CN107090089B - 一种隔热pvc薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种隔热pvc薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种隔热PVC薄膜，包括隔热层和变色层，隔热层的原料包含以下重量份的组分：100份的丙烯酸酯或聚氨酯，10～33.3份的固化剂，10～33.3份的溶剂，和2～8份的隔热颜料；变色层的原料包含以下重量份的组分：100份的丙烯酸酯或聚氨酯，10～33.3份的固化剂，10～33.3份的溶剂，0.1～0.8份的抗UV剂，和0.5～5份的光干涉颜料。同时，本发明公开了所述隔热PVC薄膜的制备方法。本发明选用反应型的双组分涂层体系，通过两次辊涂工艺相继在PVC薄膜载体上涂覆含隔热颜料的隔热层和溶解有抗UV添加剂以及混合有光干涉效果珠光颜料的变色层，干燥固化后获得的PVC漆膜具有良好的柔韧性和耐候、耐刮花性能，兼具有出色的隔热功能和变色效果。

Description

一种隔热PVC薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车装饰技术领域，尤其是一种隔热PVC薄膜及其制备方法。
背景技术
现有的隔热型PVC薄膜一般是直接往PVC配方中加入能反射红外光的隔热颜料，经过压延或流延工艺制备，由于成本限制，隔热颜料的用量有限，因而在PVC薄膜中相对含量不高，成品所获得的隔热效果很有限。现有的变色PVC薄膜一般是将含有光干涉效果珠光颜料的透明PVC薄膜与彩色的PVC薄膜通过热熔贴合获得，或是直接把光干涉效果珠光颜料印刷在彩色PVC薄膜表面制成。由于现有的隔热膜和变色膜功能单一且不耐刮花，在实际应用中受到限制，仅作为对耐刮花要求不高的短期装饰应用。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种耐刮花且功能多样的隔热PVC薄膜。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种隔热PVC薄膜，包括隔热层和变色层，所述隔热层的原料包含以下重量份的组分：100份的丙烯酸酯或聚氨酯，10～33.3份的固化剂，10～33.3份的溶剂，和2～8份的隔热颜料；所述变色层的原料包含以下重量份的组分：100份的丙烯酸酯或聚氨酯，10～33.3份的固化剂，10～33.3份的溶剂，0.1～0.8份的抗UV剂，和0.5～5份的光干涉颜料。
优选地，所述丙烯酸酯为羟基丙稀酸树脂。
优选地，所述聚氨酯为聚醚树脂。
优选地，所述固化剂为六亚甲基二异氰酸酯或异氰酸酯。
优选地，所述隔热颜料为钒酸铋或二萘嵌苯。
优选地，所述抗UV剂为UV吸收剂，所述UV吸收剂选自二苯甲酮和苯并三唑。
优选地，所述光干涉颜料为包覆有至少两层金属氧化物的云母片，所述金属氧化物选自二氧化钛、氧化铁、和氧化锆。应当说明的是，金属氧化物选取一些高折射率的氧化物。
作为本发明的另一方面，本发明还提供了上述隔热PVC薄膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照所述隔热层配比，称取丙烯酸酯或聚氨酯，和固化剂，分别用溶剂稀释后混合均匀，加入隔热颜料，混合均匀后再加入溶剂稀释至粘度14～18秒，转移到PVC薄膜上，形成隔热层，经过烘箱干燥后收卷；
(2)按照所述变色层配比，称取丙烯酸酯或聚氨酯，和固化剂，分别用溶剂稀释后混合均匀，相继加入抗UV剂、光干涉颜料，混合均匀，然后加入溶剂稀释至粘度14～18秒，转移到步骤(1)所得带有隔热层的PVC薄膜上，经过烘箱干燥后收卷，最后，在60℃以下放置熟化，即得所述的隔热PVC薄膜。
应当说明的是，本发明中的溶剂可以是酮或酯，所述酮为丁酮或环己酮，所述酯为乙酸乙酯；本发明中的粘度都是采用察恩杯4#杯测得的。
优选地，所述步骤(1)中粘度为16秒，所述步骤(2)中粘度为15秒。本申请的发明人经多次试验后发现，当步骤(1)中粘度为16秒，步骤(2)中粘度为15秒时，本发明的隔热PVC薄膜在柔韧性、耐候性、耐刮花性能、隔热功能和变色效果方面俱佳。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明选用反应型的双组分涂层体系，通过两次辊涂工艺相继在PVC薄膜载体上涂覆含隔热颜料的隔热层和溶解有抗UV添加剂以及混合有光干涉效果珠光颜料的变色层，干燥固化后获得的PVC漆膜具有良好的柔韧性和耐候、耐刮花性能，兼具有出色的隔热功能和变色效果。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述一种隔热PVC薄膜的一种实施例，其制备方法包括以下步骤：(1)首先，用搅拌机搅拌羟基丙稀酸树脂三分钟，使其分布均匀，然后称量100份，然后，再称量六亚甲基二异氰酸酯10份，并加入33.3份的丁酮，使其与六亚甲基二异氰酸酯充分混合后，边搅拌边缓慢加入到称好的羟基丙稀酸树脂涂料中，然后，加入2份钒酸铋并搅拌均匀；用粘度杯测量混合后的物料的粘度，利用丁酮将物料的粘度调节在14秒，最后，将调好的物料加入到辊涂的循环泵里面等待开机；
(2)放卷：
把准备好的PVC薄膜在放卷机安装好，并牵引其先后通过涂布辊，接着通过烘箱，最后在收卷机固定；
(3)开机：
调整好辊轮间隙，把速度调节在20M/Min左右，烘箱温度控制在60度；每30分钟测量一次粘度，当粘度大于18·秒时及时补充溶剂；
(4)收卷：
收卷压力控制在5Kg之间，具体视速度而定，与速度成正比；
(5)与步骤(1)类似，用搅拌机搅拌聚醚树脂三分钟，使其分布均匀，然后称量100份，然后，再称量六亚甲基二异氰酸酯33.3份，并加入10份的环己酮，使其与六亚甲基二异氰酸酯充分混合后，边搅拌边缓慢加入到称好的聚醚树脂涂料中；然后，加入0.1份的二苯甲酮和5份的包覆有两层二氧化钛的云母片(光干涉颜料)，并搅拌均匀；用粘度杯测量混合后的物料的粘度，利用环己酮将物料的粘度调节在18秒，最后，将调好的物料加入到辊涂的循环泵里面等待开机；
(6)放卷：
把准备好的第一次辊涂获得隔热涂层的PVC薄膜在放卷机安装好，并牵引其先后通过涂布辊(涂层涂在隔热层上)，接着通过烘箱，最后在收卷机固定；
(7)开机：
调整好辊轮间隙，把速度调节在20M/Min左右，烘箱温度控制在65度；每30分钟测量一次粘度，当粘度大于18秒时及时补充溶剂；
(8)收卷：
收卷压力控制在20Kg之间，具体视速度而定，与速度成正比；
(9)固化(熟化)：
60℃温度下熟化5天，即得到所述的隔热PVC薄膜。
实施例2
本发明所述一种隔热PVC薄膜的一种实施例，其制备方法包括以下步骤：(1)首先，用搅拌机搅拌聚醚树脂三分钟，使其分布均匀，然后称量100份，然后，再称量异氰酸酯16份，并加入27份的乙酸乙酯，使其与异氰酸酯充分混合后，边搅拌边缓慢加入到称好的聚醚树脂涂料中，然后，加入3份二萘嵌苯并搅拌均匀；用粘度杯测量混合后的物料的粘度，利用乙酸乙酯将物料的粘度调节在15秒，最后，将调好的物料加入到辊涂的循环泵里面等待开机；
(2)放卷：
把准备好的PVC薄膜在放卷机安装好，并牵引其先后通过涂布辊，接着通过烘箱，最后在收卷机固定；
(3)开机：
调整好辊轮间隙，把速度调节在20M/Min左右，烘箱温度控制在61度；
每30分钟测量一次粘度，当粘度大于18秒时及时补充溶剂；
(4)收卷：
收卷压力控制在9Kg之间，具体视速度而定，与速度成正比；
(5)与步骤(1)类似，用搅拌机搅拌羟基丙稀酸树脂三分钟，使其分布均匀，然后称量100份，然后，再称量异氰酸酯16份，并加入27份的丁酮，使其与异氰酸酯充分混合后，边搅拌边缓慢加入到称好的羟基丙稀酸树脂涂料中；然后，加入0.3份的苯并三唑和1.2份的包覆有三层氧化铁的云母片，并搅拌均匀；用粘度杯测量混合后的物料的粘度，利用丁酮将物料的粘度调节在16秒，最后，将调好的物料加入到辊涂的循环泵里面等待开机；
(6)放卷：
把准备好的第一次辊涂获得隔热涂层的PVC薄膜在放卷机安装好，并牵引其先后通过涂布辊(涂层涂在隔热层上)，接着通过烘箱，最后在收卷机固定；
(7)开机：
调整好辊轮间隙，把速度调节在20M/Min左右，烘箱温度控制在62度；每30分钟测量一次粘度，当粘度大于18秒时及时补充溶剂；
(8)收卷：
收卷压力控制在9Kg之间，具体视速度而定，与速度成正比；
(9)固化(熟化)：
25℃温度下熟化6天，即得到所述的隔热PVC薄膜。
实施例3
本发明所述一种隔热PVC薄膜的一种实施例，其制备方法包括以下步骤：(1)首先，用搅拌机搅拌羟基丙稀酸树脂三分钟，使其分布均匀，然后称量100份，然后，再称量六亚甲基二异氰酸酯22份，并加入20份的环己酮，使其与六亚甲基二异氰酸酯充分混合后，边搅拌边缓慢加入到称好的羟基丙稀酸树脂涂料中，然后，加入5份的钒酸铋并搅拌均匀；用粘度杯测量混合后的物料的粘度，利用环己酮将物料的粘度调节在15秒，最后，将调好的物料加入到辊涂的循环泵里面等待开机；
(2)放卷：
把准备好的PVC薄膜在放卷机安装好，并牵引其先后通过涂布辊，接着通过烘箱，最后在收卷机固定；
(3)开机：
调整好辊轮间隙，把速度调节在20M/Min左右，烘箱温度控制在63度；
每30分钟测量一次粘度，当粘度大于18秒时及时补充溶剂；
(4)收卷：
收卷压力控制在13Kg之间，具体视速度而定，与速度成正比；
(5)与步骤(1)类似，用搅拌机搅拌聚醚树脂三分钟，使其分布均匀，然后称量100份，然后，再称量异氰酸酯20份，并加入16份的乙酸乙酯，使其与异氰酸酯充分混合后，边搅拌边缓慢加入到称好的聚醚树脂涂料中；然后，加入0.5份的二苯甲酮和2.4份的包覆有三层氧化锆的云母片，并搅拌均匀；用粘度杯测量混合后的物料的粘度，利用乙酸乙酯将物料的粘度调节在16秒，最后，将调好的物料加入到辊涂的循环泵里面等待开机；
(6)放卷：
把准备好的第一次辊涂获得隔热涂层的PVC薄膜在放卷机安装好，并牵引其先后通过涂布辊(涂层涂在隔热层上)，接着通过烘箱，最后在收卷机固定；
(7)开机：
调整好辊轮间隙，把速度调节在20M/Min左右，烘箱温度控制在64度；每30分钟测量一次粘度，当粘度大于18秒时及时补充溶剂；
(8)收卷：
收卷压力控制在17Kg之间，具体视速度而定，与速度成正比；
(9)固化(熟化)：
42℃温度下熟化5天，即得到所述的隔热PVC薄膜。
实施例4
本发明所述一种隔热PVC薄膜的一种实施例，其制备方法包括以下步骤：(1)首先，用搅拌机搅拌聚醚树脂三分钟，使其分布均匀，然后称量100份，然后，再称量六亚甲基二异氰酸酯28份，并加入13份的丁酮，使其与六亚甲基二异氰酸酯充分混合后，边搅拌边缓慢加入到称好的聚醚树脂涂料中，然后，加入6份的二萘嵌苯并搅拌均匀；用粘度杯测量混合后的物料的粘度，利用丁酮将物料的粘度调节在17秒，最后，将调好的物料加入到辊涂的循环泵里面等待开机；
(2)放卷：
把准备好的PVC薄膜在放卷机安装好，并牵引其先后通过涂布辊，接着通过烘箱，最后在收卷机固定；
(3)开机：
调整好辊轮间隙，把速度调节在20M/Min左右，烘箱温度控制在64度；
每30分钟测量一次粘度，当粘度大于18秒时及时补充溶剂；
(4)收卷：
收卷压力控制在18Kg之间，具体视速度而定，与速度成正比；
(5)与步骤(1)类似，用搅拌机搅拌羟基丙稀酸树脂三分钟，使其分布均匀，然后称量100份，然后，再称量六亚甲基二异氰酸酯29份，并加入14份的丁酮，使其与六亚甲基二异氰酸酯充分混合后，边搅拌边缓慢加入到称好的羟基丙稀酸树脂涂料中；然后，加入0.7份的苯并三唑和3.8份的包覆有两层二氧化钛的云母片，并搅拌均匀；用粘度杯测量混合后的物料的粘度，利用丁酮将物料的粘度调节在15秒，最后，将调好的物料加入到辊涂的循环泵里面等待开机；
(6)放卷：
把准备好的第一次辊涂获得隔热涂层的PVC薄膜在放卷机安装好，并牵引其先后通过涂布辊(涂层涂在隔热层上)，接着通过烘箱，最后在收卷机固定；
(7)开机：
调整好辊轮间隙，把速度调节在20M/Min左右，烘箱温度控制在63度；每30分钟测量一次粘度，当粘度大于18秒时及时补充溶剂；
(8)收卷：
收卷压力控制在7Kg之间，具体视速度而定，与速度成正比；
(9)固化(熟化)：
53℃温度下熟化7天，即得到所述的隔热PVC薄膜。
实施例5
本发明所述一种隔热PVC薄膜的一种实施例，其制备方法包括以下步骤：(1)首先，用搅拌机搅拌羟基丙稀酸树脂三分钟，使其分布均匀，然后称量100份，然后，再称量异氰酸酯33.3份，并加入10份的环己酮，使其与异氰酸酯充分混合后，边搅拌边缓慢加入到称好的羟基丙稀酸树脂涂料中，然后，加入8份的钒酸铋并搅拌均匀；用粘度杯测量混合后的物料的粘度，利用环己酮将物料的粘度调节在18秒，最后，将调好的物料加入到辊涂的循环泵里面等待开机；
(2)放卷：
把准备好的PVC薄膜在放卷机安装好，并牵引其先后通过涂布辊，接着通过烘箱，最后在收卷机固定；
(3)开机：
调整好辊轮间隙，把速度调节在20M/Min左右，烘箱温度控制在65度；每30分钟测量一次粘度，当粘度大于18秒时及时补充溶剂；
(4)收卷：
收卷压力控制在20Kg之间，具体视速度而定，与速度成正比；
(5)与步骤(1)类似，用搅拌机搅拌羟基丙稀酸树脂三分钟，使其分布均匀，然后称量100份，然后，再称量六亚甲基二异氰酸酯10份，并加入33.3份的环己酮，使其与六亚甲基二异氰酸酯充分混合后，边搅拌边缓慢加入到称好的羟基丙稀酸树脂涂料中；然后，加入0.8份的二苯甲酮和0.5份的包覆有三层氧化锆的云母片，并搅拌均匀；用粘度杯测量混合后的物料的粘度，利用环己酮将物料的粘度调节在14秒，最后，将调好的物料加入到辊涂的循环泵里面等待开机；
(6)放卷：
把准备好的第一次辊涂获得隔热涂层的PVC薄膜在放卷机安装好，并牵引其先后通过涂布辊(涂层涂在隔热层上)，接着通过烘箱，最后在收卷机固定；
(7)开机：
调整好辊轮间隙，把速度调节在20M/Min左右，烘箱温度控制在60度；每30分钟测量一次粘度，当粘度大于18秒时及时补充溶剂；
(8)收卷：
收卷压力控制在5Kg之间，具体视速度而定，与速度成正比；
(9)固化(熟化)：
32℃温度下熟化7天，即得到所述的隔热PVC薄膜。
实施例6本发明的PVC薄膜的耐刮性能测试
测试对象:
从市场购买的一种普通PVC薄膜(采用普通的印刷油墨、添加金属作为涂层)、实施例1-5的薄膜和作为比较例的薄膜a、b和c，其中，薄膜a:配方及组分用量、制备方法与实施例3相同，区别仅在于：步骤1中粘度调节在14秒，步骤5中粘度调节在18秒；
薄膜b：配方及组分用量、制备方法与实施例3相同，区别仅在于：步骤1中粘度调节在18秒，步骤5中粘度调节在14秒；
薄膜c:配方及组分用量、制备方法与实施例3相同，区别仅在于：步骤1中粘度调节在15秒，步骤5中粘度调节在16秒；
测试标准：DIN 68861-4，1981-12；
测试结果：如表1所示；
表1本发明薄膜耐刮性能测试结果
测试样品 测试结果(等级)
普通PVC薄膜 4E
薄膜a 4D
薄膜b 4D
薄膜c 4D
实施例1的薄膜 4D
实施例2的薄膜 4D
实施例3的薄膜 4D
实施例4的薄膜 4D
实施例5的薄膜 4D
从表1可知，本发明的实施例1-5的薄膜和薄膜a、b、c的耐刮性能均优于普通的PVC薄膜。
实施例7本发明的PVC薄膜的延展性能测试
测试对象:
从市场购买的一种普通PVC薄膜(采用普通的印刷油墨、添加金属作为涂层)、实施例1-5的薄膜和作为比较例的薄膜a、b和c，其中，薄膜a:配方及组分用量、制备方法与实施例3相同，区别仅在于：步骤1中粘度调节在14秒，步骤5中粘度调节在18秒；
薄膜b：配方及组分用量、制备方法与实施例3相同，区别仅在于：步骤1中粘度调节在18秒，步骤5中粘度调节在14秒；
薄膜c:配方及组分用量、制备方法与实施例3相同，区别仅在于：步骤1中粘度调节在15秒，步骤5中粘度调节在16秒；
测试标准：ASTM D882；
测试方法：
(1)分别在样品的横封、生产方向位置用指定的哑铃形模具裁切纵横各2个试片，自试片中心点向两侧各量取20mm，并划出标线。
(2)测定标线内至少5点之厚度，取其最小值，并按下式计算其断面积：
断面积(mm2)＝最小厚度(mm)×试片宽度(mm)
(3)把试片置于拉力机上，以200mm/min的速度拉至试片断裂，记录试片拉伸过程中出现的最大值(荷重)，并测定试片断裂时，标线间的距离(如标线外断裂，则舍弃不计)。
(4)按下式计算伸长率：
伸长率(％)＝100﹪×(L1-L0)/L0
L0：原标线间距离(mm)
L1：断裂时标线间距离(mm)
测试结果：如表2所示。
表2本发明薄膜延展性能测试结果
如表2所示，本发明的PVC薄膜和其它组的PVC的延展性能明显优于普通的PVC薄膜，其中，采用实施例3的方法制得的薄膜的横向伸长率和纵向伸长率最佳，说明实施例3的薄膜具有最佳的延展性能。
实施例8本发明的PVC薄膜的耐候性能测试
测试对象:
从市场购买的一种普通PVC薄膜(采用普通的印刷油墨、添加金属作为涂层)、实施例1-5的薄膜和作为比较例的薄膜a、b和c，其中，薄膜a:配方及组分用量、制备方法与实施例3相同，区别仅在于：步骤1中粘度调节在14秒，步骤5中粘度调节在18秒；
薄膜b：配方及组分用量、制备方法与实施例3相同，区别仅在于：步骤1中粘度调节在18秒，步骤5中粘度调节在14秒；
薄膜c:配方及组分用量、制备方法与实施例3相同，区别仅在于：步骤1中粘度调节在15秒，步骤5中粘度调节在16秒；测试标准：ISO 105-A02：1993或DIN EN 20105-A02：1994；
测试时长：1000小时；
测试结果：如表3所示。
表3本发明薄膜耐候性能测试结果
从表3可知，本发明的实施例1-5的薄膜和薄膜a、b、c的颜色色差值均小于普通PVC薄膜；其中实施例5的薄膜的色差值最小，表明其耐候性最佳。
实施例9本发明薄膜隔热性能测试
测试对象:
从市场购买的一种普通PVC薄膜(采用普通的印刷油墨、添加金属作为涂层)、实施例1-5的薄膜和作为比较例的薄膜a、b和c，其中，薄膜a:配方及组分用量、制备方法与实施例3相同，区别仅在于：步骤1中粘度调节在14秒，步骤5中粘度调节在18秒；
薄膜b：配方及组分用量、制备方法与实施例3相同，区别仅在于：步骤1中粘度调节在18秒，步骤5中粘度调节在14秒；
薄膜c:配方及组分用量、制备方法与实施例3相同，区别仅在于：步骤1中粘度调节在15秒，步骤5中粘度调节在16秒；
测试方法(企业标准)：
以一定功率的红外加热灯作为热源，在距离热源1米的位置放置薄膜样品固定架，分别将常规PVC薄膜和本发明的有隔热功能的PVC薄膜置于样品固定架上，用红外测温仪测定背向热源薄膜表面的温度，常规薄膜与有隔热功能薄膜的温度差即为隔热效果。
测试结果：如表4所示。
表4本发明薄膜隔热性能测试结果
从表4可以看出，本发明的薄膜的隔热效果明显优于普通组和其它组的PVC薄膜，其中，实施例3、4和5的方法制得的薄膜隔热实现的温差为更佳的5℃以上，说明其具有更佳的隔热性能。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种隔热PVC薄膜，其特征在于，包括相互紧贴的隔热层和变色层，所述隔热层的原料包含以下重量份的组分：100份的羟基丙烯酸树脂或聚醚树脂，10～33.3份的六亚甲基二异氰酸酯，10～33.3份的溶剂，和2～8份的钒酸铋或二萘嵌苯；所述变色层的原料包含以下重量份的组分：100份的羟基丙烯酸树脂或聚醚树脂，10～33.3份的六亚甲基二异氰酸酯，10～33.3份的溶剂，0.1～0.8份的UV吸收剂，和0.5～5份的光干涉颜料，所述光干涉颜料为包覆有至少两层金属氧化物的云母片。
2.如权利要求1所述的隔热PVC薄膜，其特征在于，所述UV吸收剂选自二苯甲酮和苯并三唑。
3.如权利要求1所述的隔热PVC薄膜，其特征在于，所述金属氧化物选自二氧化钛、氧化铁、和氧化锆。
4.如权利要求1-3任一项所述的隔热PVC薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照所述隔热层配比，称取羟基丙烯酸酯或聚醚树脂，和六亚甲基二异氰酸酯，分别用溶剂稀释后混合均匀，加入钒酸铋或二萘嵌苯，混合均匀后再加入溶剂稀释至粘度14～18秒，转移到PVC薄膜上，形成隔热层，经过烘箱干燥后收卷；
(2)按照所述变色层配比，称取羟基丙烯酸酯或聚醚树脂，和六亚甲基二异氰酸酯，分别用溶剂稀释后混合均匀，相继加入UV吸收剂、光干涉颜料，混合均匀，然后加入溶剂稀释至粘度14～18秒，转移到步骤(1)所得带有隔热层的PVC薄膜上，经过烘箱干燥后收卷，最后，在60℃以下放置熟化，即得所述的隔热PVC薄膜。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中粘度为16秒，所述步骤(2)中粘度为15秒。
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