CN113831834A - 一种防紫外线膜以及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防紫外线膜，分为底层、隔层与面层，所述底层与隔层之间、隔层与面层之间设有真空腔，所述底层为平面层，隔层与面层为外凸的弧形，本发明所述的防紫外线膜，选料精细，制备方法科学，从里到外分为真空三层，采用三喷两电击急冷的工艺，确保底层附着力强，中间形成真空腔，防紫外线效果好；具有节能隔热，单向透视，反射率低，减少刺目眩光，保护皮肤和视力，基材强度高、安全防爆、安全无毒、成本低、制作方便、耐磨经久耐用的特点。

Description

一种防紫外线膜以及制备方法
技术领域
本发明属于保护膜技术领域，具体涉及一种防紫外线膜以及制备方法。
背景技术
现在玻璃、金属板材、塑料板材在搬运和使用过程中，为了防止材料表面受紫外线污染，需要在表面镀膜，但是现有技术中的抗紫外线膜可见光透射率低，同时可见光反射率高，这种高反光的膜已经对其他人造成了光污染源，而且抗紫外线膜在实际使用时还存在着使用寿命较短，易被尖锐物损坏，运输使用过程中容易遭到损坏，不防水，对环境适应性差，耐腐蚀性、稳定性均不理想等缺点；且配方、工艺均使得制备出的抗紫外线膜存在抗紫外线功能比较单一等缺陷。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种防紫外线膜以及制备方法，防紫外线效果好，节能隔热，具有很高的视觉清晰度，反射率低，耐腐蚀，使用寿命长。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种防紫外线膜，分为底层、隔层与面层，所述底层与隔层之间、隔层与面层之间设有真空腔，所述底层为平面层，隔层与面层为外凸的弧形。
进一步的，所述底层的厚度为80±20nm，隔层的厚度为150±40nm，面层的厚度为150±40nm，防紫外线膜整体厚度为500-600nm。
本发明所述的一种防紫外线膜的原料组分，按照重量份数计算，由以下成分组成：
底层：聚氨酯丙烯酸酯20-28份、氧化锌8-10份、二氧化硅13-16份、水杨酸酯类化合物2-3份、光引发剂2-3份、流平剂2-3份、消泡剂1-2份。
隔层：聚氨酯丙烯酸酯20-28份、含钚的酸性溶液6-10份，二氧化硅12-16份、水杨酸酯类化合物2-3份、光引发剂2-3份、流平剂2-3份、消泡剂1-2份。
面层：聚氨酯丙烯酸酯20-28份、氧化钛5-8份、二氧化硅10-16份、水杨酸酯类化合物2-3份、光引发剂2-3份、流平剂2-3份、消泡剂1-2份。
进一步的，所述光引发剂为芳香酮、芳香缩酮、苯偶姻烷基醚、二羟蒽二酮的一种或几种。
进一步的，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷或者聚氧硅烷。
进一步的，所述消泡剂为有机硅树脂类消泡剂。
进一步的，所述含钚的酸性溶液为10%的硝酸溶液，钚含量不超过硝酸溶液总重量的0.02%。
本发明所述的一种防紫外线膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将基材（玻璃、金属板材或塑料板材）待镀表面处理的光滑平整，待镀表面用超纯水进行清洗，清洗后除水干燥，使镀膜液更容易流平、铺展；
（2）将底层的原料组分溶解到溶剂中，形成底层镀膜液，倒入喷枪A里；
（3）喷枪A加热到60-120℃，将底层镀膜液里的溶剂挥发溢出；
（4）将基材加热到60-160℃，喷枪A在距基材距离20-30cm处移动，将底层镀膜液均匀的喷镀到基材表面，形成底层膜；
（5）将隔层的原料组分溶解到溶剂中，形成隔层镀膜液，倒入喷枪B里，将喷枪B加热到60-120℃，将隔层镀膜液里的溶剂挥发溢出；
（6）在底层膜中部（背面）进行电晕放电，喷枪B在距基材距离20-30cm处移动，将隔层镀膜液均匀的喷镀到底层膜表面，基材在一分钟内降温到20-25℃，停止放电，表面自然冷却形成隔层膜；
（7）将面层的原料组分溶解到溶剂中，形成面层镀膜液，倒入喷枪C里，将喷枪C加热到60-120℃，将面层镀膜液里的溶剂挥发溢出；
（8）将基材加热到50-100℃，在隔层膜上进行电晕放电，喷枪C在距基材距离20-30cm处移动，将面层镀膜液均匀的喷镀到底层膜表面，基材在一分钟内降温到10-15℃，停止放电，表面自然冷却形成面层膜。
进一步的，所述的溶剂包括：苯、乙醇、丁酮、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯。
进一步的，所述溶剂占镀膜液重量百分含量超过70%。
本发明的有益效果为：
（1）本发明所述的防紫外线膜，选料精细，制备方法科学，具有节能隔热，单向透视，反射率低、减少刺目眩光增添舒适感，保护皮肤和视力，可阻隔99%以上的紫外线，增强基材强度、安全防爆、耐磨经久耐用的特点；
（2）本发明所述的防紫外线膜，从里到外三层，采用三喷两电击急冷的工艺，确保底层附着力强，中间形成真空腔，防紫外线效果好；
（3）隔层膜内，内含微量钚元素，可吸收有害光谱，对紫外线有一定的抚顺作用，能够降低反光率；
（4）面层加入氧化钛，增加表面的耐磨性，而且其耐腐蚀性好，使用寿命长；
（5）水杨酸酯类化合物本身不吸收紫外线，但它在光的长期作用下，发生photo-Fries重排生成有强烈吸收作用的2-羟基二苯酮，可作为紫外线吸收剂使用，能吸收240nm以上波长的紫外光，其本身色浅、无毒；而且进入的UVC波段紫外线波长为220nm左右，无法穿透角质层，不伤害活细胞，对人体无害；
（6）底层作为最后一道防护层，加入氧化锌，耐紫外线照射性能强，相容性和分散性好，提高基材的耐久性，而且能够加速底层膜固化，急冷成膜时快于使隔层与面层，使得隔层与面层固化后呈现外凸的弧形，能反射部分紫外线；
（7）本发明所述的防紫外线膜里，铬镍钛的含量不超过2%，符合环保生态整体要求；
（8）如果基材是玻璃，只有采用采用中空玻璃才能够节能隔热，但是总重量增加一倍或更多，会大大增加建筑负荷，本发明为真空三层膜，所以可以改为采用单层玻璃，为建筑减负，降低成本；
（9）直接可以使用喷枪进行喷涂，设备投资少。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种防紫外线膜，分为三层，分别是底层、隔层与面层，所述底层与隔层之间、隔层与面层之间设有真空腔，所述底层为平面层，隔层与面层为外凸的弧形，所述底层的厚度为80nm，隔层的厚度为160nm，面层的厚度为180nm，经椭偏仪检测，所述防紫外线膜整体厚度为550nm。
本实施例所述的一种防紫外线膜的原料组分，按照重量份数计算，由以下成分组成：
底层：聚氨酯丙烯酸酯25份、氧化锌9份、二氧化硅14份、水杨酸酯类化合物2份、芳香酮2份、烷基改性有机硅氧烷3份、有机硅树脂类消泡剂1份；
隔层：聚氨酯丙烯酸酯25份、含钚的酸性溶液8份，二氧化硅14份、水杨酸酯类化合物2份、芳香缩酮3份、聚氧硅烷3份、有机硅树脂类消泡剂1份；所述含钚的酸性溶液为10%的硝酸稀溶液，钚含量为硝酸溶液总重量的0.01%；
面层：聚氨酯丙烯酸酯25份、氧化钛7份、二氧化硅13份、水杨酸酯类化合物3份、苯偶姻烷基醚2份、聚氧硅烷2份、有机硅树脂类消泡剂2份。
本实施例所述的一种防紫外线膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将玻璃表面处理的光滑平整，待镀表面用超纯水进行清洗，清洗选用三道风刀，清洗后除水干燥；
（2）将底层的原料组分溶解到苯溶剂中，形成底层镀膜液，倒入喷枪A里；
（3）喷枪A加热到90℃，将底层镀膜液里的苯溶剂挥发溢出；
（4）将玻璃加热到160℃，喷枪A在距玻璃表面距离20cm处移动，将底层镀膜液均匀的喷镀到玻璃表面，形成底层膜；
（5）将隔层的原料组分溶解到苯溶剂中，形成隔层镀膜液，倒入喷枪B里，将喷枪B加热到90℃，将隔层镀膜液里的苯溶剂挥发溢出；
（6）在底层膜中部（背面）进行电晕放电，喷枪B在距玻璃距离20cm处移动，将隔层镀膜液均匀的喷镀到底层膜表面，玻璃在一分钟内降温到22℃，停止放电，表面自然冷却形成隔层膜；
（7）将面层的原料组分溶解到苯溶剂中，形成面层镀膜液，倒入喷枪C里，将喷枪C加热到90℃，将面层镀膜液里的苯溶剂挥发溢出；
（8）将玻璃加热到100℃，在隔层膜上进行电晕放电，喷枪C在距玻璃距离20cm处移动，将面层镀膜液均匀的喷镀到底层膜表面，玻璃在一分钟内降温到13℃，停止放电，表面自然冷却形成面层膜。
本实施例所述苯溶剂占镀膜液（单种）重量百分含量为75%。
本实施例制得的防紫外线膜，利用分光计进行光学性能检测，性能如下：可见光透过率89%，紫外线透光率为5.4％，反射率为3.1%，其他耐腐蚀性、耐磨性检测，结果均合格。
实施例2
一种防紫外线膜，分为底层、隔层与面层，所述底层与隔层之间、隔层与面层之间设有真空腔，所述底层为平面层，隔层与面层为外凸的弧形，所述底层的厚度为60nm，隔层的厚度为140nm，面层的厚度为190nm，经椭偏仪检测，所述防紫外线膜整体厚度为500nm。
本实施例所述的一种防紫外线膜的原料组分，按照重量份数计算，由以下成分组成：
底层：聚氨酯丙烯酸酯20份、氧化锌10份、二氧化硅13份、水杨酸酯类化合物3份、二羟蒽二酮2份、烷基改性有机硅氧烷3份、有机硅树脂类消泡剂1份。
隔层：聚氨酯丙烯酸酯20份、含钚的酸性溶液10份，二氧化硅12份、水杨酸酯类化合物3份、二羟蒽二酮2份、烷基改性有机硅氧烷3份、有机硅树脂类消泡剂1份；所述含钚的酸性溶液为10%的硝酸稀溶液，钚含量为硝酸溶液总重量的0.015%；
面层：聚氨酯丙烯酸酯20份、氧化钛8份、二氧化硅10份、水杨酸酯类化合物3份、二羟蒽二酮2份、烷基改性有机硅氧烷3份、有机硅树脂类消泡剂1份。
本实施例所述的一种防紫外线膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铝板表面处理的光滑平整，待镀表面用超纯水进行清洗，清洗后除水干燥；
（2）将底层的原料组分溶解到溶剂中，形成底层镀膜液，倒入喷枪A里；
（3）喷枪A加热到120℃，将底层镀膜液里的溶剂挥发溢出；
（4）将基材加热到120℃，喷枪A在距铝板距离25cm处移动，将底层镀膜液均匀的喷镀到铝板表面，形成底层膜；
（5）将隔层的原料组分溶解到溶剂中，形成隔层镀膜液，倒入喷枪B里，将喷枪B加热到120℃，将隔层镀膜液里的溶剂挥发溢出；
（6）在底层膜中部（背面）进行电晕放电，喷枪B在距铝板距离25cm处移动，将隔层镀膜液均匀的喷镀到底层膜表面，铝板在一分钟内降温到25℃，停止放电，表面自然冷却形成隔层膜；
（7）将面层的原料组分溶解到溶剂中，形成面层镀膜液，倒入喷枪C里，将喷枪C加热到120℃，将面层镀膜液里的溶剂挥发溢出；
（8）将铝板加热到70℃，在隔层膜上进行电晕放电，喷枪C在距铝板距离25cm处移动，将面层镀膜液均匀的喷镀到底层膜表面，铝板在一分钟内降温到15℃，停止放电，表面自然冷却形成面层膜。
本实施例所述的溶剂为乙醇，乙醇占镀膜液重量百分含量为72%。
本实施例制得的防紫外线膜，利用分光计进行光学性能检测，性能如下：可见光透过率91%，紫外线透光率为6.4％，反射率为3.6%，其他耐腐蚀性、耐磨性检测，结果均合格。
实施例3
一种防紫外线膜，分为底层、隔层与面层，所述底层与隔层之间、隔层与面层之间设有真空腔，所述底层为平面层，隔层与面层为外凸的弧形，所述底层的厚度为90nm，隔层的厚度为190nm，面层的厚度为110nm，经椭偏仪检测，所述防紫外线膜整体厚度为600nm。
本实施例所述的一种防紫外线膜的原料组分，按照重量份数计算，由以下成分组成：
底层：聚氨酯丙烯酸酯28份、氧化锌8份、二氧化硅16份、水杨酸酯类化合物2份、芳香缩酮3份、聚氧硅烷2份、有机硅树脂类消泡剂2份；
隔层：聚氨酯丙烯酸酯28份、含钚的酸性溶液6份，二氧化硅16份、水杨酸酯类化合物2份、苯偶姻烷基醚3份、聚氧硅烷2份、有机硅树脂类消泡剂2份；所述含钚的酸性溶液为10%的硝酸稀溶液，钚含量为硝酸溶液总重量的0.015%；
面层：聚氨酯丙烯酸酯28份、氧化钛5份、二氧化硅16份、水杨酸酯类化合物2份、芳香缩酮3份、聚氧硅烷2份、有机硅树脂类消泡剂2份。
本实施例所述的一种防紫外线膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）PVC板材待镀表面处理的光滑平整，待镀表面用超纯水进行清洗，清洗后除水干燥；
（2）将底层的原料组分溶解到溶剂中，形成底层镀膜液，倒入喷枪A里；
（3）喷枪A加热到60℃，将底层镀膜液里的溶剂挥发溢出；
（4）将PVC板材加热到60℃，喷枪A在距基材距离30cm处移动，将底层镀膜液均匀的喷镀到PVC板材表面，形成底层膜；
（5）将隔层的原料组分溶解到溶剂中，形成隔层镀膜液，倒入喷枪B里，将喷枪B加热到60℃，将隔层镀膜液里的溶剂挥发溢出；
（6）在底层膜中部（背面）进行电晕放电，喷枪B在距PVC板材距离30cm处移动，将隔层镀膜液均匀的喷镀到底层膜表面，PVC板材在一分钟内降温到20℃，停止放电，表面自然冷却形成隔层膜；
（7）将面层的原料组分溶解到溶剂中，形成面层镀膜液，倒入喷枪C里，将喷枪C加热到60℃，将面层镀膜液里的溶剂挥发溢出；
（8）将PVC板材加热到50℃，在隔层膜上进行电晕放电，喷枪C在距PVC板材距离30cm处移动，将面层镀膜液均匀的喷镀到底层膜表面，PVC板材在一分钟内降温到10℃，停止放电，表面自然冷却形成面层膜。
本实施例所述的溶剂为二甲基甲酰胺，所述二甲基甲酰胺占镀膜液重量百分含量为74%。
本实施例制得的防紫外线膜，利用分光计进行光学性能检测，性能如下：可见光透过率86%，紫外线透光率为5.1％，反射率为3.8%，其他耐腐蚀性、耐磨性检测，结果均合格。

Claims (10)

1.一种防紫外线膜，其特征在于：分为底层、隔层与面层，所述底层与隔层之间、隔层与面层之间设有真空腔，所述底层为平面层，隔层与面层为外凸的弧形。
2.根据权利要求1所述的一种防紫外线膜，其特征在于：所述底层的厚度为80±20nm，隔层的厚度为150±40nm，面层的厚度为150±40nm，防紫外线膜整体厚度为500-600nm。
3.根据权利要求1所述的一种防紫外线膜，其特征在于：其原料组分，按照重量份数计算，由以下成分组成：
底层：聚氨酯丙烯酸酯20-28份、氧化锌8-10份、二氧化硅13-16份、水杨酸酯类化合物2-3份、光引发剂2-3份、流平剂2-3份、消泡剂1-2份；
隔层：聚氨酯丙烯酸酯20-28份、含钚的酸性溶液6-10份，二氧化硅12-16份、水杨酸酯类化合物2-3份、光引发剂2-3份、流平剂2-3份、消泡剂1-2份；
面层：聚氨酯丙烯酸酯20-28份、氧化钛5-8份、二氧化硅10-16份、水杨酸酯类化合物2-3份、光引发剂2-3份、流平剂2-3份、消泡剂1-2份。
4.根据权利要求3所述的一种防紫外线膜，其特征在于：所述光引发剂为芳香酮、芳香缩酮、苯偶姻烷基醚、二羟蒽二酮的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的一种防紫外线膜，其特征在于：所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷或者聚氧硅烷。
6.根据权利要求3所述的一种防紫外线膜，其特征在于：所述消泡剂为有机硅树脂类消泡剂。
7.根据权利要求3所述的一种防紫外线膜，其特征在于：所述含钚的酸性溶液为10%的硝酸溶液，钚含量不超过硝酸溶液总重量的0.02%。
8.根据权利要求1所述的一种防紫外线膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将基材待镀表面处理的光滑平整，待镀表面用超纯水进行清洗，清洗后除水干燥；
（2）将底层的原料组分溶解到溶剂中，形成底层镀膜液，倒入喷枪A里；
（3）喷枪A加热到60-120℃，将底层镀膜液里的溶剂挥发溢出；
（4）将基材加热到60-160℃，喷枪A在距基材距离20-30cm处移动，将底层镀膜液均匀的喷镀到基材表面，形成底层膜；
（5）将隔层的原料组分溶解到溶剂中，形成隔层镀膜液，倒入喷枪B里，将喷枪B加热到60-120℃，将隔层镀膜液里的溶剂挥发溢出；
（6）在底层膜中部背面进行电晕放电，喷枪B在距基材距离20-30cm处移动，将隔层镀膜液均匀的喷镀到底层膜表面，基材在一分钟内降温到20-25℃，停止放电，表面自然冷却形成隔层膜；
（7）将面层的原料组分溶解到溶剂中，形成面层镀膜液，倒入喷枪C里，将喷枪C加热到60-120℃，将面层镀膜液里的溶剂挥发溢出；
（8）将基材加热到50-100℃，在隔层膜上进行电晕放电，喷枪C在距基材距离20-30cm处移动，将面层镀膜液均匀的喷镀到底层膜表面，基材在一分钟内降温到10-15℃，停止放电，表面自然冷却形成面层膜。
9.根据权利要求8所述的一种防紫外线膜的制备方法，其特征在于：所述的溶剂包括：苯、乙醇、丁酮、二甲基甲酰胺或乙酸乙酯。
10.根据权利要求9所述的一种防紫外线膜的制备方法，其特征在于：所述溶剂占镀膜液重量百分含量超过70%。
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