻璃微珠的重量比优选为15～20∶15～20∶70～92∶22.5～30，更优选为15～18∶15～18∶70～80∶22.5～25。所述得到白色背板的步骤优选为：将活性碳酸钙、聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物和二氧化钛包覆的空心玻璃微珠置入烘箱中，干燥后置入搅拌器，在650r/h转速下搅拌50min进行充分混合，将混合均匀的材料置入双螺杆混炼挤出机料斗，设定料筒和机头温度为220℃，螺杆转速为210r/min，混炼挤出得到白色背板。本发明采用的白色背板的厚度优选为2mm。
本发明采用的二氧化钛包覆的空心玻璃微珠优选按照如下方法制备：将空心玻璃微珠加入蒸馏水中，滴加十二烷基苯磺酸钠水溶液，搅拌，分散后升温，调节pH值为2.0-2.5；然后同时滴加Ti(SO4)2溶液和NaOH溶液，反应后过滤，洗涤滤饼，干燥，煅烧后得到二氧化钛包覆的空心玻璃微珠。
本发明以Ti(SO4)2为原料制备二氧化钛包覆空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠与蒸馏水的质量体积比优选为1g∶8～12ml，更优选为1g∶10ml；所述十二烷基苯磺酸钠水溶液的浓度优选为2％；所述升温的温度优选为100℃；本发明优选采用10％的NaOH溶液调节pH为2.0-2.5；所述同时滴加Ti(SO4)2溶液和NaOH溶液的步骤，优选为：缓慢滴加质量分数为10％的Ti(SO4)2溶液，同时滴加质量分数为10％的NaOH溶液以恒定反应溶液的pH值。
二氧化钛包覆的空心玻璃微珠的反应原理为：
Ti(SO4)2+3H2O＝H2TiO3↓+2H2SO4
TiOSO4+2H2O＝H2TiO3↓+H2SO4
H2TiO3＝TiO2+H2O
本发明中，空心玻璃微珠表面包覆TiO2的材料，具有较好的反射近红外辐射与阻止热传导的特性，能有效反射太阳光的热辐射从而阻隔热传导。
为了提高TiO2包覆的空心玻璃微珠在白色背板中的湿润、分散以及流变性能，还优选包括：向所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠中加入蒸馏水，搅拌，升温至30-45℃加入三甲基氯硅烷，搅拌后干燥。有机表面活性剂三甲基氯硅烷主要依靠化学吸附，利用其分子中的(CH)3-Si-O-基团通过氧桥结合在TiO2的表面，然后室温晾干。至此使空心玻璃微珠表面包裹了一层TiO2，TiO2外面又吸附了一层(CH)3-Si-O-基团，总体上空心玻璃微珠的外层布满了甲基，改善了空心玻璃微珠在白色背板中的湿润、分散以及流变性能，从而使空心玻璃微珠不但具有反射近红外辐射与阻止热传导的特性，同时能有效的分散于白色背板料之中。
作为优选方案，所述荧光涂料优选按照如下方法制备：将荧光粉、丙烯酸树脂和聚四氟乙烯共混，得到荧光涂料；本发明优选将荧光涂料均匀喷涂于白色背板的一面。所述荧光粉、丙烯酸树脂和聚四氟乙烯的重量比优选为10～12∶20∶60～70，更优选为10～12∶20∶60～65。
本发明采用的荧光涂料优选以聚四氟乙烯为主要载体，并添加适量的荧光粉和丙烯酸树脂，其中，聚四氟乙烯具有防酸碱、抗紫外线、自清洁和优异的耐候性；丙烯酸树脂有效提高了荧光涂料在白色背板表面的涂布吸附性能。由于白色背板的另一面局部涂布压敏胶，更优选为涂布条状分布的压敏胶，掺杂抗紫外线吸收剂的透明PP离型膜上优选涂布条状分布的可移胶，从而可移胶与压敏胶交错着贴合于离型膜与白色背板之间，实现了离型膜无可移胶处与压敏胶相扣合。当使用时揭下带有可移胶的透明离型膜，将制备的户外荧光薄膜通过压敏胶装贴于载体后，带有可移胶的透明离型膜可贴于荧光组件表面作为保护膜，进一步吸收紫外线与防护外界环境对荧光膜组件的侵蚀。
由此可见，由于空心玻璃微珠表面包覆TiO2，从而具有较好的反射近红外辐射与阻止热传导的特性，能有效反射太阳光的热辐射从而阻隔热传导。因此，本发明制备的户外荧光薄膜具有高反射红外辐射与良好隔热性能，同时其施工较为简单，是一种理想的户外隔热荧光膜材料。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料和化学试剂均为市购。
实施例1
称取空心玻璃微珠5g，加入到500mL四口烧瓶中，加入蒸馏水50mL，滴入2％的十二烷基苯磺酸钠水溶液2mL，搅拌，分散，升温到100℃。用10％的NaOH溶液调节pH值为2.0-2.5。缓慢滴加质量分数为10％的Ti(SO4)2溶液，同时滴加质量分数为10％的NaOH溶液以恒定反应溶液的pH值。反应结束后，过滤，洗涤滤饼。滤饼在鼓风干燥箱中以120℃下干燥3h，再在马弗炉中于600℃煅烧2h，得到TiO2包覆的空心玻璃微珠。
在TiO2包覆的空心玻璃微珠中加入蒸馏水50mL，搅拌均匀，分散，升温至30-45℃加入有机表面活性剂三甲基氯硅烷，缓慢搅拌，充分分散，然后室温晾干，得到两层表面修饰的空心玻璃微珠。
实施例2
将活性碳酸钙15重量份、聚丙烯15重量份、70重量份乙烯-丙烯酸共聚物和22.5重量份实施例1制备的两层表面修饰的空心玻璃微珠置入烘箱中，在100℃下干燥12小时后置入搅拌器，在650r/h转速下搅拌50min进行充分混合，将混合均匀的材料置入双螺杆混炼挤出机料斗，设定料筒和机头温度为220℃，螺杆转速为210r/min，混炼挤出成2mm厚白色片材；将10重量份荧光粉、20重量份丙烯酸树脂和70重量份聚四氟乙烯共混制得荧光涂料；将荧光涂料喷涂于上述白色背板表面厚度1mm干燥固化，在白色背板另一侧涂布条状压敏胶干燥固化，在透明离型膜上涂布条状可移胶干燥固化，可移胶与压敏胶交错着贴合于离型膜与白色背板之间，使离型膜中无可移胶处与所述压敏胶相扣合，得到户外荧光薄膜，标记为2号。
实施例3
将20重量份活性碳酸钙、20重量份聚丙烯、92重量份乙烯-丙烯酸共聚物和30重量份实施例1制备的两层表面修饰的空心玻璃微珠置入烘箱中，在100℃下干燥12小时后置入搅拌器，在700r/h转速下搅拌40min进行充分混合，将混合均匀的材料置入双螺杆混炼挤出机料斗，设定料筒和机头温度为230℃，螺杆转速为200r/min，混炼挤出成1.5mm厚白色片材；将12重量份荧光粉、20重量份丙烯酸树脂和60重量份聚四氟乙烯共混制得荧光涂料；将荧光涂料喷涂于上述白色背板表面厚度1.2mm干燥固化，在白色背板另一侧涂布条状压敏胶干燥固化，在透明离型膜上涂布条状可移胶干燥固化，可移胶与压敏胶交错着贴合于离型膜与白色背板之间，使离型膜中无可移胶处与所述压敏胶相扣合，得到户外荧光薄膜。
本荧光薄膜在户外使用时太阳光中的红外辐射是主要的致热原因，通过在薄膜内添加均匀分布的空心玻璃微珠来阻隔热辐射，以相同成分的荧光薄膜作为对比，1号为市购的未加入空心玻璃微珠的荧光薄膜，2号为本发明实施例1制备的均匀分布有空心玻璃微珠的户外荧光薄膜，其隔热效果如表1所示：
表1 本发明制备的薄膜和市购薄膜的隔热效果
续表1 本发明制备的薄膜和市购薄膜的隔热效果
| 日晒时间 | 4小时 | 5小时 |
| 与检测项 | 外侧 | 内侧 | 外侧 | 内侧 |
| 1号薄膜 | 35℃ | 35℃ | 37℃ | 37℃ |
| 2号薄膜 | 35℃ | 29℃ | 37℃ | 31℃ |
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种户外荧光薄膜，其特征在于，包括：
白色背板层，所述白色背板层的一面设有荧光膜层，所述白色背板层的另一面局部设有压敏胶，所述荧光膜层由荧光粉，丙烯酸树脂和聚四氟乙烯组成，所述压敏胶为条状；
离型膜，所述离型膜的一面局部设有可移胶，无可移胶处与所述压敏胶相扣合，所述离型膜为掺杂有抗紫外线吸收剂的透明PP膜；
所述白色背板层由活性碳酸钙，聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物和二氧化钛包覆的空心玻璃微珠组成，所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠按照如下方法制备：将空心玻璃微珠加入蒸馏水中，滴加十二烷基苯磺酸钠水溶液，搅拌，分散后升温，调节pH值为2.0-2.5；然后同时滴加Ti(SO4)2溶液和NaOH溶液，反应后过滤，洗涤滤饼，干燥，煅烧后得到二氧化钛包覆的空心玻璃微珠；向所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠中加入蒸馏水，搅拌，升温至30-45℃加入三甲基氯硅烷，搅拌后干燥。
2.根据权利要求1所述的户外荧光薄膜，其特征在于，所述升温的温度为100℃。
3.一种权利要求1或2任意一项所述的户外荧光薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将活性碳酸钙、聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物和二氧化钛包覆的空心玻璃微珠混合，搅拌，然后置于双螺杆混炼挤出机中进行混炼，挤出后得到白色背板；
将荧光涂料喷涂于所述白色背板的一面上，干燥固化；
在所述白色背板的另一面局部涂布压敏胶；
在离型膜的一面涂布可移胶，干燥固化，无可移胶处与所述压敏胶相扣合，得到户外荧光薄膜，
所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠按照如下方法制备：将空心玻璃微珠加入蒸馏水中，滴加十二烷基苯磺酸钠水溶液，搅拌，分散后升温，调节pH值为2.0-2.5；然后同时滴加Ti(SO4)2溶液和NaOH溶液，反应后过滤，洗涤滤饼，干燥，煅烧后得到二氧化钛包覆的空心玻璃微珠；向所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠中加入蒸馏水，搅拌，升温至30-45℃加入三甲基氯硅烷，搅拌后干燥。
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