CN107351460A - 一种多功能纳米太阳膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于薄膜技术领域，尤其涉及一种多功能纳米太阳膜，包括自上而下依次层叠的自洁耐磨层、防红外层、防紫外层和聚酯离型层，自洁耐磨层由添加有纳米粉体A的高硬度有机硅树脂经涂布固化后形成；防红外层由纳米粉体B和聚酯切片挤出拉伸制成；防紫外层由添加有纳米粉体C的聚丙烯酸酯压敏胶经涂布后形成；聚酯离型层为进行过表面低能化处理的聚酯薄膜。相对于现有技术，本发明的纳米太阳膜不仅具有优异恒定的光学性能和良好的机械性能，而且该太阳膜坚固自洁且耐划伤，从而使用寿命长。另外，本发明还提供一种多功能纳米太阳膜的制备方法，该制备方法生产成本低而、生产效率较高且能耗小。

Description

一种多功能纳米太阳膜及其制备方法

技术领域

本发明属于薄膜技术领域，尤其涉及一种多功能纳米太阳膜及其制备方法。

背景技术

随着经济发展，用于温度调控的能源消耗迅速增长。作为隔热节能环保的有效手段，汽车和建筑玻璃用太阳膜近年来越来越普及。

常见太阳膜分为两大类：染料涂层膜和磁控溅射镀层膜。前者靠不同种类和不同剂量的染料均匀涂覆固化在PET膜表面，起到降低光线透过率的作用；后者通过磁控溅射工艺，将金属等无机材料溅镀于PET膜表面，形成单层或多层镀层，从而起到对光线透过和反射的作用。前者一般来说，仅仅起到对可见光和少部分红外线削弱的作用，而且因降低透光率而导致驾驶员视线不好，易导致交通事故发生；而后者一般由多层金属镀层组成，生产成本高而且生产效率较低，同时其需要在高温高压采用激光冲击形成，在能耗方面浪费较大。除此之外，目前市场上的太阳膜普遍存在容易起雾、表面易沾油污和手印、擦拭易留下明显划痕等问题。这些问题一方面会影响贴膜的美观，更严重的是用作汽车贴膜，会影响驾驶员视线，导致行驶车辆发生危险。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种多功能纳米太阳膜，

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多功能纳米太阳膜，包括自上而下依次层叠结合的自洁耐磨层、防红外层、防紫外层和聚酯离型层，所述自洁耐磨层由添加有纳米粉体A的高硬度有机硅树脂经涂布后形成；所述防红外层由纳米粉体B和聚酯切片挤出拉伸制成；所述防紫外层由添加有纳米粉体C的聚丙烯酸酯压敏胶经涂布固化后形成；所述聚酯离型层为进行过表面低能化处理的聚酯薄膜。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

1)在自洁耐磨层中，纳米粉体A具有自洁功能，从而能减轻现有技术中存在的容易起雾、表面易沾油污和手印的问题；而高硬度有机硅树脂具有较好的耐磨耐刮性能，解决了现有技术中擦拭易留下明显划痕的问题；

2)纳米粉体A、纳米粉体B和纳米粉体C都是稳定性较好的无机纳米材料，将各纳米粉体分别分散到自洁耐磨层、防红外层和防紫外层三层中而非集中于一层，避免了因纳米粉体的加入而带来的机械性能减退；

3)纳米粉体A、纳米粉体B和纳米粉体C都是无机紫外吸收剂，虽然无机紫外吸收剂的紫外吸收能力弱于有机紫外吸收剂，但通过自洁耐磨层、防红外层和防紫外层三层互相配合，其总体紫外吸收效果并不弱于有机紫外吸收剂，而且无机纳米材料的紫外吸收效果并不会随时间减弱，从而延长太阳膜的使用寿命；

4)相对于现有技术中由多层塑料薄膜制成的太阳膜，一方面，本发明的太阳膜厚度比较薄，节省材料，成本较低；另一方面，减少了塑料薄膜的使用量，更加环保。

综上所述，本发明的纳米太阳膜不仅具有优异恒定的光学性能和良好的机械性能，而且该太阳膜坚固自洁且耐划伤，从而使用寿命长。

作为本发明所述的多功能纳米太阳膜的一种改进，所述自洁耐磨层和所述防紫外层的厚度均为3-8um，所述防红外层和所述聚酯离型层的厚度均为20-25um。

作为本发明所述的多功能纳米太阳膜的一种改进，在所述自洁耐磨层中，所述高硬度有机硅树脂的质量含量为60～95％，所述纳米粉体A的质量含量为5～40％。

作为本发明所述的多功能纳米太阳膜的一种改进，在所述防红外层中，所述聚酯切片的质量含量为85～96％，所述纳米粉体B的质量含量为4～15％。

作为本发明所述的多功能纳米太阳膜的一种改进，在所述防紫外层中，所述聚丙烯酸酯压敏胶的质量含量为90～95％，所述纳米粉体C的质量含量为5～10％。

作为本发明所述的多功能纳米太阳膜的一种改进，所述纳米粉体A为纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝和纳米二氧化硅的一种或几种。

作为本发明所述的多功能纳米太阳膜的一种改进，所述纳米粉体B为纳米氧化锡锑、纳米氧化铟锡、纳米氧化钨铯和纳米氧化锌铝的一种或几种。

作为本发明所述的多功能纳米太阳膜的一种改进，所述纳米粉体C为纳米氧化铈、纳米氧化锌、纳米三氧化二铝、纳米氧化钛和纳米氧化铁的一种或几种。

本发明的目的之二在于：提供一种多功能纳米太阳膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚酯切片和纳米粉体B在转速为800～1500r/min的条件下混合2～4h，再于120～150℃的温度下预结晶和干燥，时间为2～4h，得到粉料；将粉料于270～285℃的温度下进行搅拌熔融，并用单螺杆挤出机挤出，得到片材；在80～120℃的温度下，将片材进行纵向横向拉伸得到基膜；在240℃的温度下，紧拉基膜并对其进行热处理，得到防红外层；

2)将纳米粉体A通过行星球磨机均匀分散到无水乙醇中，再与高硬度有机硅树脂进行复配，然后将其涂覆到防红外层的上表面，最后进行红外固化处理，得到自洁耐磨层；以无水乙醇作为溶剂，环保性好且成本较低；高硬度有机树脂的硬度在6H左右，耐磨防划伤，能保护漆膜不被破坏，延长其使用寿命；

3)将纳米粉体C用纳米砂磨机均匀分散在MIBK中，再与聚丙烯酸酯压敏胶进行复配，然后将其涂覆到防红外层的下表面，得到防紫外层；聚丙烯酸酯压敏胶起良好的粘接作用，将防红外层、防紫外层和聚酯离型层粘接起来；

4)将聚酯薄膜进行表面低能化处理得到聚酯离型层，再将自上而下依次层叠的自洁耐磨层、防红外层、防紫外层和聚酯离型层送入覆膜机进行覆膜，最后得到多功能纳米太阳膜。

相比于磁控溅射工艺，本发明的制备方法生产成本低而且生产效率较高，而且不需要在高温高压采用激光冲击形成，在能耗方面浪费较小。

附图说明

图1是本发明中多功能纳米太阳膜的结构示意图。

其中：1-自洁耐磨层，2-防红外层，3-防紫外层，4-聚酯离型层。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式和说明书附图对本发明及其有益效果作进一步详细说明，但是，本发明的具体实施方式并不局限于此。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种多功能纳米太阳膜，包括自上而下依次层叠的自洁耐磨层1、防红外层2、防紫外层3和聚酯离型层4，自洁耐磨层1由添加有纳米二氧化钛的高硬度有机硅树脂经涂布后形成；防红外层2由纳米氧化锡锑和聚酯切片挤出拉伸制成；防紫外层3由添加有纳米氧化锌和纳米三氧化二铝的聚丙烯酸酯压敏胶经涂布固化后形成；聚酯离型层4为进行过表面低能化处理的聚酯薄膜；自洁耐磨层1和防紫外层3的厚度均为3um，防红外层2和聚酯离型层4的厚度均为20um。

其具体的制备方法，包括以下步骤：

1)将85％的聚酯切片和15％的纳米氧化锡锑在转速为800r/min的条件下混合4h，再于120℃的温度下预结晶和干燥，时间为4h，得到粉料；将粉料于270℃的温度下进行搅拌熔融，并用单螺杆挤出机挤出，得到片材；在80℃的温度下，将片材进行纵向横向拉伸得到基膜；在240℃的温度下，紧拉基膜并对其进行热处理，得到防红外层2；

2)将40％的纳米二氧化钛通过行星球磨机均匀分散到无水乙醇中，再与60％的高硬度有机硅树脂进行复配，然后将其涂覆到防红外层2的上表面，最后进行红外固化处理，得到自洁耐磨层1；

3)将7％的纳米氧化锌和3％的纳米三氧化二铝用纳米砂磨机均匀分散在MIBK中，再与90％的聚丙烯酸酯压敏胶进行复配，然后将其涂覆到防红外层2的下表面，得到防紫外层3；

4)将聚酯薄膜进行表面低能化处理得到聚酯离型层4，再将自上而下依次层叠的自洁耐磨层1、防红外层2、防紫外层3和聚酯离型层4送入覆膜机进行覆膜，最后得到多功能纳米太阳膜。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例提供一种多功能纳米太阳膜，包括自上而下依次层叠的自洁耐磨层1、防红外层2、防紫外层3和聚酯离型层4，自洁耐磨层1由添加有纳米二氧化钛和纳米三氧化二铝的高硬度有机硅树脂经涂布后形成；防红外层2由纳米氧化铟锡和聚酯切片挤出拉伸制成；防紫外层3由添加有纳米氧化锌和纳米氧化钛的聚丙烯酸酯压敏胶经涂布固化后形成；聚酯离型层4为进行过表面低能化处理的聚酯薄膜，自洁耐磨层1和防紫外层3的厚度均为4um，防红外层2和聚酯离型层4的厚度均为22um。

其具体的制备方法，包括以下步骤：

1)将88％的聚酯切片和12％的纳米氧化铟锡在转速为1000r/min的条件下混合3.5h，再于130℃的温度下预结晶和干燥，时间为3.5h，得到粉料；将粉料于275℃的温度下进行搅拌熔融，并用单螺杆挤出机挤出，得到片材；在90℃的温度下，将片材进行纵向横向拉伸得到基膜；在240℃的温度下，紧拉基膜并对其进行热处理，得到防红外层2；

2)将20％的纳米二氧化钛和10％的纳米三氧化二铝通过行星球磨机均匀分散到无水乙醇中，再与70％的高硬度有机硅树脂进行复配，然后将其涂覆到防红外层2的上表面，最后进行红外固化处理，得到自洁耐磨层1；

3)将5％的纳米氧化锌和3％的纳米氧化钛用纳米砂磨机均匀分散在MIBK中，再与92％的聚丙烯酸酯压敏胶进行复配，然后将其涂覆到防红外层2的下表面，得到防紫外层3；

4)将聚酯薄膜进行表面低能化处理得到聚酯离型层4，再将自上而下依次层叠的自洁耐磨层1、防红外层2、防紫外层3和聚酯离型层4送入覆膜机进行覆膜，最后得到多功能纳米太阳膜。

实施例3

与实施例1不同的是，本实施例提供一种多功能纳米太阳膜，包括自上而下依次层叠的自洁耐磨层1、防红外层2、防紫外层3和聚酯离型层4，自洁耐磨层1由添加有纳米二氧化钛和纳米二氧化硅的高硬度有机硅树脂经涂布后形成；防红外层2由纳米氧化钨铯和聚酯切片挤出拉伸制成；防紫外层3由添加有纳米氧化铈的聚丙烯酸酯压敏胶经涂布固化后形成；聚酯离型层4为进行过表面低能化处理的聚酯薄膜，自洁耐磨层1和防紫外层3的厚度均为5um，防红外层2和聚酯离型层4的厚度均为23um。

其具体的制备方法，包括以下步骤：

1)将90％的聚酯切片和10％的纳米氧化钨铯在转速为1200r/min的条件下混合3h，再于135℃的温度下预结晶和干燥，时间为3h，得到粉料；将粉料于278℃的温度下进行搅拌熔融，并用单螺杆挤出机挤出，得到片材；在100℃的温度下，将片材进行纵向横向拉伸得到基膜；在240℃的温度下，紧拉基膜并对其进行热处理，得到防红外层2；

2)将10％的纳米二氧化钛和10％的纳米二氧化硅通过行星球磨机均匀分散到无水乙醇中，再与80％的高硬度有机硅树脂进行复配，然后将其涂覆到防红外层2的上表面，最后进行红外固化处理，得到自洁耐磨层1；

3)将7％的纳米氧化铈用纳米砂磨机均匀分散在MIBK中，再与93％的聚丙烯酸酯压敏胶进行复配，然后将其涂覆到防红外层2的下表面，得到防紫外层3；

4)将聚酯薄膜进行表面低能化处理得到聚酯离型层4，再将自上而下依次层叠的自洁耐磨层1、防红外层2、防紫外层3和聚酯离型层4送入覆膜机进行覆膜，最后得到多功能纳米太阳膜。

实施例4

与实施例1不同的是，本实施例提供一种多功能纳米太阳膜，包括自上而下依次层叠的自洁耐磨层1、防红外层2、防紫外层3和聚酯离型层4，自洁耐磨层1由添加有纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝和纳米二氧化硅的高硬度有机硅树脂经涂布后形成；防红外层2由纳米氧化锌铝和聚酯切片挤出拉伸制成；防紫外层3由添加有纳米氧化铈和纳米氧化铁的聚丙烯酸酯压敏胶经涂布固化后形成；聚酯离型层4为进行过表面低能化处理的聚酯薄膜，自洁耐磨层1和防紫外层3的厚度均为6um，防红外层2和聚酯离型层4的厚度均为24um。

其具体的制备方法，包括以下步骤：

1)将92％的聚酯切片和8％的纳米氧化锌铝在转速为1300r/min的条件下混合2.5h，再于140℃的温度下预结晶和干燥，时间为2.5h，得到粉料；将粉料于280℃的温度下进行搅拌熔融，并用单螺杆挤出机挤出，得到片材；在110℃的温度下，将片材进行纵向横向拉伸得到基膜；在240℃的温度下，紧拉基膜并对其进行热处理，得到防红外层2；

2)将4％的纳米二氧化钛、3％的纳米三氧化二铝和3％的纳米二氧化硅通过行星球磨机均匀分散到无水乙醇中，再与90％的高硬度有机硅树脂进行复配，然后将其涂覆到防红外层2的上表面，最后进行红外固化处理，得到自洁耐磨层1；

3)将4％的纳米氧化铈和2％的纳米氧化铁用纳米砂磨机均匀分散在MIBK中，再与94％的聚丙烯酸酯压敏胶进行复配，然后将其涂覆到防红外层2的下表面，得到防紫外层3；

4)将聚酯薄膜进行表面低能化处理得到聚酯离型层4，再将自上而下依次层叠的自洁耐磨层1、防红外层2、防紫外层3和聚酯离型层4送入覆膜机进行覆膜，最后得到多功能纳米太阳膜。

实施例5

与实施例1不同的是，本实施例提供一种多功能纳米太阳膜，包括自上而下依次层叠的自洁耐磨层1、防红外层2、防紫外层3和聚酯离型层4，自洁耐磨层1由添加有纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝和纳米二氧化硅的高硬度有机硅树脂经涂布后形成；防红外层2由纳米氧化锡锑和纳米氧化锌铝和聚酯切片挤出拉伸制成；防紫外层3由添加有纳米氧化铈、纳米氧化钛和纳米氧化铁的聚丙烯酸酯压敏胶经涂布固化后形成；聚酯离型层4为进行过表面低能化处理的聚酯薄膜，自洁耐磨层1和防紫外层3的厚度均为8um，防红外层2和聚酯离型层4的厚度均为25um。

其具体的制备方法，包括以下步骤：

1)将96％的聚酯切片、2％的纳米氧化锡锑和2％的纳米氧化锌铝在转速为1500r/min的条件下混合2h，再于150℃的温度下预结晶和干燥，时间为2h，得到粉料；将粉料于285℃的温度下进行搅拌熔融，并用单螺杆挤出机挤出，得到片材；在120℃的温度下，将片材进行纵向横向拉伸得到基膜；在240℃的温度下，紧拉基膜并对其进行热处理，得到防红外层2；

2)将2％的纳米二氧化钛、1.5％的纳米三氧化二铝和1.5％的纳米二氧化硅通过行星球磨机均匀分散到无水乙醇中，再与95％的高硬度有机硅树脂进行复配，然后将其涂覆到防红外层2的上表面，最后进行红外固化处理，得到自洁耐磨层1；

3)将2％的纳米氧化铈、1％的纳米氧化钛和2％的纳米氧化铁用纳米砂磨机均匀分散在MIBK中，再与95％的聚丙烯酸酯压敏胶进行复配，然后将其涂覆到防红外层2的下表面，得到防紫外层3；

4)将聚酯薄膜进行表面低能化处理得到聚酯离型层4，再将自上而下依次层叠的自洁耐磨层1、防红外层2、防紫外层3和聚酯离型层4送入覆膜机进行覆膜，最后得到多功能纳米太阳膜。

性能测试

对实施例1～5的多功能纳米太阳膜进行测试，测试结果如表1。

表1测试结果

由表1可以看出，一方面，实施例1～5的多功能纳米太阳膜表面都是洁净光滑的，这是因为本发明设置了自洁耐磨层，其具有自洁、耐磨耐刮伤的性能；另一方面，实施例1～5的多功能纳米太阳膜其可见光透过率、红外线阻隔率以及紫外线阻隔率都很高，特别是其紫外先阻隔率，这是因为本发明将纳米粉体分别分散于自洁耐磨层、防红外层和防紫外层中，而不是单独集于一层，通过自洁耐磨层、防红外层和防紫外层三层互相配合，其总体紫外吸收效果较好，而且无机纳米材料的紫外吸收效果并不会随时间减弱，从而能延长太阳膜的使用寿命。由此可见，本发明的纳米太阳膜不仅具有良好的机械性能，还具有优异恒定的光学性能。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种多功能纳米太阳膜，其特征在于：包括自上而下依次层叠的自洁耐磨层、防红外层、防紫外层和聚酯离型层，所述自洁耐磨层由添加有纳米粉体A的高硬度有机硅树脂经涂布固化后形成；所述防红外层由纳米粉体B和聚酯切片挤出拉伸制成；所述防紫外层由添加有纳米粉体C的聚丙烯酸酯压敏胶经涂布后形成；所述聚酯离型层为进行过表面低能化处理的聚酯薄膜。

2.根据权利要求1所述的多功能纳米太阳膜，其特征在于：所述自洁耐磨层和所述防紫外层的厚度均为3-8um，所述防红外层和所述聚酯离型层的厚度均为20-25um。

3.根据权利要求1所述的多功能纳米太阳膜，其特征在于：在所述自洁耐磨层中，所述高硬度有机硅树脂的质量含量为60～95％，所述纳米粉体A的质量含量为5～40％。

4.根据权利要求1所述的多功能纳米太阳膜，其特征在于：在所述防红外层中，所述聚酯切片的质量含量为85～96％，所述纳米粉体A的质量含量为4～15％。

5.根据权利要求1所述的多功能纳米太阳膜，其特征在于：在所述防紫外层中，所述聚丙烯酸酯压敏胶的质量含量为90～95％，所述纳米材料的质量含量为5～10％。

6.根据权利要求1所述的多功能纳米太阳膜，其特征在于：所述纳米粉体A为纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝和纳米二氧化硅的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的多功能纳米太阳膜，其特征在于：所述纳米粉体B为纳米氧化锡锑、纳米氧化铟锡、纳米氧化钨铯和纳米氧化锌铝的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的多功能纳米太阳膜，其特征在于：所述纳米粉体C为纳米氧化铈、纳米氧化锌、纳米三氧化二铝、纳米氧化钛和纳米氧化铁的一种或几种。

9.一种权利要求1至8任一项所述的多功能纳米太阳膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将聚酯切片和纳米粉体B在转速为800～1500r/min的条件下混合2～4h，再于120～150℃的温度下预结晶和干燥，时间为2～4h，得到粉料；将粉料于270～285℃的温度下进行搅拌熔融，并用单螺杆挤出机挤出，得到片材；在80～120℃的温度下，将片材进行纵向横向拉伸得到基膜；在240℃的温度下，紧拉基膜并对其进行热处理，得到防红外层；

2)将纳米粉体A通过行星球磨机均匀分散到无水乙醇中，再与高硬度有机硅树脂进行复配，然后将其涂覆到防红外层的上表面，最后进行红外固化处理，得到自洁耐磨层；

3)将纳米粉体C用纳米砂磨机均匀分散在MIBK中，再与聚丙烯酸酯压敏胶进行复配，然后将其涂覆到防红外层的下表面，得到防紫外层；

4)将聚酯薄膜进行表面低能化处理得到聚酯离型层，再将自上而下依次层叠的自洁耐磨层、防红外层、防紫外层和聚酯离型层送入覆膜机进行覆膜，最后得到多功能纳米太阳膜。