CN110588117A - 一种复合型窗膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本公开一些实施方式中提供的一种复合型窗膜，由下至上依次为聚氨酯涂层、电晕层、PCT层、PA层和PVDF层，该复合型窗膜的总厚度为35.6μm至48.7μm，该方案通过各层的复合，使得复合型窗膜具有高阻隔、抗穿刺、阻燃、耐高温特性，从而大大优化了窗膜的综合性能。并且，由于限定复合型窗膜的总厚度，使得该复合型窗膜具有良好的柔性，加宽了复合型窗膜的应用范围。

Description

一种复合型窗膜及其制备方法
技术领域
本公开涉及薄膜领域，尤其涉及一种复合型窗膜及其制备方法。
背景技术
随着近几年节能环保的趋势，建筑、汽车、安全等行业对玻璃窗膜的需求越来越大，窗膜能够有效阻隔紫外线和红外线，大大减小了太阳光有害辐射的危害，起到了保护和隔热的效果。
申请号为201711037910.7公开了一种聚酯薄膜所述的聚酯薄膜的原料组分按重量份数计如下所示：有机紫外线吸收剂10-15份、光稳定剂3-8份、抗氧化剂3-5份、分散剂1-3份、聚对苯二甲酸乙二醇酯40-50份、羧酸类改性共聚酯40-50份。该聚酯薄膜有着优良的物理化学性能，厚度薄、透明度高、耐温性好、不易黄变，是制造窗膜的理想材料，但是该薄膜只有基础的防紫外、防红外的功能，没有解决膜表面阻隔性不高、耐温性一般、无阻燃效果、底面吸附力低等缺陷，无法满足更全面的使用要求。
发明内容
针对现有技术中窗膜表面阻隔性不高的技术问题，本公开提供一种复合型窗膜及制备方法。
在第一方面，本公开的一些实施方式提供了一种复合型窗膜，包括由下至上依次设置的聚氨酯涂布层、电晕层、PCT层、PA层和PVDF层，其中，该复合型窗膜的总厚度为35.6μm至48.7μm。
本公开一些实施方式中提供的一种复合型窗膜，由下至上依次为聚氨酯涂层、电晕层、PCT层、PA层和PVDF层，该复合型窗膜的总厚度为35.6μm至48.7μm，该方案通过各层的复合，使得复合型窗膜具有高阻隔、抗穿刺、阻燃、耐高温特性，从而大大优化了复合型窗膜的性能。并且，由于限定复合型窗膜的总厚度，使得该复合型窗膜具有良好的柔性，加宽了复合型窗膜的应用范围。
作为优选，所述聚氨酯涂布层的可见光透过率大于80％。
优化了复合型窗膜的性能。
作为优选，所述PCT层包括重量占PCT层总重95％至100％的光学级PCT切片，其余为基窗膜母切片，所述基窗膜母切片包括5％的紫外吸收剂2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、3％的红外吸收剂1-苄基-2-[3-(1-苄基-1,3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-2(3H)-亚基)-1-丙烯-1-基]-1,3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-3-鎓六氟磷酸盐、2％的黑绿色母、90％的PCT。
该方案使得PCT层具有良好的性能，进而优化了复合型窗膜的性能。
作为优选，所述PA层包括占PA层总重0％至10％的双(4-羧苯基)苯基氧化膦(BCPPO)PA基母切片。
优化了PA层的性能，进而优化了复合型窗膜的性能。
作为优选，所述PVDF层的可见光透过率大于78％。
该方案大大优化了PVDF层的性能，进而优化了复合型窗膜的性能。
在第二方面，本公开提供一种复合型窗膜的制备方法，包括如下步骤：
将PCT层、PA层、PVDF层原料分别经290℃至300℃高温熔融、1.5mbr至2mbr抽真空、13μm至15μm过滤制得各层熔体，其中，PCT层包括重量占PCT层总重95％至100％的光学级PCT切片，其余为基窗膜母切片，所述PA层包括占PA层总重0％至10％的双(4-羧苯基)苯基氧化膦PA基母切片；
将制得的各层熔体在模头中汇合挤出制得三层共挤结构；
将制得的三层共挤结构贴附至28℃至31℃冷鼓表面经冷却得到铸片，所得铸片经牵引进入纵拉区进行纵向拉伸形成薄料，其中，纵向拉伸预热段温度为67℃至72℃，拉伸段温度为73℃至76℃，远红外温度为100℃至125℃，定型段温度为30℃至40℃，拉伸倍率为2.9至3.4，纵拉后的薄料在PCT层表面经6kw至8kw高压电晕后，使用聚氨酯涂料对电晕面进行单面涂布，涂布速度为65m/min至85m/min，涂布完成后再将薄料牵引进入横拉区进行横向拉伸、高温定型后得到双向拉伸薄膜，其中，横向拉伸预热区的温度为95℃至110℃，拉伸区温度为110℃至125℃，定型区温度为225℃至235℃。
本公开一些实施方式提供的一种复合型窗膜的制备方法，通过合理的限定各工艺参数，使得制得的复合型窗膜具有良好的稳定性，即各层之间不易剥离，从而大大优化了复合型窗膜的性能，延长了复合型窗膜的使用寿命。并且，通过相关原料的合理配比，使得复合型窗膜具有高阻隔、抗穿刺、阻燃、耐高温特性。
作为优选，该制备方法还包括对双向拉伸薄膜进行测厚反馈、展平、除静电处理，然后对除静电处理后的双向拉伸薄膜收卷，形成复合型窗膜。
该方案使得复合型窗膜易于收纳包装，优化了复合型窗膜的性能。
作为优选，所述基窗膜母切片包括5％的紫外吸收剂2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、3％的红外吸收剂1-苄基-2-[3-(1-苄基-1,3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-2(3H)-亚基)-1-丙烯-1-基]-1,3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-3-鎓六氟磷酸盐、2％的黑绿色母、90％的PCT。
该方案使得PCT层具有良好的性能，大大优化了复合型窗膜的性能。
作为优选，所述聚氨酯涂布层的可见光透过率大于80％。
优化了复合型窗膜的性能。
作为优选，所述PVDF层的可见光透过率大于78％。
优化了复合型窗膜的性能。
附图说明
以下附图仅是示例性的，并非是本公开技术方案的全部附图，本领域技术人员可以根据本公开的技术方案获得其它附图。
图1为本公开一种实施方式的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开作进一步描述，以下实施方式仅是示例性的，并非是本公开技术方案的全部实施方式。
如图1，在第一方面，本公开的一些实施方式提供了一种复合型窗膜，包括由下至上依次设置的聚氨酯涂布层1、电晕层2、PCT层3、PA层4和PVDF层5，其中，该复合型窗膜的总厚度为35.6μm至48.7μm。
本方案中，复合型窗膜的具体厚度不做详细限定，本领域技术人员可以根据具体的应用环境合理选择，示例性的，复合型窗膜的厚度越厚，相应的性能越好，但是其柔性也越差，具体的可以根据使用环境对复合型窗膜性能的要求选择合理的厚度。
在一些可能的实施方案中，所述聚氨酯涂布层1的可见光透过率大于80％。
在一些可能的实施方案中，所述PCT层3包括重量占PCT层3总重95％至100％的光学级PCT切片，其余为基窗膜母切片，所述基窗膜母切片包括5％的紫外吸收剂2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、3％的红外吸收剂1-苄基-2-[3-(1-苄基-1,3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-2(3H)-亚基)-1-丙烯-1-基]-1,3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-3-鎓六氟磷酸盐、2％的黑绿色母、90％的PCT。
本方案中PCT层也可以不包含基窗膜母切片，本领域技术人员可以根据具体的应用需要合理选择。
在一些可能的实施方案中，所述PA层包括占PA层总重0％至10％的双(4-羧苯基)苯基氧化膦PA基母切片。
在一些可能的实施方案中，所述PVDF层的可见光透过率大于78％。
上述述语：
PCT：聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯的简称，也称聚对苯二甲酸环己撑二亚甲基酯树脂。
PA：聚酰胺。
PVDF：聚偏氟乙烯。
在第二方面，本公开提供一种复合型窗膜的制备方法，包括如下步骤：
将PCT层、PA层、PVDF层原料分别经290℃至300℃高温熔融、1.5mbr至2mbr抽真空、13μm至15μm过滤制得各层熔体，其中，PCT层包括重量占PCT层总重95％至100％的光学级PCT切片，其余为基窗膜母切片，所述PA层包括占PA层总重0％至10％的双(4-羧苯基)苯基氧化膦(BCPPO)PA基母切片；
将制得的各层熔体在模头中汇合挤出制得三层共挤结构；
将制得的三层共挤结构贴附至28℃至31℃冷鼓表面经冷却得到铸片，所得铸片经牵引进入纵拉区进行纵向拉伸形成薄料，其中，纵向拉伸预热段温度为67℃至72℃，拉伸段温度为73℃至76℃，远红外温度为100℃至125℃，定型段温度为30℃至40℃，拉伸倍率为2.9至3.4，纵拉后的薄料在PCT层表面经6kw至8kw高压电晕后，使用聚氨酯涂料对电晕面进行单面涂布，涂布速度为65m/min至85m/min，涂布完成后再将薄料牵引进入横拉区进行横向拉伸、高温定型后得到双向拉伸薄膜，其中，横向拉伸预热区的温度为95℃至110℃，拉伸区温度为110℃至125℃，定型区温度为225℃至235℃。
在一些实施方案中，该制备方法还包括对双向拉伸薄膜进行测厚反馈、展平、除静电处理，然后对除静电处理后的双向拉伸薄膜收卷，形成复合型窗膜。
在一些实施方案中，所述基窗膜母切片包括5％的紫外吸收剂2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、3％的红外吸收剂1-苄基-2-[3-(1-苄基-1,3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-2(3H)-亚基)-1-丙烯-1-基]-1,3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-3-鎓六氟磷酸盐、2％的黑绿色母、90％的PCT。
在一些实施方案中，所述聚氨酯涂布层的可见光透过率大于80％。
在一些实施方案中，所述PVDF层的可见光透过率大于78％。
以上对本公开的一些实施方案进行详细介绍，下面以具体实施例的方式介绍几种可能的具体实施方式，以下实施方案的介绍将使本公开的有益效果变得显而易见。为便于介绍，以下实施例中A层为聚氨酯涂布层，B层为电晕层，C层为PCT层，D层为PA层，E层为PVDF层。
其中：
A层聚氨酯涂布层的厚度可以为：0.5μm至1μm。
B层电晕层的厚度可以为：0.1μm至0.2μm。
C层PCT层的厚度可以为：20μm至25μm。
D层PA层的厚度可以为：10μm至15μm。
E层PVDF层的厚度可以为：5μm至7.5μm。
实施例1
(1)、将C层原料(97％光学级PCT切片，3％窗膜母切片)通过吸料系统送至一号挤出机相应的料仓内，控制原料配比，加料至一号挤出机中，挤出量为400kg/h，经290℃高温熔融、1.5mbr抽真空、15μm蝶式过滤器过滤处理后，除去原料熔体中的水分、低熔点挥发物质以及杂质后进入熔体管道作为一号挤出机挤出熔体；
(2)、将D层原料(含8％BCPPO)的PA基阻燃母切片通过吸料系统送至二号挤出机相应的料仓内，加料至二号挤出机中，挤出量为200kg/h，经240℃熔融、1.5mbr抽真空、15μm蝶式过滤器过滤处理后，除去原料熔体中的水分、低熔点挥发物质以及杂质后进入熔体管道作为二号挤出机挤出熔体；
(3)、将E层原料PVDF母切片通过吸料系统送至三号挤出机相应的料仓内，加料至三号挤出机中，挤出量为100kg/h，经190℃熔融、1.5mbr抽真空、15μm蝶式过滤器过滤处理后，除去原料熔体中的水分、低熔点挥发物质以及杂质后进入熔体管道作为三号挤出机挤出熔体；
(4)、将步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)所得的一号、二号、三号挤出熔体在模头中汇合挤出，形成三层共挤的结构；
(5)、由步骤(4)模头挤出的混合熔体贴附到28℃冷鼓表面经冷却得到铸片，所得铸片经牵引进入纵拉区进行纵向拉伸形成薄膜，预热段温度为67℃，拉伸段温度为73℃，远红外温度为100℃，定型段温度为30℃，拉伸倍率为2.9，纵拉后的薄膜C层表面经6kw高压电晕后，使用PU涂料对电晕面进行单面涂布，涂布速度为65m/min，获得PU涂布层，涂布完成后再牵引进入横拉区进行横向拉伸、高温定型后得到双向拉伸薄膜，横拉箱预热区的温度为95℃，拉伸区温度为110℃，定型区温度为225℃；
(6)、步骤(5)所得的薄膜进入牵引系统进行测厚反馈、展平、除静电和收卷，制得ABCDE五层结构的高性能窗膜。
实施例2
(1)、将C层原料(96％光学级PCT切片，4％窗膜母切片)通过吸料系统送至一号挤出机相应的料仓内，控制原料配比，加料至一号挤出机中，挤出量为500kg/h，经295℃高温熔融、1.75mbr抽真空、15μm蝶式过滤器过滤处理后，除去原料熔体中的水分、低熔点挥发物质以及杂质后进入熔体管道作为一号挤出机挤出熔体；
(2)、将D层原料(含9％BCPPO)的PA基阻燃母切片通过吸料系统送至二号挤出机相应的料仓内，加料至二号挤出机中，挤出量为300kg/h，经245℃熔融、1.75mbr抽真空、15μm蝶式过滤器过滤处理后，除去原料熔体中的水分、低熔点挥发物质以及杂质后进入熔体管道作为二号挤出机挤出熔体；
(3)、将E层原料PVDF母切片通过吸料系统送至三号挤出机相应的料仓内，加料至三号挤出机中，挤出量为200kg/h，经195℃熔融、1.75mbr抽真空、15μm蝶式过滤器过滤处理后，除去原料熔体中的水分、低熔点挥发物质以及杂质后进入熔体管道作为三号挤出机挤出熔体；
(4)、将步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)所得的一号、二号、三号挤出熔体在模头中汇合挤出，形成三层共挤的结构；
(5)、由步骤(4)模头挤出的混合熔体贴附到29.5℃冷鼓表面经冷却得到铸片，所得铸片经牵引进入纵拉区进行纵向拉伸形成薄膜，预热段温度为69.5℃，拉伸段温度为74.5℃，远红外温度为115℃，定型段温度为35℃，拉伸倍率为3.1，纵拉后的薄膜C层表面经7kw高压电晕后，使用PU涂料对电晕面进行单面涂布，涂布速度为75m/min，获得PU涂布层，涂布完成后再牵引进入横拉区进行横向拉伸、高温定型后得到双向拉伸薄膜，横拉箱预热区的温度为105℃，拉伸区温度为117.5℃，定型区温度为230℃；
(6)、步骤(5)所得的薄膜进入牵引系统进行测厚反馈、展平、除静电和收卷，制得ABCDE五层结构的高性能窗膜。
实施例3
(1)、将C层原料(95％光学级PCT切片，5％窗膜母切片)通过吸料系统送至一号挤出机相应的料仓内，控制原料配比，加料至一号挤出机中，挤出量为600kg/h，经300℃高温熔融、2mbr抽真空、15μm蝶式过滤器过滤处理后，除去原料熔体中的水分、低熔点挥发物质以及杂质后进入熔体管道作为一号挤出机挤出熔体；
(2)、将D层原料(含10％BCPPO)的PA基阻燃母切片通过吸料系统送至二号挤出机相应的料仓内，加料至二号挤出机中，挤出量为500kg/h，经250℃熔融、2mbr抽真空、15μm蝶式过滤器过滤处理后，除去原料熔体中的水分、低熔点挥发物质以及杂质后进入熔体管道作为二号挤出机挤出熔体；
(3)、将E层原料PVDF母切片通过吸料系统送至三号挤出机相应的料仓内，加料至三号挤出机中，挤出量为300kg/h，经200℃熔融、2mbr抽真空、15μm蝶式过滤器过滤处理后，除去原料熔体中的水分、低熔点挥发物质以及杂质后进入熔体管道作为三号挤出机挤出熔体；
(4)、将步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)所得的一号、二号、三号挤出熔体在模头中汇合挤出，形成三层共挤的结构；
(5)、由步骤(4)模头挤出的混合熔体贴附到31℃冷鼓表面经冷却得到铸片，所得铸片经牵引进入纵拉区进行纵向拉伸形成薄膜，预热段温度为72℃，拉伸段温度为76℃，远红外温度为125℃，定型段温度为40℃，拉伸倍率为3.4，纵拉后的薄膜C层表面经8kw高压电晕后，使用PU涂料对电晕面进行单面涂布，涂布速度为85m/min，获得PU涂布层，涂布完成后再牵引进入横拉区进行横向拉伸、高温定型后得到双向拉伸薄膜，横拉箱预热区的温度为110℃，拉伸区温度为125℃，定型区温度为235℃；
(6)、步骤(5)所得的薄膜进入牵引系统进行测厚反馈、展平、除静电和收卷，制得ABCDE五层结构的高性能窗膜。
实施例4
(1)、将C层原料(100％光学级PET切片)通过吸料系统送至一号挤出机相应的料仓内，控制原料配比，加料至一号挤出机中，挤出量为600kg/h，经300℃高温熔融、2mbr抽真空、15μm蝶式过滤器过滤处理后，除去原料熔体中的水分、低熔点挥发物质以及杂质后进入熔体管道作为一号挤出机挤出熔体；
(2)、将D层原料不含阻燃剂的透明PA切片通过吸料系统送至二号挤出机相应的料仓内，加料至二号挤出机中，挤出量为500kg/h，经250℃熔融、2mbr抽真空、15μm蝶式过滤器过滤处理后，除去原料熔体中的水分、低熔点挥发物质以及杂质后进入熔体管道作为二号挤出机挤出熔体；
(3)、将E层原料PVDF母切片通过吸料系统送至三号挤出机相应的料仓内，加料至三号挤出机中，挤出量为300kg/h，经200℃熔融、2mbr抽真空、15μm蝶式过滤器过滤处理后，除去原料熔体中的水分、低熔点挥发物质以及杂质后进入熔体管道作为三号挤出机挤出熔体；
(4)、将步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)所得的一号、二号、三号挤出熔体在模头中汇合挤出，形成三层共挤的结构；
(5)、由步骤(4)模头挤出的混合熔体贴附到31℃冷鼓表面经冷却得到铸片，所得铸片经牵引进入纵拉区进行纵向拉伸形成薄膜，预热段温度为72℃，拉伸段温度为76℃，远红外温度为125℃，定型段温度为40℃，拉伸倍率为3.4，纵拉后的薄膜C层表面经8kw高压电晕后，使用PU涂料对电晕面进行单面涂布，涂布速度为85m/min，获得PU涂布层，涂布完成后再牵引进入横拉区进行横向拉伸、高温定型后得到双向拉伸薄膜，横拉箱预热区的温度为110℃，拉伸区温度为125℃，定型区温度为235℃；
(6)、步骤(5)所得的薄膜进入牵引系统进行测厚反馈、展平、除静电和收卷，制得ABCDE五层结构的高性能窗膜。
各实施例的试验结果数据见表1所示：
表1：
由表1可知，随着D层中阻燃剂比例的提高，窗膜的阻燃效果逐步提升；随着C层中窗膜母切片质量分数的增加，窗膜的紫外透过率和红外透过率降低，抗紫外、抗红外性能提升；C层中PCT材料的耐热变形温度明显要高于传统的PET材料。
以上结合附图介绍了本公开几种可能的实施方式，显而易见地，这些实施方式并非是本公开的全部实施方式，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下，也可以依据本公技术方案获取其它实施方式，但是，这些实施方式仍属于本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种复合型窗膜，其特征是：包括由下至上依次设置的聚氨酯涂布层(1)、电晕层(2)、PCT层(3)、PA层(4)和PVDF层(5)，其中，该复合型窗膜的总厚度为35.6μm至48.7μm。
2.根据权利要求1所述的复合型窗膜，其特征是：所述聚氨酯涂布层(1)的可见光透过率大于80％。
3.根据权利要求1所述的复合型窗膜，其特征是：所述PCT层(3)包括重量占PCT层(3)总重95％至100％的光学级PCT切片，其余为基窗膜母切片，所述基窗膜母切片包括5％的紫外吸收剂2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、3％的红外吸收剂1-苄基-2-[3-(1-苄基-1,3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-2(3H)-亚基)-1-丙烯-1-基]-1,3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-3-鎓六氟磷酸盐、2％的黑绿色母、90％的PCT。
4.根据权利要求1所述的复合型窗膜，其特征是：所述PA层(4)包括占PA层(4)总重0％至10％的双(4-羧苯基)苯基氧化膦(BCPPO)PA基母切片。
5.根据权利要求1所述的复合型窗膜，其特征是：所述PVDF层(5)的可见光透过率大于78％。
6.一种复合型窗膜的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
将PCT层(3)、PA层(4)、PVDF层(5)原料分别经290℃至300℃高温熔融、1.5mbr至2mbr抽真空、13μm至15μm过滤制得各层熔体，其中，PCT层(3)包括重量占PCT层(3)总重95％至100％的光学级PCT切片，其余为基窗膜母切片，所述PA层(4)包括占PA层(4)总重0％至10％的双(4-羧苯基)苯基氧化膦PA基母切片；
将制得的各层熔体在模头中汇合挤出制得三层共挤结构；
将制得的三层共挤结构贴附至28℃至31℃冷鼓表面经冷却得到铸片，所得铸片经牵引进入纵拉区进行纵向拉伸形成薄料，其中，纵向拉伸预热段温度为67℃至72℃，拉伸段温度为73℃至76℃，远红外温度为100℃至125℃，定型段温度为30℃至40℃，拉伸倍率为2.9至3.4，纵拉后的薄料在PCT层(3)表面经6kw至8kw高压电晕后，使用聚氨酯涂料对电晕面进行单面涂布，涂布速度为65m/min至85m/min，涂布完成后再将薄料牵引进入横拉区进行横向拉伸、高温定型后得到双向拉伸薄膜，其中，横向拉伸预热区的温度为95℃至110℃，拉伸区温度为110℃至125℃，定型区温度为225℃至235℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征是：该制备方法还包括对双向拉伸薄膜进行测厚反馈、展平、除静电处理，然后对除静电处理后的双向拉伸薄膜收卷，形成复合型窗膜。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征是：所述基窗膜母切片包括5％的紫外吸收剂2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、3％的红外吸收剂1-苄基-2-[3-(1-苄基-1,3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-2(3H)-亚基)-1-丙烯-1-基]-1,3-二甲基-1H-苯并[e]吲哚-3-鎓六氟磷酸盐、2％的黑绿色母、90％的PCT。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征是：所述聚氨酯涂布层(1)的可见光透过率大于80％。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征是：所述PVDF层(5)的可见光透过率大于78％。
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