CN106166883B - 一种隔热膜及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隔热膜及制备方法，提供一款优良隔热膜，使其散热达到最佳隔热效果。本发明的隔热膜自上而下包括三层：护膜层、使用层、剥离层，使用层自上而下包含有：金属硬化层，上透明薄膜，粘层，下透明薄膜，金属氧化物层，粘胶层；护膜层自上而下包括：保护基膜、保护胶层。本发明的产品两层PET基材贴合，使其具备较好的弹性吸振功能，能抗剧烈冲击，500克测试球/100厘米高度冲击测试，可有效需隔热玻璃不受到撞击损害。

Description

一种隔热膜及制备方法
技术领域
本发明涉及一种隔热膜制备技术，具体说，是特别涉及一种隔热窗膜。
背景技术
高温天气尤其在烈日炎炎的的夏天，欲想在自己车厢内或房间内营造一个清凉的环境可以在窗口上贴上一层能有效防晒的隔热膜。隔热膜主要作用是阻挡阳光热量，太阳辐射到地球的光谱根据波长的不同，分为红外线、紫外线，可见光等；他们在太阳光谱中占比重为，红外线占53％、紫外线占3％、可见光占44％，红外线是太阳热量的主要来源，紫外光波长最短能量最高，它导致皮肤黝黑，雀斑，甚至皮肤癌的主要因数，可见光是肉眼唯一能看到太阳光谱；
所以隔热膜主要阻隔对象是太阳辐射中红外线和紫外线，目前市场上阳光隔热膜主要添加吸热型或反射型的物质。放射型主要通过真空喷镀或磁控溅射技术将铝、金、铜、银等金属制成多层至密的高隔热金属膜层。金属材料中的外壳层电子(自由电子)一般没有被原子核束缚，当被光波照射时，光波的电场使自由电子吸收了光的能量，而产生与光相同频率的振荡，此振荡又放出与原来光线相同频率的光，称为光的反射。吸热型主要通过ITO等金属氧化物采用物理镀膜或化学镀膜方法制作成膜。其可将电磁波从空气射入固体折射光线与分子结构由于自由电子相互作用，能使低能级电子或晶格振动子产生激发跃迁到高能级状态而产生光的吸收。然而金属原子虽然有较高反射率，但是过多添加其也将可见光反射出去，影响视觉效果，添加量过少其隔热效果不明显；金属氧化物如ITO等金属氧化物虽有吸收光能起到隔热作用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，为了有效阻止热量，单单吸收是不够度的，本发明提供一款优良隔热膜，其先反射阳光部分能量，后再进行能量吸收，使其散热达到最佳隔热效果，使吸热层因不易吸收能量达到涂层热熔的上限时，从而产生二次辐射再次到车内。
为达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种隔热膜，隔热膜自上而下包括三层：护膜层、使用层、剥离层，使用层自上而下包含有：金属硬化层，上透明薄膜，粘层，下透明薄膜，金属氧化物层，粘胶层；
护膜层自上而下包括：保护基膜、保护胶层；
在上透明薄膜(透明基材)上涂布UV涂料(添加金属粒子的光固化丙烯酸类树脂层)形成金属硬化层；
在下透明薄膜(透明基材)上采用离子化物理气相沉积工艺(IPVD)或磁控溅射方法镀上透明金属氧物作为金属氧化物层；
在下透明薄膜无氧化物处里面(远离金属氧化物层的另一面)涂布一层粘层(粘胶)，上透明薄膜非金属面与粘层(粘胶面)贴合；
在金属氧化物层(隔热膜基膜)远离下透明薄膜的另一面上涂布一层粘胶层(粘胶层)，并在粘胶层(胶层)上覆上一层剥离层；粘胶层采用为PU胶、亚克力胶、硅胶其中一种，剥离力选择1～5gf；
在护膜层的保护基膜上涂布保护胶层(胶层)，并将该保护胶层(胶层)覆在上透明薄膜的金属硬化层上(上透明膜硬化面上)；
上透明薄膜、下透明薄膜基材为PET膜、PE膜、OPP膜中的一种。
在一些实施例中，所述上透明薄膜与下透明薄膜之间任意一面，采用刮刀涂布方法，涂布一层粘层(粘胶)，粘层的粘胶为亚克力胶、PU胶、硅胶一种。
在一些实施例中，方案一：所述粘层的粘胶选用亚克力胶，其剥离力在700～1500gf之间，亚克力胶涂布厚度10～40μm；
方案二：粘层的粘胶为PU胶，PU胶涂布厚度10～40μm；
方案三：粘层的粘胶采用硅胶，用逗号式刮刀涂布硅胶，涂布厚度70～100μm，剥离力为5～30gf。
此处有3个方案，可根据不同的胶水做出不同厚度的粘层。
在一些实施例中，所述金属硬化层的UV涂料的组成及重量份为：
金、银、铝与铜等材料一种或多种 1～5份，
光固化丙烯酸类树脂 30～40份；
金属硬化层是将高导电度的金、银、铝与铜等材料一种或多种，分散于光固化丙烯酸类树脂中，涂布在上透明薄膜(透明基材)上，得到金属硬化层；
光固化丙烯酸类树脂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯等的一种或多种。
在一些实施例中，所述金属硬化层涂布厚度为2～25μm，其中首选微凹辊涂布工艺；金属硬化层的UV涂料经过干燥箱、UV灯照射后固化，膜表面硬度可以达到2H～6H；金属硬化层透光率在63～84％。
在一些实施例中，所述金属硬化层的UV涂料为通过电解法、置换法和加热法，在还原气氛下，用超声波把金属粒子分散于丙烯酸树脂中，得到金属硬化层胶水，其中金属重量和丙烯酸树脂重量比为1～5：30～40；
上透明薄膜(上PET基材)采用网纹管涂布金属硬化层胶水，烘干后经过UV固化，涂布厚度为3μm。
在一些实施例中，所述金属氧化物层是通过化学沉淀法离子化物理气相沉积工艺(IPVD)，偏压磁控溅射方法在下透明薄膜(PET基材)上镀含有ITO(氧化铟锡)、ATO(三氧化二砷)的金属氧化物层(涂覆层)，金属氧化物层(涂覆层)溅射厚度8～60μm。
下透明薄膜(下PET基材)下面通过离子化物理气相沉积工艺(IPVD)，在下透明薄膜(下PET基材)下面镀含有ATO的涂覆层，形成金属氧化物层，厚度9μm。
一种隔热膜的制备方法，方法如下：
在上透明薄膜(透明基材)上涂布UV涂料形成金属硬化层：金属硬化层采用线棒涂布、微凹辊涂布、凹辊涂布及喷涂工艺，涂布在上透明薄膜下面，UV涂料经过干燥箱、UV灯照射后固化，固化后形成金属硬化层；
在下透明薄膜(透明基材)下面采用离子化物理气相沉积工艺(IPVD)或磁控溅射方法镀上透明金属氧物作为金属氧化物层；
在下透明薄膜无氧化物处里面(远离金属氧化物层的另一面)涂布一层粘层(粘胶)，上透明薄膜非金属面与粘层(粘胶面)贴合；
或采用逗号式刮刀涂布亚克力胶水在上透明薄膜基材非金属硬化层涂布亚克力胶水，进过烘箱固化后，贴合下透明薄膜无氧化物处里面(远离金属氧化物层ATO涂覆层的一面)，涂布厚度20μm，胶水剥离力1000gf；
保护基膜采用厚度为50μm的PET基材，涂布硅胶层，胶层厚度15μm，经过烘箱固化后形成保护胶层，保护胶层覆在金属硬化层上；
完成以上工序后，再在金属氧化物层远离下透明薄膜的另一面上涂布一层有机硅胶，胶层厚度50μm，经过烘箱固化后，形成粘胶层(粘胶层)，并在粘胶层(胶层)上覆上一层剥离层；剥离层(PET基材)贴合粘胶层(胶面)，剥离层采用厚度为100μm的PET基材。
在一些实施例中，所述上透明薄膜上表面均匀涂覆UV涂料(添加金属粒子的光固化丙烯酸类树脂层)，其中首选微凹辊涂布工艺，形成金属硬化层；根据成膜后的厚度不同，膜表面硬度可以达到2H～6H；金属硬化层透光率在63～84％；
所述金属氧化物层是通过化学沉淀法离子化物理气相沉积工艺(IPVD)，偏压磁控溅射方法在下透明薄膜(PET基材)上镀含有ITO(氧化铟锡)、ATO(三氧化二砷)的金属氧化物层(涂覆层)，金属氧化物层(涂覆层)对红外线、紫外线进行强吸收，由于具有高透光率性能、本次选着溅射厚度8～60μm。
在一些实施例中，所述金属硬化层UV涂料是通过电解法、置换法或加热法，在还原气氛下，用超声波把金、银、铝与铜材料一种或多种，分散于丙烯酸树脂中，得到金属硬化层胶水，其中金属重量和丙烯酸树脂重量比为1～5：30～40；上透明薄膜(上PET基材)采用网纹管涂布金属硬化层胶水，烘干后经过UV固化，涂布厚度为3μm；
下透明薄膜(下PET基材)上通过离子化物理气相沉积工艺(IPVD)，在下透明薄膜(下PET基材)上镀含有ATO的涂覆层，形成金属氧化物层，金属氧化物层厚度9μm。
本发明的产品两层PET基材贴合，使其具备较好的弹性吸振功能，能抗剧烈冲击，500克测试球/100厘米高度冲击测试，可有效需隔热玻璃不受到撞击损害。
为了有效阻止热量，单单吸收是不够度的，本发明提供一款优良隔热膜应该先反射阳光部分能量，后再进行能量吸收，使其散热达到最佳隔热效果，使吸热层因不易吸收能量达到涂层热熔的上限时，从而产生二次辐射再次到车内，市场上类似隔热隔热膜往往是在金属层和金属氧化层相互贴合，这样增加隔热处理层厚度，就影响透光率，本次选择将金属反射层和金属氧化物反射加吸收层隔开有效减少吸热层不能及时散热，将能量二次辐射再次到车内，且有效提高透光率；
两层PET基材贴合，使其具备较好的弹性吸振功能，能抗剧烈冲击，500克测试球/100厘米高度冲击测试，可有效需隔热玻璃不受到撞击损害；
再在基材透明基材上采用通过添加金属粒子在硬化层上作为金属硬化层，相对传统工艺减少在基材上做金属镀膜处理工序。
附图说明
图1为本发明实施例的整体示意图；
图2为本发明实施例的结构示意图。
附图标记说明：
护膜层10，保护基膜12，保护胶层13，使用层20，金属硬化层22，上透明薄膜23，粘层25，下透明薄膜26，金属氧化物层28，粘胶层29，剥离层30。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本发明的优点与精神，藉由以下通过实施例对本发明做进一步的阐述。
本发明通过以下方法实现：
本发明自上而下包含有：护膜层10、使用层20和剥离层30；使用层20之上设有护膜层10；使用层20之下设有剥离层30。
使用层20自上而下包括：金属硬化层22、上透明薄膜23、粘层25、下透明薄膜26、金属氧化物层28、粘胶层29；
护膜层10自上而下包括：保护基膜12、保护胶层13。
在一个实施例中，在上透明薄膜23(透明基材)上通过添加金属粒子在硬化层上作为金属硬化层22；在下透明薄膜26(透明基材)上采用离子化物理气相沉积工艺(IPVD)或磁控溅射透明金属氧物作为金属氧化物层28。
在下透明薄膜26无氧化物处里面涂布一层粘层25(粘胶)，与上透明薄膜23非金属面与粘层25(粘胶面)贴合。在下透明薄膜26下面涂布一层粘胶层29，并在粘胶层29(胶层)覆上一层剥离层30。
在保护基膜12上涂布保护胶层13，并将该保护胶层13覆在金属硬化层22(上透明薄膜23硬化面)上。
金属硬化层22是将高导电度的金、银、铝与铜等材料一种或多种，分散于光固化丙烯酸类树脂的一种或多种中，涂布得到金属硬化层22；金属硬化层22是涂布在PET基材(上透明薄膜23)上，依靠反射，高效率阻隔红外线的热量。
在下透明薄膜26上，通过化学沉淀法离子化物理气相沉积工艺(IPVD)、偏压磁控溅射方法，在PET基材(下透明薄膜26)上镀含有ITO、ATO(金属氧化物、纳米金属氧化物)的涂覆层，形成金属氧化物层28；金属氧化物层28对红外线、紫外线进行强吸收，由于具有高透光率性能，优选其溅射厚度30～60μm。
金属硬化层22采用线棒涂布、微凹辊涂布、凹辊涂布及喷涂工艺等涂布工艺，在上透明薄膜23上表面均匀涂覆UV涂料，其中首选微凹辊涂布工艺；UV涂料经过干燥箱、UV灯照射后固化，形成金属硬化层22，固化后的UV涂料具有一定的抗刮，耐摩擦的功效；根据成膜后的厚度不同，膜表面硬度可以达到2H～6H；该层透光率在63～84％。
在一个实施例中，具体实施方式为通过电解法、置换法或加热法，在还原气氛下，用超声波把金、银、铝与铜材料一种或多种，分散于丙烯酸树脂中，得到金属硬化层22胶水，其中金属重量和丙烯酸树脂重量比为1～5：30～40；在上透明薄膜23(PET基材)上采用网纹管涂布硬化层胶水，烘干后经过UV固化，涂布厚度为3μm。
上透明薄膜23与下透明薄膜26之间，任意一面，采用刮刀涂布方法，涂布一层粘胶，形成粘层25。由于需求高粘贴性能，粘层25的粘胶为亚克力胶、PU胶、硅胶一种；可选用亚克力胶，要求其剥离力在700～1500gf之间，涂布厚度10～40μm；或采用逗号式刮刀涂布硅胶，由于硅胶具有一定粘贴效果，选择厚度70～100μm，剥离力选择5～30gf；或在隔热膜基膜上涂布胶层PU胶，剥离力选择1～5gf。
在一个实施例中，金属硬化层22为通过电解法，置换法和加热法，在还原气氛下，用超声波分散于丙烯酸树脂中，得到金属硬化层22胶水，其中金属重量和丙烯酸树脂重量比为1～5：30～40。上透明薄膜23上采用网纹管涂布金属硬化层22胶水，烘干后经过UV固化，涂布厚度为3μm。
在一个实施例中，下透明薄膜26上通过离子化物理气相沉积工艺(IPVD)，在PET基材(下透明薄膜26)上镀含有ATO的涂覆层，形成金属氧化物层28，镀层厚度9μm。
在一个实施例中，采用逗号式刮刀涂布亚克力胶水在上透明薄膜23非金属硬化层22一面，涂布亚克力胶水后，进过烘箱固化后，贴合下透明薄膜26非ATO涂覆层一面，涂布厚度20μm，胶水剥离力1000gf。
在一个实施例中，在下透明薄膜26(非贴合面)的金属氧化物层28上涂布一层有机硅胶，经过烘箱固化后，形成粘胶层29，采用剥离层30(PET基材)贴合粘胶层29胶面；剥离层30(PET基材)厚度为100μm，粘胶层29厚度50μm。
粘胶层29采用PU胶、亚克力胶、硅胶其中一种，方案一：粘胶层29的粘胶选用亚克力胶，其剥离力在700～1500gf之间，亚克力胶涂布厚度10～40μm；
方案二：粘胶层29的粘胶为PU胶，PU胶涂布厚度10～40μm；
方案三：粘胶层29的粘胶采用硅胶，用逗号式刮刀涂布硅胶，涂布厚度70～100μm，剥离力为5～30gf。
此处有3个方案，可根据不同的胶水做出不同厚度的粘胶层29。
在一个实施例中，保护基膜12采用厚度为50μm的PET基材，涂布保护胶层13，保护胶层13厚度15μm，经过烘箱固化后，覆在金属硬化层22上。
金属硬化层原料组成配比统计表(重量份)
原料 A组 B组 C组 D组 E组
丙烯酸树脂 30 32 40 35 37
金 0.08 0.1 0.03
银 0.3 0.1 0.5
铝 1 1.5 3 2 1
铜 0.5 1 0.5 1 2
本发明隔热膜测试结果：
红外阻隔率(％) 紫外阻隔率(％) 可见光透过率(％)
67 75 78％
市场上类似隔热隔热膜往往是在金属层和金属氧化层相互贴合，这样增加隔热处理层厚度，要得到良好隔热效果，就影响透光率。本发明的提供一款优良隔热膜该膜；该隔热膜能将阳光部分能量反射后，再进行能量吸收，为使吸热层因不易吸收能量达到涂层热熔的上限，在吸热层设置一层具有散热快效果的粘胶层29，使其可随着室外的空气流动带走一部份热量，使其达到散热达到持续隔热的最佳效果。
以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种隔热膜，其特征在于，所述隔热膜自上而下包括三层：护膜层(10)、使用层(20)、剥离层(30)，所述使用层(20)自上而下包含有：金属硬化层(22)、上透明薄膜(23)、粘层(25)、下透明薄膜(26)、金属氧化物层(28)、粘胶层(29)；
所述护膜层(10)自上而下包括：保护基膜(12)、保护胶层(13)；
所述上透明薄膜(23)上涂布UV涂料形成金属硬化层(22)；
所述下透明薄膜(26)下面采用离子化物理气相沉积工艺或磁控溅射方法，镀上透明金属氧物作为金属氧化物层(28)；
所述下透明薄膜(26)无氧化物处理面涂布一层粘层(25)，所述上透明薄膜(23)非金属面与粘层(25)贴合；
所述金属氧化物层(28)下面涂布一层粘胶层(29)，所述粘胶层(29)上覆上一层剥离层(30)；所述粘胶层(29)采用PU胶、亚克力胶、硅胶其中一种，剥离力选择1～5gf；
所述护膜层(10)的保护基膜(12)上涂布保护胶层(13)，所述保护胶层(13)覆在金属硬化层(22)上；
所述上透明薄膜(23)、下透明薄膜(26)基材为PET膜、PE膜、OPP膜中的一种；
所述金属硬化层(22)的UV涂料的组成及重量份为：
金、银、铝与铜材料一种或多种 1～5份，
光固化丙烯酸类树脂 30～40份；
所述金属硬化层(22)是将金、银、铝与铜材料一种或多种，分散于光固化丙烯酸类树脂中，涂布在上透明薄膜(23)上，得到金属硬化层(22)；
所述光固化丙烯酸类树脂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种隔热膜，其特征在于，所述上透明薄膜(23)与下透明薄膜(26)之间任意一面，采用刮刀涂布方法，涂布一层粘层(25)，所述粘层(25)的粘胶为亚克力胶、PU胶、硅胶其中一种。
3.根据权利要求2所述的一种隔热膜，其特征在于，所述粘层(25)的粘胶选用亚克力胶，亚克力胶涂布厚度10～40μm，其剥离力为700～1500gf；
或所述粘层(25)的粘胶为PU胶，PU胶涂布厚度10～40μm；
或所述粘层(25)的粘胶采用硅胶，用逗号式刮刀涂布硅胶，涂布厚度70～100μm，剥离力为5～30gf。
4.根据权利要求1所述的一种隔热膜，其特征在于，所述金属硬化层(22)涂布厚度为2～25μm，选微凹辊涂布工艺；所述金属硬化层(22)的UV涂料经过干燥箱、UV灯照射后固化，膜表面硬度达到2H～6H；所述金属硬化层(22)透光率为63～84％。
5.根据权利要求1所述的一种隔热膜，其特征在于，所述金属硬化层(22)的UV涂料为通过电解法、置换法和加热法，在还原气氛下，用超声波把金属粒子分散于丙烯酸树脂中，得到金属硬化层(22)的UV涂料胶水，UV涂料中金属重量和丙烯酸树脂重量比为1～5：30～40；
所述上透明薄膜(23)采用网纹管涂布金属硬化层(22)胶水，烘干后经过UV固化，涂布厚度为3μm。
6.根据权利要求1所述的一种隔热膜，其特征在于，所述金属氧化物层(28)是通过化学沉淀法离子化物理气相沉积工艺、偏压磁控溅射方法，在下透明薄膜(26)上镀含有ITO、ATO的金属氧化物层(28)，所述金属氧化物层(28)溅射厚度8～60μm。
7.一种如权利要求1～6任一项所述隔热膜的制备方法，其特征在于，方法如下：
在上透明薄膜(23)上涂布UV涂料形成金属硬化层(22)：金属硬化层(22)采用线棒涂布、微凹辊涂布、凹辊涂布及喷涂工艺，涂布在上透明薄膜(23)下面，UV涂料经过干燥箱、UV灯照射后固化，固化后形成金属硬化层(22)；
在下透明薄膜(26)下面采用离子化物理气相沉积工艺(IPVD)或磁控溅射方法镀上透明金属氧物作为金属氧化物层(28)；
在下透明薄膜(26)无氧化物处理面涂布一层粘层(25)，上透明薄膜(23)非金属面与粘层(25)贴合；
或采用逗号式刮刀涂布亚克力胶水在上透明薄膜(23)基材非金属硬化层涂布亚克力胶水，进过烘箱固化后，贴合下透明薄膜(26)无氧化物处理面，涂布厚度20μm，胶水剥离力1000gf；
保护基膜(12)采用厚度为50μm的PET基材，涂布硅胶层，胶层厚度15μm，经过烘箱固化后形成保护胶层(13)，保护胶层(13)覆在金属硬化层(22)上；
完成以上工序后，在金属氧化物层(28)远离下透明薄膜(26)的另一面上涂布一层有机硅胶，胶层厚度50μm，经过烘箱固化后，形成粘胶层(29)，并在粘胶层(29)上覆上一层剥离层(30)；剥离层(30)采用厚度为100μm的PET基材。
8.根据权利要求7所述隔热膜的制备方法，其特征在于，所述上透明薄膜(23)上表面均匀涂覆UV涂料，选微凹辊涂布工艺，形成金属硬化层(22)，膜表面硬度达到2H～6H；金属硬化层(22)透光率在63～84％；
所述金属氧化物层(28)是通过化学沉淀法离子化物理气相沉积工艺、偏压磁控溅射方法在下透明薄膜(26)上镀含有ITO、ATO的金属氧化物层(28)，金属氧化物层(28)溅射厚度8～60μm。
9.根据权利要求7所述隔热膜的制备方法，其特征在于，所述金属硬化层(22)UV涂料是通过电解法、置换法或加热法，在还原气氛下，用超声波把金、银、铝与铜材料一种或多种，分散于丙烯酸树脂中，得到金属硬化层(22)胶水，其中金属重量和丙烯酸树脂重量比为1～5：30～40；上透明薄膜(23)采用网纹管涂布金属硬化层(22)胶水，烘干后经过UV固化，涂布厚度为3μm；
下透明薄膜(26)下面通过离子化物理气相沉积工艺，在下透明薄膜(26)下面镀含有ATO的涂覆层，形成金属氧化物层(28)，金属氧化物层(28)厚度9μm。
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