CN105128481A - 一种可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜 - Google Patents

一种可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜，由外至内依次包括：抗磨耐刮层、第一基材层、隔热功能层、第二基材层和保护膜层，其中，所述第二基材层的表面处分布有凹槽、凹点等凹部结构。本发明的隔热膜能够有效地阻隔红外线和紫外线，隔热效果显著，同时不影响透光性，且此种膜不需要胶黏剂就能够粘附于玻璃等材料的表面，使用寿命长；针对不同的环境场合能够迅速装拆，使用简便，真正做到随时随地的节能降耗；能够反复使用，避免材料的浪费，节约成本。

Description

一种可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜
技术领域
本发明涉及一种隔热膜，特别是涉及一种可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜，可广泛应用于汽车车窗、建筑物窗户等。
背景技术
太阳光是自然界中最主要的热源。太阳光(特别是红外部分)进入室内后，会使室内的温度升高。许多现代建筑都采用玻璃幕墙、大玻璃和落地玻璃门(阳台)，这种情况在改善房间景观的同时，却使传入室内的太阳辐射热量增多，增加了房间空调的用电。空调是建筑能耗中的第一杀手，空调能耗已经占到了建筑能耗的20％至50％。所以，节能成为一项亟待解决的课题。
为解决上述问题，人们研制出隔热膜。隔热膜的主要作用是吸收热量或阻碍热量的传递，隔热膜的使用能够有效地降低进入建筑物内的太阳辐射，从而减少能耗，达到节能的目的。隔热膜不仅广泛使用于各种交通工具，而且还大量使用在家庭、商场、办公楼等建筑物上。但是，不同季节、环境和场合对阳光的需求是有差异的，因此对隔热膜的需要与否也是有差异的。据此，需要开发一种粘贴、揭取方便，能够反复使用的隔热膜。
目前主流隔热膜主要是在膜的表面涂覆一层胶黏剂，安装时通过这层胶黏剂将隔热膜粘附在玻璃等的表面上，这种技术的主要问题在于；1、隔热膜粘上玻璃后不易揭取下来，2、不能重复粘贴使用或仅能使用有限的数次，3、胶黏剂层易老化，长时间使用后会脱落，4、粘贴物表面会有胶黏剂残留，不易清洁，影响美观。
中国专利CN103481565A公开了一种可静电粘附隔热膜及其制造方法，具体是在隔热膜表面涂覆一层硅胶层，利用硅胶自带的静电吸附方式使得隔热膜整体与玻璃等粘贴物表面相粘附。但是这种方法会存在如下的几个问题：1、隔热膜的生产过程及环境较苛刻、成本高，2、膜表面的静电会吸附大量灰尘和杂质，重复使用效果差，3、表面粘附力较差，容易脱落，4、使用过程较繁琐，对粘贴人员的粘贴技术具有一定的要求。
发明内容
为克服上述技术问题，本发明提出了一种使用简便、成本低廉且能够反复使用的自粘附隔热膜，由外至内依次包括：抗磨耐刮层、第一基材层、隔热功能层、第二基材层和保护膜层，其中，所述第二基材层的表面处分布有凹槽、凹点等凹部结构。
本发明对抗磨耐刮层没有特别的要求，只要能够有效地实现对内部膜层的保护即可，从而防止在使用时损害内部膜层。
然而，优选的是，所述抗磨耐刮层含有有机硅树脂、聚丙烯酸树脂或聚酯树脂。
在优选的实施方式中，本发明的抗磨耐刮层还包含本领域常用的抗磨耐刮填料，所述抗磨耐刮填料的种类和含量可以根据实际应用来进行具体的选择。
本发明的抗磨耐刮层的厚度可以是1～10微米，优选为1～6微米，更优选为1～2微米。
第一基材层位于抗磨耐刮层和隔热功能层之间，其作用在于承载各功能膜层。
在优选的实施方式中，所述第一基材层可以包含聚烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸酯类树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂或聚酯树脂，优选聚丙烯酸类树脂、聚酯树脂或聚烯烃树脂。当其为聚酯树脂时，例如可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。当其为丙烯酸类树脂时，例如可以是由甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、乙基丙烯酸甲酯、丁基丙烯酸甲酯等较低分子量的丙烯酸系单体的聚合物，或者以所述单体为主要单体单元、与其他可共聚合单体单元聚合而成的共聚物；在一种优选的实施方式中，其为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。当其为聚烯烃树脂时，例如可以是线性低密度聚乙烯(LLDPE)等。
在优选的实施方式中，所述第一基材层的厚度为10～200微米，优选为10～100微米，更优选10～50微米，最优选为10～20微米。
在一种实施方式中，所述第一基材层可以包括多个第一基材子层，例如2～10层，优选2～5层，还优选2～3层；各第一基材子层相互之间可以包括相同的树脂材料，或者不同的树脂材料。
本发明的隔热功能层位于第一基材层和第二基材层之间，其为纳米陶瓷分散液涂层，所述涂层包括的各组分及重量份数如下：
其中，所述涂层中的高分子树脂为水性聚氨酯、环氧树脂或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。纳米粉体为含有红外半导体陶瓷粉末或氧化铟锡(ITO)，或者至少含有红外半导体陶瓷粉末或氧化铟锡(ITO)，以及四氧化三铁、二氧化钛、二氧化硅和氧化锌中的一种或多种，粒径范围为20～80nm，优选20～40nm。涂料助剂选自分散剂、流平剂、消泡剂、成膜助剂和增稠剂中的一种或多种；所述分散剂可以是聚合物型阴离子分散剂；流平剂可以是丙烯酸共聚物或非反应性聚醚改性聚硅氧烷；消泡剂可以是改性聚硅氧烷；成膜助剂可以是乙二醇单丁醚/二丙二醇丁醚混合物；增稠剂可以是羟基丙烯酸水溶性分散液；稀释剂可以是水和/或醇类；固化剂可以是异氰酸酯或改性胺类聚合物。
在优选的实施方式中，隔热功能层的厚度可以是1～20微米，优选为1～10微米，更优选为1～5微米。
本发明的第二基材层位于隔热功能层和保护膜层之间，第二基材层可以包含聚烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸酯类树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂或聚酯树脂，优选聚丙烯酸类树脂、聚酯树脂或聚烯烃树脂。当其为聚酯树脂时，例如可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。当其为丙烯酸类树脂时，例如可以是由甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、乙基丙烯酸甲酯、丁基丙烯酸甲酯等较低分子量的丙烯酸系单体的聚合物，或者以所述单体为主要单体单元、与其他可共聚合单体单元聚合而成的共聚物；在一种优选的实施方式中，其为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。当其为聚烯烃树脂时，例如可以是线性低密度聚乙烯(LLDPE)等。第二基材层可以包含与第一基材层相同的树脂材料，或者不同的树脂材料。
在优选的实施方式中，所述第二基材层的厚度为10～200微米，优选为10～100微米，更优选10～50微米，最优选为10～20微米。
在一种实施方式中，所述第二基材层可以包括多个第二基材子层，例如2～10层，优选2～5层，还优选2～3层；各第二基材子层相互之间可以包括相同的树脂材料，或者不同的树脂材料。
所述第二基材层在其一个或两个表面具有凹部结构，优选仅在面向保护膜层的表面具有凹部结构。当本发明的隔热膜与玻璃等粘贴物进行粘贴时，首先撕除保护膜，然后通过工具或手挤压隔热模，将凹部结构中的空气部分或全部压出，凹部结构中会形成部分或全部真空，从而外面的大气压会高于凹槽中的气压，在外面大气压的作用下，隔热膜就会牢牢地粘附在玻璃等粘贴物的表面。所述凹部结构例如可以凹槽、凹点或者两者均有，其可以是规则分布的或者不规则分布的。其中，凹部结构之间的间距为5微米到500微米，当凹部结构为凹槽时，其例如可以是长方形，深度为0.5微米至50微米，当凹部结构为凹点时，其例如可以是半球形，半径为5微米至30微米。间距的变化取决于深度的变化。粘附力的大小可以通过调整所述凹部结构的形状、大小、数量和分布情况来调节。
在一种优选的实施方式中，所述凹部结构位于第二基材层面向保护膜层的表面上，所述凹部结构为n行×m列的凹槽，n和m均为正整数，数值根据凹槽大小和所述表面的尺寸进行具体的选择，所述凹槽在整个表面上均匀分布。。
在另一种优选的实施方式中，所述凹部结构位于第二基材层面向保护膜层的表面上，所述凹部结构为n行×m列的凹点，n和m均为正整数，数值根据凹点大小和所述表面的尺寸进行具体的选择，所述凹点在整个表面上均匀分布。
在另一种优选的实施方式中，所述凹部结构位于第二基材层面向保护膜层的表面上，所述凹部结构包括凹槽和凹点。在一种优选的实施方式中，第二基材层面向保护膜层的表面上具有一排凹部结构。在另一种优选的实施方式中，第二基材层面向保护膜层的表面上具有两排凹部结构。在另一种优选的实施方式中，第二基材层面向保护膜层的表面上具有多排凹部结构。所述凹槽和凹点相互间隔地等间距分布，即每一列凹槽均位于相邻的两列凹点之间的中央位置处，每一列凹点均位于相邻的两列凹槽之间的中央位置处。
本发明的保护膜层没有特别的限定，只要能够有效地保护内部膜层即可。保护膜层的厚度可以是2～20微米，优选为5～10微米。
本发明的隔热膜能够通过在第二基材层的表面制作不同花纹、形状的精细凹槽，利用此凹槽与外界形成压力差，将隔热膜整体与玻璃等粘贴物表面相粘附，同时不影响透光性能。与现有技术相比，具有如下的有益效果：
(1)不需要胶黏剂就能够粘附于玻璃等材料的表面，使用寿命长；
(2)针对不同的环境场合能够迅速装拆，使用简便，真正做到随时随地的节能降耗；
(3)能够反复使用，避免材料的浪费，节约成本。
附图说明
本发明将在下文结合附图进行更加详细的描述，其中：
图1为根据本发明隔热膜的示意性视图；
图2为根据本发明的一种实施方式，第二基材层的示意图，示出第二基材层表面上的凹部结构，其中，所述凹部结构为凹槽；
图3为根据本发明的又一种实施方式，第二基材层的示意图，示出第二基材层表面上的凹部结构，其中，所述凹部结构为凹点；
图4为根据本发明的又一种实施方式，第二基材层的示意图，示出第二基材层表面上的凹部结构，其中，所述凹部结构包括凹槽和凹点；
图5为根据本发明的又一种实施方式，第二基材层的示意图，示出第二基材层表面上的凹部结构，其中，所述凹部结构包括凹槽和凹点。
具体实施方式
本发明将在下文参考附图，通过实施例的方式进行进一步的说明，应当理解的是，下文的说明仅为示例性的，其并不意图对本发明的保护范围进行任何限定。
实施例1
如图1所示能够反复使用的自粘附隔热膜，由外至内依次包括：抗磨耐刮层1、第一基材层2、隔热功能层3、第二基材层4和保护膜层5。其中，
抗磨耐刮层1为有机硅树脂，厚度为7微米。
第一基材层2为单层，包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，厚度为50微米。
隔热功能层3位于第一基材层2和第二基材层4之间，厚度是8微米。隔热功能层3所包括的各组分及重量份数如下：
水性聚氨酯60，
红外半导体陶瓷粉末(粒径20nm)15，
消泡剂1，
分散剂4,
异丙醇12，
异氰酸酯8。
第二基材层4为单层，包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，厚度为100微米，第二基材层4在面向保护膜层5的表面具有凹槽结构。
如图2所示，凹槽为长方形，均匀分布于膜层表面。其中，凹槽间距500微米，深度为50微米。
保护膜层5是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，厚度5微米。
实施例2
如图1所示能够反复使用的自粘附隔热膜，由外至内依次包括：抗磨耐刮层1、第一基材层2、隔热功能层3、第二基材层4和保护膜层5。其中，
抗磨耐刮层1为丙烯酸树脂，厚度为5微米。
第一基材层2为15微米厚度聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和15微米厚度聚苯乙烯的复合层。
隔热功能层3位于第一基材层2和第二基材层4之间，厚度是4微米。所述隔热功能层3包括的各组分及重量份数如下：
改性环氧树脂55，
红外半导体陶瓷粉末(粒径40nm)13，
二氧化钛(粒径20nm)5，
消泡剂1，
分散剂5,
二乙二醇12，
异氰酸酯8。
第二基材层4是线性低密度聚乙烯(LLDPE)，厚度为80微米，第二基材层4在面向保护膜层5的表面具有如图3所示的凹点结构，所述凹点为半球形的形状，均匀分布于膜层表面。其中，凹点间距200微米，半径20微米。
保护膜层5是聚苯乙烯(PS)，厚度5微米。
实施例3
如图1所示能够反复使用的自粘附隔热膜，由外至内依次包括：抗磨耐刮层1、第一基材层2、隔热功能层3、第二基材层4和保护膜层5。
其中，
抗磨耐刮层1为聚酯树脂，厚度为2微米。
第一基材层2为8微米厚线性低密度聚乙烯(LLDPE)、5微米厚度聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和10微米厚度聚苯乙烯的复合层。
隔热功能层3位于第一基材层2和第二基材层4之间，厚度是3微米。所述隔热功能层3包括的各组分及重量份数如下：
环氧树脂60，
红外半导体陶瓷粉末(粒径30nm)10，
氧化锌8，
消泡剂0.5，
分散剂5,
乙二醇10.5，
乙二胺6。
第二基材层4是聚苯乙烯(PS)，厚度为20微米，第二基材层4在面向保护膜层5的表面具有的凹部结构包括凹槽和凹点。如图4所示，凹部结构为两排，其中，凹槽为长方形，凹点为半球形，凹槽和凹点等间距相互间隔地均匀分布于膜层表面。其中，相邻凹槽之间的间距为150微米，深度为5微米；凹点位于相邻凹槽之间的中部，半径为10微米。
保护膜层5是聚氯乙烯(PVC)，厚度3微米。
实施例4
如图1所示能够反复使用的自粘附隔热膜，由外至内依次包括：抗磨耐刮层1、第一基材层2、隔热功能层3、第二基材层4和保护膜层5。
其中，
抗磨耐刮层1为聚丙烯酸酯树脂，厚度为2微米。
第一基材层2为10微米厚度线性低密度聚乙烯(LLDPE)、5微米厚度聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的复合层。
隔热功能层3位于第一基材层2和第二基材层4之间，厚度是5微米。所述隔热功能层3包括的各组分及重量份数如下：
聚乙烯醇缩丁醛50，
红外半导体陶瓷粉末(粒径20nm)8，
氧化铟锡(ITO)5
氧化锌5，
消泡剂1，
分散剂4,
丙二醇12，
乙二胺8。
第二基材层4是为10微米厚度线性低密度聚乙烯(LLDPE)和10微米厚度聚苯乙烯(PS)的复合层，厚度为20微米，第二基材层4在面向保护膜层5的表面具有的凹部结构包括凹槽和凹点。如图5所示，凹部结构为一排，其中，凹槽为长方形，凹点为半球形，凹槽和凹点等间距相互间隔地均匀分布于膜层表面。其中，相邻凹槽之间的间距200微米，深度为8微米；凹点位于相邻凹槽之间的中部，凹点半径为5微米。
保护膜层5是聚苯乙烯(PS)，厚度3微米。

Claims (10)

1.一种可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜，由外至内依次包括：抗磨耐刮层、第一基材层、隔热功能层、第二基材层和保护膜层，其特征在于：所述第二基材层的表面处分布有凹部结构，所述凹部结构为凹槽和/或凹点。
2.根据权利要求1的可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜，其特征在于：所述抗磨耐刮层含有有机硅树脂、聚丙烯酸树脂或聚酯树脂；抗磨耐刮层的厚度为1～10微米，优选为1～6微米，更优选为1～2微米。
3.根据权利要求1或2的可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜，其特征在于：所述第一基材层包含聚烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸酯类树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂或聚酯树脂，优选聚丙烯酸类树脂、聚酯树脂或聚烯烃树脂；所述第一基材层的厚度为10～200微米，优选为10～100微米，更优选10～50微米，最优选为10～20微米。
4.根据权利要求3的可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜，其特征在于：所述第一基材层包括多个第一基材子层，其可以是2～10层，优选2～5层，更优选2～3层；各第一基材子层相互之间包括相同的树脂材料，或者不同的树脂材料。
5.根据权利要求1-4任一项的可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜，其特征在于：隔热功能层位于第一基材层和第二基材层之间，其为纳米陶瓷分散液涂层，所述涂层包括的各组分及重量份数如下：
所述高分子树脂为水性聚氨酯、环氧树脂或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)；
所述纳米粉体含有红外半导体陶瓷粉末或氧化铟锡(ITO)，或者至少含有红外半导体陶瓷粉末和/或氧化铟锡(ITO)，以及四氧化三铁、二氧化钛、二氧化硅和氧化锌中的一种或多种；所述纳米粉体的粒径范围为20～80nm，优选20～40nm；
所述涂料助剂选自分散剂、流平剂、消泡剂、成膜助剂和增稠剂中的一种或多种；
所述分散剂为聚合物型阴离子分散剂；
所述流平剂为丙烯酸共聚物或非反应性聚醚改性聚硅氧烷；
所述消泡剂为改性聚硅氧烷；
所述成膜助剂为乙二醇单丁醚/二丙二醇丁醚混合物；
所述增稠剂为羟基丙烯酸水溶性分散液；
所述稀释剂为水和/或醇类；
所述固化剂为异氰酸酯或改性胺类聚合物；
所述隔热功能层的厚度为1～20微米，优选为1～10微米，更优选为1～5微米。
6.根据权利要求1-5任一项的可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜，其特征在于：所述第二基材层所用材料包含聚烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸酯类树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂或聚酯树脂，优选聚丙烯酸类树脂、聚酯树脂或聚烯烃树脂；第二基材层的厚度为10～200微米，优选为10～100微米，更优选10～50微米，最优选为10～20微米。
7.根据权利要求6的可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜，其特征在于：所述第二基材层可以包括多个第二基材子层，例如2～10层，优选2～5层，还优选2～3层；各第二基材子层相互之间可以包括相同的树脂材料，或者不同的树脂材料。
8.根据权利要求1-7任一项的可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜，其特征在于：所述第二基材层在其一个或两个表面具有凹部结构，优选仅在面向保护膜层的表面具有凹部结构；所述凹部结构为凹槽和/或凹点，其可以是规则分布的或者不规则分布的。
9.根据权利要求1-8任一项的可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜，其特征在于：所述凹部结构位于第二基材层面向保护膜层的表面上，其为等间距分布的凹槽和/或凹点；
所述凹部结构相互之间的间距为5微米到500微米；
当所述凹部结构为凹槽时，其优选为长方形凹槽，深度为0.5微米至50微米；当所述凹部结构为凹点时，其优选为半球形凹点，半径为5微米至30微米。
10.根据权利要求1-9任一项的可反复使用的自粘附纳米陶瓷隔热膜，其特征在于：第二基材层在面向保护膜层的表面具有的凹部结构包括凹槽和凹点，凹槽为长方形的，凹点为半球形的，凹槽和凹点等间距相互间隔地均匀分布于第二基材层表面；其中，凹点位于相邻凹槽之间的中部。
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