CN110776834A - 一种玻璃贴膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玻璃贴膜，所述玻璃贴膜由以下重量份数的原料组成：100份改性PET树脂、1‑15份改性母粒、0.2～1.2份偶联剂和1.5～3.5份添加剂组成；所述改性母粒为苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆无机氧化物固体颗粒。本发明的玻璃贴膜，具有良好的隔热、抗紫外线、抗干扰、抗氧化和易维护等综合性能。本发明还公开了一种玻璃贴膜的制备方法，即提高了玻璃贴膜的综合性能，又使玻璃贴膜的整体性能更加均一，延长了其使用寿命，更加利于大规模推广应用。

Description

一种玻璃贴膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃贴膜的技术领域，尤其涉及一种玻璃贴膜及其制备方法。
背景技术
玻璃贴膜是指用于在汽车玻璃、建筑玻璃或其他玻璃表面粘贴一层薄薄的玻璃膜产品。一般而言，玻璃贴膜是一种单层或多层的功能化聚酯复合薄膜材料(PET)，通过使用真空多层金属镀层技术、离子技术以及薄膜物理、精细化工技术等，使其具有极佳的清晰度、极好的强度和耐久性以及极高的隔热效率、抗冲击能力或装饰等性能，通过背胶粘附在玻璃等材质表面上，以改善玻璃的性能。主要用于汽车玻璃、建筑门窗玻璃以及手机显示屏、电视显示屏等领域，使之具有保温、隔热、节能、防爆、美化外观、遮避私密和安全防护等功能。
玻璃贴膜除了具有隔热要求有良好的隔热性以及透视性外，对抗紫外线的要求也越来越苛刻。当皮肤接受紫外线过度暴晒后，会损伤表皮细胞；活化酪胺酸酶，加速色素合成，破坏皮肤的保湿功能，使皮肤变得干燥，让真皮层中的弹力纤维受损，使细纹产生。在强烈照射下，还会造成肌肤发炎、灼伤。有异常情形时，则会变成色素性的皮肤癌等。另外，现有玻璃贴膜含有金属层，对车内或室内的GPS卫星导航系统容易产生信号干扰，从而影响GPS卫星导航系统、无线电通讯和移动电话的信号接收。
因此，如何开发一款具良好隔热性能、强抗紫外线性能和强抗干扰的玻璃贴膜是本领域技术人员长期关注的一个问题，尽管市场上已经出现一些玻璃贴膜，但其性能仍然差强人意。
发明内容
鉴于以上现有技术的不足之处，本发明要解决的技术问题就是针对玻璃贴膜其隔热、抗紫外线性能、抗干扰、抗氧化、难以维护的不足问题，提供一种玻璃贴膜及其制备方法，即提高了玻璃贴膜的隔热、抗紫外线、抗干扰、抗氧化性能，又使玻璃贴膜的整体性能更加均一，更加易于维护，延长了其使用寿命，更加利于大规模推广应用。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种玻璃贴膜，所述玻璃贴膜由以下重量份数的原料组成：100份改性PET树脂、1～15份改性母粒、0.2～1.2份偶联剂和1.5～3.5份添加剂组成；所述改性母粒为苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆无机氧化物固体颗粒。
优选的，所述改性PET树脂为笼型倍半硅氧烷改性PET树脂。
优选的，所述笼型倍半硅氧烷为多羟基笼型倍半硅氧烷。
所述笼型倍半硅氧烷改性PET树脂通过在对苯二甲酸和乙二醇的原料中加入多羟基笼型倍半硅氧烷进行缩聚反应制备得到，所述多羟基笼型倍半硅氧烷加入的量占所述原料的质量百分比为1～10％。
通过笼型倍半硅氧烷改性PET树脂，提高了玻璃贴膜的热稳定性、隔热性和抗氧化性能，通过笼型倍半硅氧烷的羟基化，提高苯并咪唑二酮类化合物作为紫外线吸收剂和改性PET树脂的结合牢度，有效防止无机氧化物固体颗粒的析出降低玻璃贴膜的抗紫外线性能和热稳定性；本发明制备得到的改性母粒，可促进苯并咪唑二酮类化合物对紫外线的能量吸收转变为热能散失的速度，提高了对紫外线的吸收率，延长了玻璃贴膜的使用寿命。
优选的，所述苯并咪唑二酮类化合物为5-羟基-1,2,6-三甲基-1H-苯并咪唑-4,7-二酮和/或2-(羟基甲基)-1H-苯并咪唑-4,7-二酮。
优选的，无机氧化物固体颗粒为二氧化钛、二氧化硅中的至少一种。
优选的，所述改性母粒的微粒尺寸为50～500nm。改性母粒的微粒尺寸越小，对紫外线反射和散色作用的效果越加明显。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-540、硅烷偶联剂KH-570、硅烷偶联剂JH-V171、硅烷偶联剂JH-M902中的至少一种。
优选的，所述添加剂由质量比为10～15：3～8：0.5～3.5：8～27的聚乙二醇、硅酸钠、气凝胶炭黑和月桂醇三乙二醇醚硫酸酯钠盐组成。
添加剂不仅与玻璃基体有很强的结合力，而且使制备得到的玻璃贴膜具有更强的平展性，表面光泽无缺陷，易于多次反复粘贴操作，本添加剂同时可促使改性母粒乳化后均匀分散在PET主体成分中，从而使玻璃贴膜整体抗紫外线性能更佳优异。
相应的、一种如上述玻璃贴膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1：将苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂分散于乙醇的水溶液中，搅拌均匀后，形成包覆液，备用；
S2：将无机氧化物固体颗粒在流化床反应器处于流化状态中，关闭流化床反应器的进出口阀门，通入夹带有所述步骤S1配制的包覆液的超临界二氧化碳流体，在超临界状态下，搅拌混合1～8min，降低出口压力，使苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆在无机氧化物固体颗粒表面，经过过滤、洗涤、干燥后，得到改性母粒；所述超临界二氧化碳流体的临界温度为34～40℃，临界压力为75～90atm；
S3：称取步骤S2制得的改性母粒1～15份，偶联剂0.2～1.2份、添加剂1.5～3.5份和改性PET树脂100份搅拌混合均匀后，形成铸膜液，将所述铸膜液注入模具中，置于40～60℃的干燥箱内干燥6～12h，取出、冷却、揭膜，得到所述玻璃贴膜。
优选的，所述苯并咪唑二酮类化合物、改性PET树脂和乙醇的水溶液的质量比为5～25：1～8：100；所述乙醇的水溶液浓度为90wt％。
本发明通过超临界二氧化碳流体技术实现苯并咪唑二酮类化合物和PET树脂包覆无机氧化物固体颗粒，制备得到的改性母粒不仅微粒尺寸可控，形态分布均匀，稳定性好，而且易于均匀地分散在铸膜液中，防止改性母粒在铸膜液中发生团聚和析出现象。同时，协同增强了无机氧化物固体颗粒和苯并咪唑二酮类化合物的抗紫外线和隔热功效，使玻璃贴膜抗紫外线和隔热性能的均一性得到提高。
本发明将改性后的无机氧化物固体颗粒均匀分散在铸膜液中，利用无机氧化物固体颗粒对紫外线的反射和散色作用，从而防止和减少紫外线透过玻璃贴膜，起到防紫外线透光的效应；同时，利用苯并咪唑二酮类化合物吸收紫外光，并进行能量转换，以热能形式或无害低辐射将能量释放或消耗；通过玻璃贴膜中无机氧化物固体颗粒和有机物质的协同作用，起到增强玻璃贴膜防紫外线的功效。
本发明的有益效果：
本发明的玻璃贴膜，不含金属层，应用在汽车或建筑玻璃门窗上，不会对车内或室内的电子接收信号产生干扰，具有较强的抗干扰性能。
本发明的改性母粒为苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆无机氧化物固体颗粒，通过改性母粒的均匀添加，提高了玻璃贴膜的耐热、抗紫外线、抗氧化等性能。
本发明的添加剂不仅与玻璃基体有很强的结合力，而且使制备得到的玻璃贴膜具有更强的平展性，表面光泽无缺陷，易于多次反复粘贴操作，本添加剂同时可促使改性无机氧化物固体颗粒乳化后均匀分散在PET主体成分中，从而使玻璃贴膜整体抗紫外线性能更佳优异，其添加的气凝胶炭黑进一步提高了玻璃贴膜的隔热性能。
本发明的玻璃贴膜制备方法工艺简单、成本低廉、环境友好，所制备得到的玻璃贴膜综合性能优异，具有良好的市场应用前景。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种玻璃贴膜，所述玻璃贴膜由以下重量份数的原料组成：100份改性PET树脂、7份改性母粒、0.8份偶联剂和2.5份添加剂组成；所述改性母粒为苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆无机氧化物固体颗粒。
所述改性PET树脂为多羟基笼型倍半硅氧烷改性PET树脂。
所述笼型倍半硅氧烷改性PET树脂通过在对苯二甲酸和乙二醇的原料中加入多羟基笼型倍半硅氧烷进行缩聚反应制备得到，所述多羟基笼型倍半硅氧烷加入的量占所述原料的质量百分比为5.5％。
所述苯并咪唑二酮类化合物为5-羟基-1,2,6-三甲基-1H-苯并咪唑-4,7-二酮。
无机氧化物固体颗粒为二氧化钛。
所述改性母粒的微粒尺寸为300nm。
所述偶联剂由质量比为1：1的硅烷偶联剂KH-540、硅烷偶联剂JH-V171组成。
所述添加剂由质量比为10：3：0.5：8的聚乙二醇、硅酸钠、气凝胶炭黑和月桂醇三乙二醇醚硫酸酯钠盐组成。
相应的、一种如上述玻璃贴膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1：将苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂分散于乙醇的水溶液中，搅拌均匀后，形成包覆液，备用；所述苯并咪唑二酮类化合物、改性PET树脂和乙醇的水溶液的质量比为5：1：100；所述乙醇的水溶液浓度为90wt％；
S2：将无机氧化物固体颗粒在流化床反应器处于流化状态中，关闭流化床反应器的进出口阀门，通入夹带有所述步骤S1配制的包覆液的超临界二氧化碳流体，在超临界状态下，搅拌混合1min，降低出口压力，使苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆在无机氧化物固体颗粒表面，经过过滤、洗涤、干燥后，得到改性母粒；所述超临界二氧化碳流体的临界温度为36℃，临界压力为75atm；
S3：称取步骤S2制得的改性母粒7份，偶联剂0.8份、添加剂2.5份和改性PET树脂100份搅拌混合均匀后，形成铸膜液，将所述铸膜液注入模具中，置于40℃的干燥箱内干燥6h，取出、冷却、揭膜，得到所述玻璃贴膜。
实施例2
一种玻璃贴膜，所述玻璃贴膜由以下重量份数的原料组成：100份改性PET树脂、4份改性母粒、0.5份偶联剂和2份添加剂组成；所述改性母粒为苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆无机氧化物固体颗粒。
所述改性PET树脂为多羟基笼型倍半硅氧烷改性PET树脂。
所述笼型倍半硅氧烷改性PET树脂通过在对苯二甲酸和乙二醇的原料中加入多羟基笼型倍半硅氧烷进行缩聚反应制备得到，所述多羟基笼型倍半硅氧烷加入的量占所述原料的质量百分比为3％。
所述苯并咪唑二酮类化合物为2-(羟基甲基)-1H-苯并咪唑-4,7-二酮。
无机氧化物固体颗粒为二氧化硅。
所述改性母粒的微粒尺寸为100nm。
所述偶联剂由质量比为1：1的硅烷偶联剂KH-570、硅烷偶联剂JH-M902组成。
所述添加剂由质量比为12：5：1.8：14的聚乙二醇、硅酸钠、气凝胶炭黑和月桂醇三乙二醇醚硫酸酯钠盐组成。
相应的、一种如上述玻璃贴膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1：将苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂分散于乙醇的水溶液中，搅拌均匀后，形成包覆液，备用；所述苯并咪唑二酮类化合物、改性PET树脂和乙醇的水溶液的质量比为12：5：100；所述乙醇的水溶液浓度为90wt％；
S2：将无机氧化物固体颗粒在流化床反应器处于流化状态中，关闭流化床反应器的进出口阀门，通入夹带有所述步骤S1配制的包覆液的超临界二氧化碳流体，在超临界状态下，搅拌混合3min，降低出口压力，使苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆在无机氧化物固体颗粒表面，经过过滤、洗涤、干燥后，得到改性母粒；所述超临界二氧化碳流体的临界温度为36℃，临界压力为80atm；
S3：称取步骤S2制得的改性母粒4份，偶联剂0.5份、添加剂2份和改性PET树脂100份搅拌混合均匀后，形成铸膜液，将所述铸膜液注入模具中，置于50℃的干燥箱内干燥8h，取出、冷却、揭膜，得到所述玻璃贴膜。
实施例3
一种玻璃贴膜，所述玻璃贴膜由以下重量份数的原料组成：100份改性PET树脂、12份改性母粒、1.0份偶联剂和3份添加剂组成；所述改性母粒为苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆无机氧化物固体颗粒。
所述改性PET树脂为多羟基笼型倍半硅氧烷改性PET树脂。
所述笼型倍半硅氧烷改性PET树脂通过在对苯二甲酸和乙二醇的原料中加入多羟基笼型倍半硅氧烷进行缩聚反应制备得到，所述多羟基笼型倍半硅氧烷加入的量占所述原料的质量百分比为8％。
所述苯并咪唑二酮类化合物质量比为1：1的5-羟基-1,2,6-三甲基-1H-苯并咪唑-4,7-二酮和2-(羟基甲基)-1H-苯并咪唑-4,7-二酮组成。
无机氧化物固体颗粒由质量比为0.8：1的二氧化钛和二氧化硅组成。
所述改性母粒的微粒尺寸为400nm。
所述偶联剂由质量比1：1的硅烷偶联剂KH-540、硅烷偶联剂JH-M902组成。
所述添加剂由质量比为15：8：3.5：27的聚乙二醇、硅酸钠、气凝胶炭黑和月桂醇三乙二醇醚硫酸酯钠盐组成。
相应的、一种如上述玻璃贴膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1：将苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂分散于乙醇的水溶液中，搅拌均匀后，形成包覆液，备用；所述苯并咪唑二酮类化合物、改性PET树脂和乙醇的水溶液的质量比为25：8：100；所述乙醇的水溶液浓度为90wt％；
S2：将无机氧化物固体颗粒在流化床反应器处于流化状态中，关闭流化床反应器的进出口阀门，通入夹带有所述步骤S1配制的包覆液的超临界二氧化碳流体，在超临界状态下，搅拌混合6min，降低出口压力，使苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆在无机氧化物固体颗粒表面，经过过滤、洗涤、干燥后，得到改性母粒；所述超临界二氧化碳流体的临界温度为40℃，临界压力为75atm；
S3：称取步骤S2制得的改性母粒12份，偶联剂1份、添加剂3份和改性PET树脂100份搅拌混合均匀后，形成铸膜液，将所述铸膜液注入模具中，置于60℃的干燥箱内干燥12h，取出、冷却、揭膜，得到所述玻璃贴膜。
实施例4
本实施例玻璃贴膜的制备方法，其玻璃贴膜的原料组成、制备方法基本与实施例1相似，其主要不同之处在于，所述玻璃贴膜由以下重量份数的原料组成：100份改性PET树脂、1份改性母粒、0.2份偶联剂和1.5份添加剂组成；所述改性母粒为苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆无机氧化物固体颗粒。
所述改性PET树脂为多羟基笼型倍半硅氧烷改性PET树脂。
所述笼型倍半硅氧烷改性PET树脂通过在对苯二甲酸和乙二醇的原料中加入多羟基笼型倍半硅氧烷进行缩聚反应制备得到，所述多羟基笼型倍半硅氧烷加入的量占所述原料的质量百分比为10％。
所述改性母粒的微粒尺寸为400nm。
所述添加剂由质量比为15：8：3.5：27的聚乙二醇、硅酸钠、气凝胶炭黑和月桂醇三乙二醇醚硫酸酯钠盐组成。
实施例5
本实施例玻璃贴膜的制备方法，其玻璃贴膜的原料组成、制备方法基本与实施例3相似，其主要不同之处在于，所述玻璃贴膜由以下重量份数的原料组成：100份改性PET树脂、15份改性母粒、1.2份偶联剂和3.5份添加剂组成；所述改性母粒为苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆无机氧化物固体颗粒。
所述改性PET树脂为多羟基笼型倍半硅氧烷改性PET树脂。
所述笼型倍半硅氧烷改性PET树脂通过在对苯二甲酸和乙二醇的原料中加入多羟基笼型倍半硅氧烷进行缩聚反应制备得到，所述多羟基笼型倍半硅氧烷加入的量占所述原料的质量百分比为1％。
所述改性母粒的微粒尺寸为50nm。
对比例1
本对比例玻璃贴膜的制备方法，其玻璃贴膜的原料组成、制备方法基本与实施例1相似，其主要不同之处在于，所述包覆液中未添加苯并咪唑二酮类化合物。
对比例2
本对比例玻璃贴膜的制备方法，其玻璃贴膜的原料组成、制备方法基本与实施例1相似，其主要不同之处在于，所述改性母粒的微粒尺寸为1000nm。
对比例3
本对比例玻璃贴膜的制备方法，其玻璃贴膜的原料组成、制备方法基本与实施例1相似，其主要不同之处在于，所述玻璃贴膜中未包含添加剂。
对比例4
本对比例玻璃贴膜的制备方法，其玻璃贴膜的原料组成、制备方法基本与实施例1相似，其主要不同之处在于，所述添加剂未包含气凝胶炭黑。
对比例5
本对比例玻璃贴膜的制备方法，其玻璃贴膜的原料组成、制备方法基本与实施例1相似，其主要不同之处在于，所述步骤S2中无机氧化物固体颗粒的改性采用浸渍法进行处理，而不是在流化床反应器中进行超临界状态下的改性处理。
将实施例1～5和对比例1～5制备得到的玻璃贴膜进行性能测试，其性能结果如表1所示，其中：
玻璃贴膜的透明度测试，采用透光率来表示，测量的条件按照GB/T2410-2008执行。
抗紫外线性能测试；采用日本岛津UV-3600型分光光度仪测试，参照国家标准GB/T2680进行检测，按所测得的紫外线吸收率进行评价。
隔热性能测试：通过与空白PET膜进行比较测试，以测得的隔热温差为评价指标。
均一性测试：将制备得到的玻璃贴膜裁减成大小一致的测试样品，在上述相同的测试条件下，进行50个测试样品的性能测试，通过紫外线吸收率和隔热温差的偏差率来评价玻璃贴膜的均一性，所述偏差率A为最大紫外线吸收率减去最小紫外线吸收率后的值除以紫外线吸收率的平均值，所述偏差率B为最大隔热温差减去最小隔热温差后的值除以隔热温差的平均值。
表1
隔热温差，℃ 紫外线吸收率，％ 透过率，％ 抗干扰性 偏差率A 偏差率B
实施例1 16.4 98.3 92.1 无干扰 1.1 2.1
实施例2 16.2 98.4 93.4 无干扰 1.3 2.0
实施例3 16.5 98.1 92.2 无干扰 1.4 1.8
实施例4 16.7 99.1 93.2 无干扰 1.2 1.7
实施例5 17.1 99.0 93.5 无干扰 1.3 1.9
对比例1 15.7 95.6 91.8 无干扰 1.6 1.7
对比例2 15.8 94.7 91.6 无干扰 1.6 1.7
对比例3 15.4 95.3 90.4 无干扰 2.3 2.4
对比例4 15.3 97.1 92.2 无干扰 1.7 2.2
对比例5 14.4 92.6 90.3 无干扰 5.1 4.8
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种玻璃贴膜，其特征在于：所述玻璃贴膜由以下重量份数的原料组成：100份改性PET树脂、1～15份改性母粒、0.2～1.2份偶联剂和1.5～3.5份添加剂组成；所述改性母粒为苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆无机氧化物固体颗粒。
2.如权利要求1所述的玻璃贴膜，其特征在于，所述改性PET树脂为笼型倍半硅氧烷改性PET树脂。
3.如权利要求2所述的玻璃贴膜，其特征在于，所述笼型倍半硅氧烷为多羟基笼型倍半硅氧烷。
4.如权利要求1所述的玻璃贴膜，其特征在于，所述苯并咪唑二酮类化合物为5-羟基-1,2,6-三甲基-1H-苯并咪唑-4,7-二酮和/或2-(羟基甲基)-1H-苯并咪唑-4,7-二酮。
5.如权利要求1所述的玻璃贴膜，其特征在于，无机氧化物固体颗粒为二氧化钛、二氧化硅中的至少一种。
6.如权利要求1所述的玻璃贴膜，其特征在于，在所述步骤S2中，所述改性母粒的微粒尺寸为50～500nm。
7.如权利要求1所述的玻璃贴膜，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-540、硅烷偶联剂KH-570、硅烷偶联剂JH-V171、硅烷偶联剂JH-M902中的至少一种。
8.如权利要求1所述的玻璃贴膜，其特征在于，所述添加剂由质量比为10～15：3～8：0.5～3.5：8～27的聚乙二醇、硅酸钠、气凝胶炭黑和月桂醇三乙二醇醚硫酸酯钠盐组成。
9.一种如权利要求1～8任一项所述玻璃贴膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
S1：将苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂分散于乙醇的水溶液中，搅拌均匀后，形成包覆液，备用；
S2：将无机氧化物固体颗粒在流化床反应器处于流化状态中，关闭流化床反应器的进出口阀门，通入夹带有所述步骤S1配制的包覆液的超临界二氧化碳流体，在超临界状态下，搅拌混合1～8min，降低出口压力，使苯并咪唑二酮类化合物和改性PET树脂包覆在无机氧化物固体颗粒表面，经过过滤、洗涤、干燥后，得到改性母粒；
S3：称取步骤S2制得的改性母粒1～15份，偶联剂0.2～1.2份、添加剂1.5～3.5份和改性PET树脂100份搅拌混合均匀后，形成铸膜液，将所述铸膜液注入模具中，置于40～60℃的干燥箱内干燥6～12h，取出、冷却、揭膜，得到所述玻璃贴膜。
10.如权利要求9所述的玻璃贴膜的制备方法，其特征在于，所述苯并咪唑二酮类化合物、改性PET树脂和乙醇的水溶液的质量比为5～25：1～8：100；所述乙醇的水溶液浓度为90wt％。
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