CN112011078B - 一种pet基热吸收膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种PET基热吸收膜的制备方法，热吸收膜包括通过热压合方式紧密贴合的高分子膜和改性PET膜，制备方法具体步骤如下：(1)PET膜的改性；(2)高分子膜的制备(a)将聚乙烯醇溶液、马来酸酐、引发剂加入反应釜中，溶解后再加入苯乙烯、增粘剂和近红外吸收剂，氮气氛搅拌反应得到膜制备液，干燥得膜制备料；(b)将膜制备料溶于铸膜液中形成涂布溶液，将涂布溶液涂布于基体上并干燥而形成高分子膜；采用高分子膜层替代传统的胶粘基层，提高了高分子膜层的耐温性和耐候性，热稳定性和柔韧性好，可保持在较高温度下粘结力依旧较高而不脱落；在高分子膜制备料内掺入近红外吸收剂，使高分子膜具备保温、隔热和防紫外线等作用，丰富了高分子膜的功能。

Description

一种PET基热吸收膜的制备方法
技术领域
本发明涉及复合于建筑材料上的保护膜技术领域，更具体的是涉及一种 PET基热吸收膜的制备方法。
背景技术
21世纪以来，由于石油、煤炭等自然资源的消耗总量大幅度增加，这将进一步加剧环境的污染、不可再生能源的枯竭等。因此，在目前以及未来，对于如何实现太阳能、地热能等可循环使用的再生清洁能源的最大化得利用，成为了目前最重要的研究方向之一。
近年来，由于彩涂金属板对太阳能、地热能等热能具有优异的保温隔热效果，且能够装饰美化建筑等特点，其在国内外迅速发展，而铝板是其最为常用的金属板；长期以来，对于铝板抗蚀处理的主要方法是在铝板表面覆膜，用于覆膜铝板制造的高分子薄膜既需要具有热塑性贴合能力，又要与不同封装内容物的理化性能兼容，常用的能够满足要求的高分子薄膜有PP、PA、PE、PET 等。其中，PET膜综合性能最优，具有易成型、抑菌、硬度高、耐高温、耐磨好，经特殊处理可印刷等特性。
目前，使用胶粘剂复合进行覆膜的方法是较为常见的一种解决手段。但在制备和使用胶粘剂过程中，易产生有毒、有害物质，将带来环保问题，其热固化时间为5天。胶粘剂一般存在成品率低、生产效率低、耐候和耐热性不佳、抗脱落性差、剥离强度低等不足；采用上述胶粘剂，也将增加制备成本；在长期高温条件下，容易产生黄变现象；另外，现有的彩涂金属板的功能较为单一、吸热保温性能较差、不防抗紫外线，限制了彩涂金属板多样化的发展。
因此，如何实现彩涂金属板上制备一种具有环保性能的耐热和耐候的PET 基热吸收膜是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提出了一种PET基热吸收膜的制备方法，所述的热吸收膜包括通过热压合方式紧密贴合的高分子膜和改性PET膜，所述制备方法具体步骤如下：
(1)PET膜的改性
将所述的PET膜通过纳米SiO2颗粒改性，得到改性PET膜；
(2)高分子膜的制备
(a)膜制备料：配制质量分数为10-15％的聚乙烯醇溶液加入反应釜中，将马来酸酐、引发剂加入反应釜中，溶解后再加入苯乙烯、增粘剂和近红外吸收剂，氮气氛搅拌条件下，反应温度50-70℃，反应时间为2-8h，得到膜制备液，将所述膜制备液置于真空烘箱中，干燥得到膜制备料；其中，所述的马来酸酐、苯乙烯、聚乙烯醇溶液、引发剂、增粘剂和近红外吸收剂的质量比为 1:1.05-1.07:2.2-2.5:0.002-0.005:0.006-0.012:0.1-0.25；
(b)高分子膜：将膜制备料溶于铸膜液中，在60-80℃下搅拌直至聚合物完全溶解，真空脱气1-2h，形成涂布溶液，然后将所述的涂布溶液涂布于基体上并干燥而形成高分子膜。
优选地，步骤(1)中，SiO2颗粒的粒径为4-20nm。
优选地，步骤(2)中，所述的近红外吸收剂为聚吡咯。
优选地，步骤(2)中，所述的增粘剂为松香树脂、萜烯树脂和萜烯酚醛树脂中的任意一种。
优选地，步骤(2)中，所述的改性PET膜厚度为0.01-0.04mm，高分子膜厚度为0.01-0.05mm。
优选地，步骤(2)中，所述的铸膜液为二甲基乙酰胺。
与背景技术相比，本发明具有以下优点：
(1)采用高分子膜层替代传统的胶粘基层，提高了高分子膜层的耐温性和耐候性，热稳定性和柔韧性好，可保持在较高温度(300℃)下粘结力依旧较高而不脱落，无黄变情况出现，180°剥离强度较大，采用马来酸酐与苯乙烯共聚得到沉淀聚合的方法合成了高分子量的苯乙烯一马来酸酐 共聚物，在高分子膜主体上引入马来酸酐极性基团，进而在升温熔融一端可以与金属形成配位键，另一端与PET膜粘结，苯环的参与使得高分子膜层具备较高的强度和耐热性；与聚乙烯醇共混使得高分子具备较好的成膜性和粘性，将高分子制备为成品膜，与PET膜在热压下粘合在一起，相比于胶粘剂的涂布更加均匀而且高温下不易脆化脱落，而且使用更加便捷；另外，将PET膜经过纳米SiO2颗粒改性处理，纳米SiO2均匀的分布于PET膜，使得PET膜具有较好的防紫外线性能，且增强PET膜与高分子膜之间的界面粘合性；
(2)本发明在高分子膜制备料中掺入近红外吸收剂，使高分子膜具备保温等特点，其近红外吸收率达到80％，其太阳光吸收率为70％；同时，也丰富了高分子膜的功能和推进了屋面板多样化的发展。且相比于胶粘剂，由于不需要通过热固化，PET基热吸收膜将存在以下优点：其防紫外线率达到80％；绿色环保；成品率高、生产效率高、成本低；耐候和耐热性能优异；抗脱落性能好、不出现黄变现象；剥离强度高；制备方法工艺流程简单，操作人员调控方便。
附图说明
图1为本发明中实施例1得到的高分子膜的透射率的UV光谱。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
一种PET基热吸收膜的的制备方法，所述的热吸收膜包括通过热压合方式紧密贴合的高分子膜和改性PET膜；
实施例1
所述PET基热吸收膜的的制备方法具体步骤如下：
(1)PET膜的改性
将所述的PET膜通过粒径为4nm纳米SiO2颗粒改性，得到改性PET膜；
(2)高分子膜的制备
(a)膜制备料：配制质量分数为10％的聚乙烯醇溶液加入反应釜中，将马来酸酐、引发剂加入反应釜中，溶解后再加入苯乙烯、增粘剂松香树脂和近红外吸收剂聚吡咯，氮气氛搅拌条件下，反应温度60℃，反应时间为4.5h，得到膜制备液，将所述膜制备液置于真空烘箱中，干燥得到膜制备料；其中，所述的马来酸酐、苯乙烯、聚乙烯醇溶液、引发剂、增粘剂和近红外吸收剂的质量比为1:1.06:2.3:0.003:0.009:0.25；
(b)高分子膜：将膜制备料溶于铸膜液二甲基乙酰胺中，在60-80℃下搅拌直至聚合物完全溶解，真空脱气1h，形成涂布溶液，然后将所述的涂布溶液涂布于基体上并干燥而形成高分子膜；
其中，改性PET膜厚度为0.023mm，高分子膜厚度为0.020mm。
实施例2
所述PET基热吸收膜的的制备方法具体步骤如下：
(1)PET膜的改性
将所述的PET膜通过粒径为8nm纳米SiO2颗粒改性，得到改性PET膜；
(2)高分子膜的制备
(a)膜制备料：配制质量分数为12％的聚乙烯醇溶液加入反应釜中，将马来酸酐、引发剂加入反应釜中，溶解后再加入苯乙烯、增粘剂松香树脂和近红外吸收剂聚吡咯，氮气氛搅拌条件下，反应温度50℃，反应时间为6h，得到膜制备液，将所述膜制备液置于真空烘箱中，干燥得到膜制备料；其中，所述的马来酸酐、苯乙烯、聚乙烯醇溶液、引发剂、增粘剂和近红外吸收剂的质量比为1:1.05:2.2:0.004:0.007:0.22；
(b)高分子膜：将膜制备料溶于铸膜液二甲基乙酰胺中，在60-80℃下搅拌直至聚合物完全溶解，真空脱气1.5h，形成涂布溶液，然后将所述的涂布溶液涂布于基体上并干燥而形成高分子膜；
其中，改性PET膜厚度为0.037mm，高分子膜厚度为0.031mm。
实施例3
所述PET基热吸收膜的的制备方法具体步骤如下：
(1)PET膜的改性
将所述的PET膜通过粒径为16nm纳米SiO2颗粒改性，得到改性PET膜；
(2)高分子膜的制备
(a)膜制备料：配制质量分数为14％的聚乙烯醇溶液加入反应釜中，将马来酸酐、引发剂加入反应釜中，溶解后再加入苯乙烯、增粘剂萜烯树脂和近红外吸收剂聚吡咯，氮气氛搅拌条件下，反应温度65℃，反应时间为8h，得到膜制备液，将所述膜制备液置于真空烘箱中，干燥得到膜制备料；其中，所述的马来酸酐、苯乙烯、聚乙烯醇溶液、引发剂、增粘剂和近红外吸收剂的质量比为1:1.07:2.5:0.005:0.008:0.18；
(b)高分子膜：将膜制备料溶于铸膜液二甲基乙酰胺中，在60-80℃下搅拌直至聚合物完全溶解，真空脱气2h，形成涂布溶液，然后将所述的涂布溶液涂布于基体上并干燥而形成高分子膜；
其中，改性PET膜厚度为0.016mm，高分子膜厚度为0.035mm。
实施例4
所述PET基热吸收膜的的制备方法具体步骤如下：
(1)PET膜的改性
将所述的PET膜通过粒径为20nm纳米SiO2颗粒改性，得到改性PET膜；
(2)高分子膜的制备
(a)膜制备料：配制质量分数为15％的聚乙烯醇溶液加入反应釜中，将马来酸酐、引发剂加入反应釜中，溶解后再加入苯乙烯、增粘剂萜烯酚醛树脂和近红外吸收剂聚吡咯，氮气氛搅拌条件下，反应温度70℃，反应时间为5.5h，得到膜制备液，将所述膜制备液置于真空烘箱中，干燥得到膜制备料；其中，所述的马来酸酐、苯乙烯、聚乙烯醇溶液、引发剂、增粘剂和近红外吸收剂的质量比为1:1.07:2.4:0.003:0.01:0.19；
(b)高分子膜：将膜制备料溶于铸膜液二甲基乙酰胺中，在80℃下搅拌直至聚合物完全溶解，真空脱气2h，形成涂布溶液，然后将所述的涂布溶液涂布于基体上并干燥而形成高分子膜；
其中，改性PET膜厚度为0.040mm，高分子膜厚度为0.050mm。
实施效果：
将铝板(0.6mm)进行清洗、钝化和烘干处理，分别通过实施例1-4得到的高分子膜将改性PET膜与铝板复合，送入热压机内热压成型，所述热压机的压板固化温度为50-110℃，保温时间7-12min，压力为2-4MPa；
对比例：在电化学处理铝板上涂覆胶粘剂，然后在胶粘基层上覆盖PET 膜，送入热压机内热压成型，热压机成型参数同实施例1-4；对实施例1-4和对比例所得的PET覆膜铝板进行性能测试，结果见表1；
表1
Figure BDA0002650367570000071
由上表数据可知，该高分子膜层能有效改善PET膜和铝板之间的粘结性，所得覆膜铝板高温热稳定性优异，耐老化和耐湿热性能优异，PET膜与铝板具有较好的附着力。根据图1可知，实施例1中得到的覆膜铝板，虽然可见光(波长380-780nm)大部分可见光可以透过，但红外线(波长780nm以上)和紫外线 (380nm以下的波长)未透过，而是很大程度上被吸收掉，证明本发明制备的PET 基热吸收膜在近红外线区具有优异的光吸收性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种PET基热吸收膜的制备方法，其特征在于，所述的热吸收膜包括通过热压合方式紧密贴合的高分子膜和改性PET膜，所述制备方法具体步骤如下：
PET膜的改性
将所述的PET膜通过纳米SiO2颗粒改性，得到改性PET膜；
高分子膜的制备
膜制备料：配制质量分数为10-15%的聚乙烯醇溶液加入反应釜中，将马来酸酐、引发剂加入反应釜中，溶解后再加入苯乙烯、增粘剂和近红外吸收剂，所述的近红外吸收剂为聚吡咯，氮气氛搅拌条件下，反应温度50-70℃，反应时间为2-8 h，得到膜制备液，将所述膜制备液置于真空烘箱中，干燥得到膜制备料；其中，所述的马来酸酐、苯乙烯、聚乙烯醇溶液、引发剂、增粘剂和近红外吸收剂的质量比为1:1.05-1.07:2.2-2.5:0.002-0.005:0.006-0.012:0.1-0.25；
高分子膜：将膜制备料溶于铸膜液中，所述的铸膜液为二甲基乙酰胺，在60-80℃下搅拌直至聚合物完全溶解，真空脱气1-2 h，形成涂布溶液，然后将所述的涂布溶液涂布于基体上并干燥而形成高分子膜。
2.根据权利要求1所述的一种PET基热吸收膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，SiO2颗粒的粒径为4-20nm。
3.根据权利要求1所述的一种PET基热吸收膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的增粘剂为松香树脂、萜烯树脂和萜烯酚醛树脂中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种PET基热吸收膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的改性PET膜厚度为0.01-0.04 mm，高分子膜厚度为0.01-0.05 mm。
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