CN112358701A - 一种反光膜组分及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反光膜组分及其制备方法，属于有机高分子材料技术领域。本发明研制的产品中，包括空心聚合物微球；所述空心聚合物微球为多孔结构；所述空心聚合物微球的多孔结构中，嵌入有二氧化硅微球；所述聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯。另外，本发明还在所述二氧化硅微球中，添加二氧化钛；其中空心聚合物微球选用粒径分布范围为100‑500μm的微球；再者，本发明还在产品中添加空心聚合物微球质量10‑50％的褶皱透明石墨烯；所述褶皱透明石墨烯为透明石墨烯的水性分散液喷雾干燥得到。本发明所得产品具有优异的反光性能。

Description

一种反光膜组分及其制备方法

技术领域

本发明涉及有机高分子材料技术领域，具体是一种反光膜组分及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，科技的进步，越来越多的车辆奔驰在马路上，面对这形形色色的车辆，但是环卫车具有其特别用处，在马路上进行操作作业，马路上车辆较多，特别是在凌晨或夜间作业时车辆颜色的醒目性，也将影响其安全性，现有的环卫车辆外壳体，主要采用普通油漆处理，表现的不够亮，其在夜间或光线较暗的情况下，其安全性也降低了，现有的油漆一般只考虑到其防腐蚀性、持久性；而没有考虑到其反光性的特别用处，在有需要的情况，在防腐性油漆外在涂上一层反光油漆，增加其喷涂工艺复杂性。

具有回归反射功能的微珠裸露型反光材料因其在黑暗环境或夜间受到车灯等外来光束照射时，其警目的逆反射光具有极高的可识别及警示效果而被广泛用于各种安全防范领域；如：道路安全职业服装、消防救灾服装、野外作业服装、道路交通标识等，同时鉴于其夜间反光的装饰效果，在时装、鞋帽、箱包等领域的应用也越来越广泛和普遍。众所周知，上述反光材料均是利用高折射率玻璃微珠的回归反射原理制作而成的；然而，由于玻璃微珠的性能单一，因此产品的反光性能无法得到进一步提升，另外，由于玻璃微珠在反光膜中稳定分散，依赖于基体膜的稳定，而一旦基体稳定性下降，将导致玻璃微珠的分散发生变化，从而引起产品的反光性能显著降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反光膜组分及其制备方法，以解决现有技术中反光膜产品的反光性能无法进一步提升，且在使用过程中，容易因为强光照射，引起产品自身反光性能逐渐下降的弊端。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种反光膜组分，包括空心聚合物微球；

所述空心聚合物微球为多孔结构；

所述空心聚合物微球的多孔结构中，嵌入有二氧化硅微球；

所述聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯。

上述技术方案采用空心的聚甲基丙烯酸甲酯作为反光组分之一，并通过在聚甲基丙烯酸甲酯微球的壁面上的孔隙中，嵌入二氧化硅微球，以此，一方面，利用聚甲基丙烯酸甲酯微球的折射，可将光线折射至另外一面的球体壁面；另一方面，其孔隙结构中嵌入的二氧化硅微球可以起到收集散射光的作用，将其聚焦于反射点上，再通过聚甲基丙烯酸甲酯微球将其折射出去，从而有效提高了反射光的光强度，提升了产品的反射性能；另外，由于聚甲基丙烯酸甲酯的存在，可有效提高孔隙中嵌入的二氧化硅微球和塑料基体之间的界面相容性，避免界面的存在引起光线反射时，界面层的光线损失。

优选地，所述二氧化硅微球中，还包括二氧化钛。

上述技术方案进一步引入二氧化钛，利用二氧化钛提高产品的光稳定性，有效避免了产品在实际使用过程中，由于频繁受到强光照射后，引起的物理结构的变化，从而引起反射性能下降的弊端。

优选地，所述空心聚合物微球粒径分布范围为100-500μm。

优选地，还包括空心聚合物微球质量10-50％的褶皱透明石墨烯；所述褶皱透明石墨烯为透明石墨烯的水性分散液喷雾干燥得到。

上述技术方案进一步在反射膜中引入褶皱透明石墨烯，其褶皱结构的存在可以起到收集散射光的作用，使散射光更多的通过孔隙中嵌入的二氧化硅微球被收集。

优选地，所述透明石墨烯的水性分散液包括以下重量份数的原料：10-20份透明石墨烯，3-4份聚乙烯醇，100-200份水。

一种反光膜组分的制备方法，具体制备步骤包括：

空心聚合物微球的制备：

将甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、偶氮二异丁腈、二甲基丙烯酸乙二醇酯、无水乙醇、纳米氧化铝和水混合后，于氮气保护状态下加热回流反应，过滤，收集滤饼，再将滤饼转入氢氧化钠溶液中，皂化反应后，过滤，洗涤和干燥，得多孔载体；

将多孔载体分散于无水乙醇中，并加入脂肪酸和正硅酸乙酯，加热回流反应后，过滤，洗涤和干燥，得空心聚合物微球；

反光膜的制备：

将空心聚合物微球、塑料母粒、增塑剂、润滑剂混合均匀后，流延成膜，即得反光膜产品。

优选地，所述具体制备步骤还包括：

在所述正硅酸乙酯中，添加钛酸四丁酯。

优选地，所述具体制备步骤还包括：

在反光膜产品中添加空心聚合物微球质量10-50％的褶皱透明石墨烯；

所述褶皱透明石墨烯的制备步骤包括：

按重量份数计，依次取10-20份透明石墨烯，3-4份聚乙烯醇，100-200份水，分散均匀后，喷雾干燥，得褶皱透明石墨烯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

褶皱透明石墨烯的制备步骤包括：

按重量份数计，依次取10份透明石墨烯，3份聚乙烯醇，100份水，倒入混料机中，于温度为85℃，超声频率为50kHz条件下，超声分散2h后，得分散液，再将所得分散液以50g/min速率输送至喷雾干燥器中，于主盘转速为8000r/min，进风温度为120℃，出风温度为90℃条件下，喷雾干燥，得褶皱透明石墨烯；

空心聚合物微球的制备：

按重量份数计，依次取20份甲基丙烯酸甲酯、3份聚乙烯吡咯烷酮、3份偶氮二异丁腈、10份二甲基丙烯酸乙二醇酯、40份无水乙醇、4份纳米氧化铝和100份水；

将甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、偶氮二异丁腈、二甲基丙烯酸乙二醇酯、无水乙醇、纳米氧化铝和水混合后，加入反应器中，于氮气保护状态下，于温度为85℃条件下，加热回流反应8h，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼3次，再将洗涤后的滤饼转入浓度为0.3mol/L的氢氧化钠溶液中，于温度为75℃条件下，皂化反应30h后，过滤，洗涤和干燥，再筛选出粒径分布范围为100-200μm的颗粒，得多孔载体；

按重量份数计，依次取30份多孔载体，100份无水乙醇，8份脂肪酸，10份正硅酸乙酯，3份钛酸四丁酯；

将多孔载体分散于无水乙醇中，并加入脂肪酸、正硅酸乙酯和钛酸四丁酯，于温度为75℃条件下，加热回流反应4h后，过滤，洗涤和干燥，得空心聚合物微球；

反光膜的制备：

按重量份数计，依次取10份空心聚合物微球，100份塑料母粒，3份增塑剂，3份润滑剂，6份褶皱透明石墨烯；

将空心聚合物微球、塑料母粒、增塑剂、润滑剂混合均匀后，加热熔融，再经流延成膜，即得反光膜产品。

实施例2

褶皱透明石墨烯的制备步骤包括：

按重量份数计，依次取15份透明石墨烯，3份聚乙烯醇，150份水，倒入混料机中，于温度为88℃，超声频率为55kHz条件下，超声分散4h后，得分散液，再将所得分散液以80g/min速率输送至喷雾干燥器中，于主盘转速为8500r/min，进风温度为130℃，出风温度为95℃条件下，喷雾干燥，得褶皱透明石墨烯；

空心聚合物微球的制备：

按重量份数计，依次取25份甲基丙烯酸甲酯、4份聚乙烯吡咯烷酮、4份偶氮二异丁腈、12份二甲基丙烯酸乙二醇酯、50份无水乙醇、8份纳米氧化铝和150份水；

将甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、偶氮二异丁腈、二甲基丙烯酸乙二醇酯、无水乙醇、纳米氧化铝和水混合后，加入反应器中，于氮气保护状态下，于温度为88℃条件下，加热回流反应10h，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼4次，再将洗涤后的滤饼转入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中，于温度为78℃条件下，皂化反应40h后，过滤，洗涤和干燥，再筛选出粒径分布范围为200-300μm的颗粒，得多孔载体；

按重量份数计，依次取40份多孔载体，150份无水乙醇，9份脂肪酸，12份正硅酸乙酯，4份钛酸四丁酯；

将多孔载体分散于无水乙醇中，并加入脂肪酸、正硅酸乙酯和钛酸四丁酯，于温度为80℃条件下，加热回流反应5h后，过滤，洗涤和干燥，得空心聚合物微球；

反光膜的制备：

按重量份数计，依次取15份空心聚合物微球，150份塑料母粒，4份增塑剂，4份润滑剂，7份褶皱透明石墨烯；

将空心聚合物微球、塑料母粒、增塑剂、润滑剂混合均匀后，加热熔融，再经流延成膜，即得反光膜产品。

实施例3

褶皱透明石墨烯的制备步骤包括：

按重量份数计，依次取20份透明石墨烯，4份聚乙烯醇，200份水，倒入混料机中，于温度为95℃，超声频率为60kHz条件下，超声分散6h后，得分散液，再将所得分散液以100g/min速率输送至喷雾干燥器中，于主盘转速为9000r/min，进风温度为140℃，出风温度为100℃条件下，喷雾干燥，得褶皱透明石墨烯；

空心聚合物微球的制备：

按重量份数计，依次取30份甲基丙烯酸甲酯、5份聚乙烯吡咯烷酮、5份偶氮二异丁腈、15份二甲基丙烯酸乙二醇酯、80份无水乙醇、10份纳米氧化铝和200份水；

将甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、偶氮二异丁腈、二甲基丙烯酸乙二醇酯、无水乙醇、纳米氧化铝和水混合后，加入反应器中，于氮气保护状态下，于温度为90℃条件下，加热回流反应12h，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼转入浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液中，于温度为80℃条件下，皂化反应50h后，过滤，洗涤和干燥，再筛选出粒径分布范围为500μm的颗粒，得多孔载体；

按重量份数计，依次取50份多孔载体，200份无水乙醇，10份脂肪酸，15份正硅酸乙酯，5份钛酸四丁酯；

将多孔载体分散于无水乙醇中，并加入脂肪酸、正硅酸乙酯和钛酸四丁酯，于温度为85℃条件下，加热回流反应8h后，过滤，洗涤和干燥，得空心聚合物微球；

反光膜的制备：

按重量份数计，依次取20份空心聚合物微球，200份塑料母粒，5份增塑剂，5份润滑剂，8份褶皱透明石墨烯；

将空心聚合物微球、塑料母粒、增塑剂、润滑剂混合均匀后，加热熔融，再经流延成膜，即得反光膜产品。

对比例1

本对比例相比于实施例1而言，区别在于：未加入钛酸四丁酯，其余条件保持不变。

对比例2

本对比例相比于实施例1而言，区别在于：未加入正硅酸乙酯，其余条件保持不变。

对实施例1-3及对比例1-2所得产品进行性能测试，具体测试方法和测试结果如下所述：

根据我国交通行业标准JT/T690-2007《逆反射体光度性能测试方法》，对产品的逆反射系数进行测试，逆反射系数为发光强度系数与反射体的表面积之比；

具体测试结果如表1所示：

表1：产品性能测试结果：

由表1测试结果可知，对比例2由于未添加正硅酸乙酯，因此其孔隙结构中缺少二氧化硅微球的作用，其反光性能显著下降，而对比例2由于缺少了正硅酸乙酯，因此产品中缺少了二氧化钛，因此产品受到强光照射时，结构容易发生变化，导致反光性能发生一定程度的下降。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种反光膜组分，其特征在于，包括空心聚合物微球；

所述空心聚合物微球为多孔结构；

所述空心聚合物微球的多孔结构中，嵌入有二氧化硅微球；

所述聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯。

2.根据权利要求1所述的一种反光膜组分，其特征在于，所述二氧化硅微球中，还包括二氧化钛。

3.根据权利要求1所述的一种反光膜组分，其特征在于，所述空心聚合物微球粒径分布范围为100-500μm。

4.根据权利要求1所述的一种反光膜组分，其特征在于，还包括空心聚合物微球质量10-50％的褶皱透明石墨烯；所述褶皱透明石墨烯为透明石墨烯的水性分散液喷雾干燥得到。

5.根据权利要求4所述的一种反光膜组分，其特征在于，所述透明石墨烯的水性分散液包括以下重量份数的原料：10-20份透明石墨烯，3-4份聚乙烯醇，100-200份水。

6.一种反光膜组分的制备方法，其特征在于，具体制备步骤包括：

空心聚合物微球的制备：

将甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、偶氮二异丁腈、二甲基丙烯酸乙二醇酯、无水乙醇、纳米氧化铝和水混合后，于氮气保护状态下加热回流反应，过滤，收集滤饼，再将滤饼转入氢氧化钠溶液中，皂化反应后，过滤，洗涤和干燥，得多孔载体；

将多孔载体分散于无水乙醇中，并加入脂肪酸和正硅酸乙酯，加热回流反应后，过滤，洗涤和干燥，得空心聚合物微球；

反光膜的制备：

将空心聚合物微球、塑料母粒、增塑剂、润滑剂混合均匀后，流延成膜，即得反光膜产品。

7.根据权利要求6所述的一种反光膜组分的制备方法，其特征在于，所述具体制备步骤还包括：

在所述正硅酸乙酯中，添加钛酸四丁酯。

8.根据权利要求6所述的一种反光膜组分的制备方法，其特征在于，所述具体制备步骤还包括：

在反光膜产品中添加空心聚合物微球质量10-50％的褶皱透明石墨烯；

所述褶皱透明石墨烯的制备步骤包括：

按重量份数计，依次取10-20份透明石墨烯，3-4份聚乙烯醇，100-200份水，分散均匀后，喷雾干燥，得褶皱透明石墨烯。