CN113214753A - 一种能反射近红外线的低透光窗膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能反射近红外线的低透光窗膜及其制备方法，本发明采用光谱选择性近红外反射掺混金属粉体制备成近红外反射浆料，再与复合胶水混合，涂敷在聚酯薄膜上，作为窗膜的近红外线反射层，近红外反射粉体与金属粉体均具有反射近红外线的性质，两者协同作用，反射近红外线的性能优异；纳米炭黑与胶水混合涂敷在聚酯薄膜上作为炭黑层，炭黑作为色剂，具有持久稳定抗紫外线的作用，同时提供低透光的需求，避免二次光污染；本发明采用的近红外反射、金属粉体均为无机耐高温材料，耐候性好，隔热效果稳定；本发明制备的窗膜可以应用到汽车膜、建筑物膜、安全膜等产品中，具有反射近红外线、隔热稳定的特性，优化了窗膜的使用性能。

Description

一种能反射近红外线的低透光窗膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能性窗膜技术领域，具体指一种能反射近红外线的低透光窗膜及其制备方法。
背景技术
随着我国环保意识的增强，国家对节能减排越来越重视，每年都会出台相关节能减排政策，支持和鼓励研发生产节能减排产品。而窗膜产品由于节能环保，具有防紫外线、隔热防爆等功能，便于安装，广泛应用于建筑、汽车、安全等行业，具有广阔的市场前景。
隔热窗膜能够阻隔大部分太阳光的热量，性能稳定优异，广泛应用于建筑玻璃贴膜和汽车玻璃贴膜。现在市场上的隔热窗膜可以满足隔热的要求，但存在反射近红外线功能弱的问题，导致贴膜玻璃过热不易散发。通过热蒸镀铝、磁控溅射金属工艺制备的窗膜，虽然具有良好的反射近红外线的效果，但是镜面反光严重，造成二次光污染，且还存在金属氧化寿命不长的问题。
因此，目前的汽车用窗膜，有待于进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能兼顾优良的隔热效果和近红外反射效果的窗膜，且该窗膜不会造成二次光污染，能反射近红外线且可见光透过比较低、不易褪色。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种上述窗膜的制备方法。
本发明解决至少一个上述技术问题所采用的技术方案为：
一种能反射近红外线的低透光窗膜，包括耐磨层、炭黑层、近红外反射层、安装胶层、离型膜层，其中，所述近红外反射层是由近红外反射浆料与复合胶水混合成的胶水层经涂覆而成，所述近红外反射浆料按重量计包括以下组分：
近红外反射粉体 10-20份，
金属粉体 0.3～2份，
分散剂 1-10份，
流平剂 0.1-5份，
溶剂 70-80份；
所述近红外反射粉体为在可见光区域具有高透性的光谱选择性近红外反射材料。
优选地，所述近红外反射粉体选自二氧化锡、氧化钨、钨酸铯、氧化锡锑、氧化铟锡，且具有金红石型和/或尖晶石结构。
优选地，所述金属粉体为纳米金属粉体，选自钨、钒、铝、金、银、铜、铬、镍。
优选地，所述分散剂为甲基丙烯酸、甲氧基乙酸丙酯、聚醚改性三硅氧烷、马来酸-丙烯酸共聚物中的至少一种。
优选地，所述流平剂选自BYK306、BYK307、BYK323、Levaslip432、Levaslip435、Levaslip810。
优选地，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、甲基异丁酮中的至少一种。
一种上述能反射近红外线的低透光窗膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)以聚酯薄膜为基底，在该聚酯薄膜的第一侧面涂覆炭黑与复合胶水混合成的胶水层，热处理后去除胶水层中的溶剂形成炭黑层；
(2)在炭黑层上涂覆近红外反射浆料与复合胶水混合成的胶水层，热处理后去除胶水层中的溶剂形成近红外反射层；或者，先在炭黑层上复合一层聚酯透明薄膜，将近红外反射浆料与复合胶水混合成的胶水层涂覆在该聚酯透明薄膜上形成近红外反射层；
(3)在近红外反射层上复合一层聚酯透明薄膜；
(4)在步骤(3)的聚酯透明薄膜上涂覆安装胶水并经热处理后得到安装胶层；
(5)在安装胶层上复合一层离型膜层；
(6)在基底聚酯薄膜的第二侧面涂覆胶水并经光固化处理后形成耐磨层。
所述近红外反射浆料由以下步骤获得：
S1，按重量配比称取纳米级近红外反射粉体、纳米级金属粉体、分散剂以及溶剂加入到容器中，用分散机将混合物预分散；
S2，将分散液倒入行星湿式球磨机中，加入流平剂，高速分散形成近红外反射浆料；流平剂同时具有保护和包裹金属粉体的作用；
S3，近红外反射浆料过300目筛备用。
优选地，所述耐磨层的厚度为1～3um，所述安装胶层的厚度为5～10um。
优选地，所述炭黑层是由纳米炭黑与复合胶水混合后经涂覆、热处理形成的功能层。选择纳米炭黑粉体作为色剂，具有耐老化、抗紫外线、颜色稳定的作用，是适合于作为较低透光窗膜的最佳色剂、制成的产品不易褪色。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用光谱选择性近红外反射粉体掺混金属粉体制备成近红外反射浆料，再与复合胶水混合，涂敷在聚酯薄膜上，作为窗膜的近红外线反射层，近红外反射粉体与金属粉体均具有反射近红外线的性质，两者协同作用，反射近红外线的性能优异；纳米炭黑与胶水混合涂敷在聚酯薄膜上作为炭黑层，炭黑作为无机色剂，具有持久稳定抗紫外线的作用，同时提供低透光的需求，避免二次光污染；本发明采用的近红外反射粉体、金属粉体均为无机耐高温材料，耐候性好，隔热效果稳定；本发明制备的窗膜可以应用到汽车膜、建筑物膜、安全膜等产品中，具有反射近红外线、隔热稳定的特性，优化了窗膜的使用性能。
附图说明
图1为本发明实施例1、实施例2的结构示意图；
图2为本发明实施例3、实施例4的结构示意图；
图3为本发明对比例1、对比例2的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例能反射近红外线的低透光窗膜的制备方法为：
(1)近红外反射层胶水制备：
分别称取纳米金红石型二氧化锡粉末20g，乙酸乙酯200g，甲基丙烯酸10g，放入密封聚四氟乙烯容器中，保持容器温度80℃，剪切分散30分钟，将分散液倒入行星球磨机中，磨球材质为氧化锆，球料比3:1，再称取流平剂Levaslip810(德谦化工生产)5g放入球磨机中，转速200转/分钟，连续球磨2小时，球磨结束冷却至室温，过300目筛得到近红外反射浆料。
将上述隔热浆料与复合胶水混合分散备用，复合胶水为德国汉高公司的LOCTITEDURO-TAK 8063溶剂型丙烯酸酯胶，复合胶水占浆料与复合胶水总量的10％。
(2)炭黑层胶水制备：
称取纳米炭黑粉末2g，乙酸乙酯180g，甲基丙烯酸10g，流平剂Levaslip810(德谦化工生产)10g倒入行星球磨机中，磨球材质为氧化锆，球料比7:1，转速200转/分钟，连续球磨2小时，球磨结束冷却至室温，过300目筛得到炭黑浆料。
将上述炭黑浆料与复合胶水混合分散备用，复合胶水为德国汉高公司的LOCTITEDURO-TAK 8063溶剂型丙烯酸酯胶，复合胶水占浆料与复合胶水总量的10％；
(3)窗膜制备：
如图1所示，以聚酯薄膜为基底，在该聚酯薄膜的第一侧面涂覆炭黑层胶水，经过60℃烘箱烘干后去除炭黑层胶水中的溶剂形成炭黑层；
在炭黑层上复合一层聚酯透明薄膜，将近红外反射层胶水精密涂覆在该聚酯薄膜上，经过60℃烘箱烘干后去除近红外反射层胶水中的溶剂形成近红外反射层；
在近红外反射层上复合一层聚酯透明薄膜；在该聚酯透明薄膜上涂覆丙烯酸酯压敏胶且烘干后得到安装胶层，在安装胶层上复合离型膜；安装胶水采用德国汉高公司的LOCTITE DURO-TAK 8063溶剂型丙烯酸酯胶；
最后在该基底聚酯薄膜的第二侧面以狭缝式涂布工艺涂覆光固化胶水，光固化胶水经UV光固化处理后形成耐磨层；光固化胶水采用德国汉高公司的RG-1033HC紫外光固化硬化液。
实施例2：
本实施例能反射近红外线的低透光窗膜的制备方法为：
(1)近红外反射层胶水制备：
分别称取纳米金红石型二氧化锡20g，纳米铝粉末2g，丙酮200g，甲氧基乙酸丙酯15g，放入密封聚四氟乙烯容器中，保持容器温度60℃，剪切分散60分钟，将分散液倒入行星球磨机中，磨球材质为氧化锆，球料比5:1，再称取流平剂Levaslip810((德谦化工生产)5g放入球磨机中，转速300转/分钟，连续分散1小时，球磨结束冷却至室温，过300目筛得到近红外反射浆料。
将上述浆料与复合胶水混合分散备用，复合胶水为德国汉高公司的LOCTITEDURO-TAK 8063溶剂型丙烯酸酯胶，复合胶水占浆料与复合胶水总量的10％；
(2)炭黑层胶水制备：
制备方法同实施例1的制备方法；
(3)窗膜制备：
如图1所示，以聚酯薄膜为基底，在该聚酯薄膜的第一侧面涂覆炭黑层胶水，经过60℃烘箱烘干后去除炭黑层胶水中的溶剂形成炭黑层；
在炭黑层上复合一层聚酯透明薄膜，将近红外反射层胶水精密涂覆在该聚酯薄膜上，经过60℃烘箱烘干后去除近红外反射层胶水中的溶剂形成近红外反射层；
在近红外反射层上复合一层聚酯透明薄膜；在该聚酯透明薄膜上涂覆丙烯酸酯压敏胶且烘干后得到安装胶层，在安装胶层上复合离型膜；安装胶水采用德国汉高公司的LOCTITE DURO-TAK 8063溶剂型丙烯酸酯胶；
最后在该基底聚酯薄膜的第二侧面以狭缝式涂布工艺涂覆光固化胶水，光固化胶水经UV光固化处理后形成耐磨层；光固化胶水采用德国汉高公司的RG-1033HC紫外光固化硬化液。
实施例3：
本实施例能反射近红外线的低透光窗膜的制备方法为：
(1)近红外反射层胶水制备：
分别称取纳米氧化锡锑20g，丁酮200g，甲氧基乙酸丙酯15g，放入密封聚四氟乙烯容器中，保持容器温度60℃，剪切分散60分钟，将分散液倒入行星球磨机中，磨球材质为氧化锆，球料比5:1，再称取流平剂Levaslip432((德谦化工生产)10g放入球磨机中，转速500转/分钟，连续分散1小时，球磨结束冷却至室温，过300目筛得到近红外反射浆料。
将上述浆料与复合胶水混合分散备用，复合胶水为德国汉高公司的LOCTITEDURO-TAK 8063溶剂型丙烯酸酯胶，复合胶水占浆料与复合胶水总量的10％；
(2)炭黑层胶水制备：
制备方法同实施例1的制备方法；
(3)窗膜制备：
如图2所示，以聚酯薄膜为基底，在该聚酯薄膜的第一侧面涂覆炭黑层胶水，经过60℃烘箱烘干后去除炭黑层胶水中的溶剂形成炭黑层；
在炭黑层上精密涂覆近红外反射层胶水，经过60℃烘箱烘干后去除胶水层中的溶剂形成近红外反射层；
在近红外反射层上复合一层聚酯透明薄膜；在该聚酯薄膜上涂覆丙烯酸酯压敏胶并经烘箱热风处理后得到安装胶层，烘干后在安装胶层上复合离型膜。安装胶水采用德国汉高公司的LOCTITE DURO-TAK 8063溶剂型丙烯酸酯胶。
最后在该基底聚酯薄膜的第二侧面以狭缝式涂布工艺涂覆光固化胶水，光固化胶水经UV光固化处理后形成耐磨层；光固化胶水采用德国汉高公司的RG-1033HC紫外光固化硬化液。
实施例4：
本实施例能反射近红外线的低透光窗膜的制备方法为：
(1)近红外反射层胶水制备：
分别称取纳米氧化锡锑20g，纳米镍粉2g，乙酸乙酯200g，甲基丙烯酸20g，放入密封聚四氟乙烯容器中，保持容器温度50℃，剪切分散50分钟，将分散液倒入行星球磨机中，磨球材质为氧化锆，球料比4:1，再称取流平剂Levaslip432((德谦化工生产)20g放入球磨机中，转速300转/分钟，连续分散2小时，球磨结束冷却至室温，过300目筛得到近红外反射浆料。
将上述浆料与复合胶水混合分散备用，复合胶水为德国汉高公司的LOCTITEDURO-TAK 8063溶剂型丙烯酸酯胶，复合胶水占浆料与复合胶水总量的12％；
(2)炭黑层胶水制备：
制备方法同实施例1的制备方法；
(3)窗膜制备：
如图2所示，窗膜制备方法同实施例3的制备方法。
对比例1：
如图3所示，在基底聚酯薄膜的一面直接涂覆实施例1的炭黑复合胶水，作为窗膜复合层，再贴合聚酯透明薄膜，聚酯透明薄膜上涂覆安装胶，再复合离型膜。最后在基底聚酯薄膜的一侧涂覆光固化胶，经光固化形成耐磨层。
即本对比例1与实施例3的窗膜制备方法区别为：本实施例不涂覆近红外反射层胶水。
对比例2：
如图3所示，本对比例2与对比例1的窗膜制备方法区别为：在基底聚酯薄膜的一面所涂覆复合胶水，作为窗膜复合层，其复合层的复合胶水为实施例4的近红外反射浆料和实施例1的炭黑浆料和胶水组合而成，烘干后再贴合聚酯透明薄膜，聚酯透明薄膜上涂覆安装胶，再复合离型膜。最后在基底聚酯薄膜的一侧涂覆光固化胶，经光固化形成耐磨层。
本对比例2与对比例1的窗膜制备方法区别为：复合层涂布液是炭黑浆料和近红外反射浆料混合而成的复合胶水。
分别对上述各实施例及对比例制备的窗膜样品测试，采用安捷伦紫外-可见-近红外分光光度计(Cary 5000)进行光学性能测试，结果见表1、表2。
表1.实施例窗膜在可见光区和近红外区的光学性能
窗膜样品 近红外反射层介质 炭黑层 可见光透射比 近红外线反射比
实施例1 二氧化锡 炭黑 25％ 23％
实施例2 二氧化锡、铝 炭黑 22％ 30％
实施例3 氧化锡锑 炭黑 23％ 24％
实施例4 氧化锡锑、镍 炭黑 21％ 28％
表2.对比例窗膜在可见光区和近红外区的光学性能
窗膜样品 复合层 可见光透射比 近红外线反射比
对比例1 炭黑 28％ 5％
对比例2 氧化锡锑、镍、炭黑 21％ 12％
从表1、表2中可以看出，对比例1、对比例2的窗膜，可见光透射比较低，但近红外线的反射比也较低。对比例2窗膜的近红外线的反射比较低是由于炭黑对部分近红外线进行了吸收所致。
而其他实施例，添加了光谱选择性的近红外反射粉体及金属粉体的窗膜，近红外线反射比较高，隔热性能良好，具有较好的反射近红外线的作用。

Claims (10)

1.一种能反射近红外线的低透光窗膜，其特征在于：包括耐磨层、炭黑层、近红外反射层、安装胶层、离型膜层，其中，所述近红外反射层是由近红外反射浆料与复合胶水混合成的胶水层经涂覆而成，所述近红外反射浆料按重量计包括以下组分：
近红外反射粉体 10-20份，
金属粉体 0.3～2份，
分散剂 1-10份，
流平剂 0.1-5份，
溶剂 70-80份；
所述近红外反射粉体为在可见光区域具有高透性的光谱选择性近红外反射材料。
2.根据权利要求1所述的能反射近红外线的低透光窗膜，其特征在于：所述近红外反射粉体选自二氧化锡、氧化钨、钨酸铯、氧化锡锑、氧化铟锡，且具有金红石型和/或尖晶石结构。
3.根据权利要求1所述的能反射近红外线的低透光窗膜，其特征在于：所述金属粉体为纳米金属粉体，选自钨、钒、铝、金、银、铜、铬、镍。
4.根据权利要求1所述的能反射近红外线的低透光窗膜，其特征在于：所述分散剂为甲基丙烯酸、甲氧基乙酸丙酯、聚醚改性三硅氧烷、马来酸-丙烯酸共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的能反射近红外线的低透光窗膜，其特征在于：所述流平剂选自BYK306、BYK307、BYK323、Levaslip432、Levaslip435、Levaslip810。
6.根据权利要求1所述的能反射近红外线的隔热膜，其特征在于：所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、甲基异丁酮中的至少一种。
7.一种权利要求1～6中任一权利要求所述能反射近红外线的低透光窗膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)以聚酯薄膜为基底，在该聚酯薄膜的第一侧面涂覆炭黑与复合胶水混合成的胶水层，热处理后去除胶水层中的溶剂形成炭黑层；
(2)在炭黑层上涂覆近红外反射浆料与复合胶水混合成的胶水层，热处理后去除胶水层中的溶剂形成近红外反射层；或者，先在炭黑层上复合一层聚酯透明薄膜，将近红外反射浆料与复合胶水混合成的胶水层涂覆在该聚酯透明薄膜上形成近红外反射层；
(3)在近红外反射层上复合一层聚酯透明薄膜；
(4)在步骤(3)的聚酯透明薄膜上涂覆安装胶水并经热处理后得到安装胶层；
(5)在安装胶层上复合一层离型膜层；
(6)在基底聚酯薄膜的第二侧面涂覆胶水并经光固化处理后形成耐磨层。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述近红外反射浆料由以下步骤获得：
S1，按重量配比称取纳米级近红外反射粉体、纳米级金属粉体、分散剂以及溶剂加入到容器中，用分散机将混合物预分散；
S2，将分散液倒入行星湿式球磨机中，加入流平剂，高速分散形成近红外反射浆料；
S3，近红外反射浆料过300目筛备用。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述耐磨层的厚度为1～3um，所述安装胶层的厚度为5～10um。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述炭黑层是由纳米炭黑与复合胶水混合后经涂覆、热处理形成的功能层。
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