CN114015097A - 一种建材的隔热保温复合膜及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种建材的隔热保温复合膜及其制备工艺，包括聚酯膜层和氟硅纳米隔热涂层，其中：所述聚酯膜层为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚邻苯二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例为85％以上的聚酯膜，本发明所述的建材的隔热保温复合膜及其制备工艺具有复合膜的隔热保温性能好、拉伸强度和断裂伸长率高、粘结稳定、不易剥离脱落等优点；且所述复合膜的制备过程简单、易于实现。

Description

一种建材的隔热保温复合膜及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种用于建材的复合膜，具体涉及一种建材的隔热保温复合膜及其制备工艺。
背景技术
随着建筑行业的高速发展，各类隔热保温复合膜在建筑行业得到广泛应用，市场同时也对隔热保温复合膜的各项性能提出了更高的要求。
通常，用于建筑的隔热保温复合膜需要具备良好的隔热保温性能、抗菌性能、耐磨性、防水性、抗老化性能、抗张强度和断裂伸长率等，在复合膜的诸多性能中，优异的隔热保温性能对建材的保护以及复合膜抗老化性能等的提升都有很大的帮助，另外，较高的抗张强度和断裂伸长率等力学性能关乎复合膜的使用寿命和使用范围，也是衡量复合膜质量的关键指标。
随着人们对复合膜要求的逐步提高，现有复合膜的各项性能已经无法满足用户的需求，急需开发一种性能更加优异的复合膜。
为解决上述技术问题，特提出本申请。
发明内容
本发明设计出一种建材的隔热保温复合膜及其制备工艺，以提升现有复合膜的性能，尤其是复合膜的隔热保温性能和力学性能。
为解决上述问题，本发明公开了一种建材的隔热保温复合膜，包括聚酯膜层和氟硅纳米隔热涂层，其中：
所述聚酯膜层为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚邻苯二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例为85％以上的聚酯膜；
所述氟硅纳米隔热涂层包括下列重量份的原料：
A组分：
Figure BDA0003339696560000021
B组分：
交联剂 50～100。
进一步的，将所述聚对苯二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例记为α％，将所述聚萘二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例记为β％，将所述聚邻苯二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例记为γ％，则α＞3*γ，且，α+γ＞0.5β。
进一步的，所述聚酯膜层中还包括重量百分比为0.3～0.6％的成核剂和1～2％的成核促进剂；所述成核剂为碳酸钙、苯甲酸钠、滑石粉、二氧化硅、明矾、蒙脱土、二氧化钛或1；3-2；4-二亚(对甲基)苄基山梨糖醇中的一种或多种；所述成核促进剂为PEG-600、PEG-1000、亚磷酸三苯酯中的一种或多种中的一种或多种。
进一步的，所述聚酯膜层的一侧具有钉扎结节，所述钉扎结节包括紊流组织和夹杂在所述紊流组织内部的微气泡。
进一步的，所述紊流组织通过所述聚酯膜层的部分区域弯曲折叠后形成，所述微气泡在形成所述紊流组织的过程中同步形成。
进一步的，所述钉扎结节通过所述聚酯膜层上的钉扎凸点弯曲折叠后形成，所述钉扎凸点与所述聚酯膜层通过一体成型制备。
进一步的，所述氟硅纳米隔热涂层涂覆在所述聚酯膜层具有钉扎结节的一侧。
进一步的，所述复合膜还包括表面处理剂涂层，所述聚酯膜层、表面处理剂涂层和氟硅纳米隔热涂层依次设置。
一种建材的隔热保温复合膜的制备工艺，所述制备工艺用于制备上述的隔热保温复合膜，所述制备工艺包括步骤：
S1，配置聚酯膜层原料；
S2，聚酯膜层熔融挤出；
S3，预冷却；
S4，纵向拉伸；
S5，一次挤压；
S6，二次挤压；
S7，成膜拉伸；
S8，配置氟硅纳米隔热涂层原料；
S9，制备氟硅纳米隔热涂层材料；
S10，将氟硅纳米隔热涂层材料涂覆在所述聚酯膜层上。
进一步的，所述制备工艺包括步骤：
S1，配置聚酯膜层原料：按要求配置聚对苯二甲酸乙二醇酯切片、聚萘二甲酸乙二醇酯切片、聚邻苯二甲酸乙二醇酯切片、成核剂和成核促进剂等制备聚酯膜层的原料组分；
S2，熔融挤出：将所述步骤S1配置好的聚酯膜层原料通过吸料系统送至料仓中，料仓中的原料经265～280℃熔融、抽真空，再经过滤、除去原料溶体中的水分、低聚物和杂质后形成熔体，之后将所述熔体通过模头挤出，模头的温度为265～275℃；
S3，预冷却：采用冷却装置对经所述步骤S2挤出的熔体进行预冷却，所述冷却装置中用于对熔体进行冷却的部件表面温度设置为-10℃以下，经过冷却装置的预冷却后，熔体成为胶状物，将所述胶状物的厚度记为h1，则h1的取值范围为1～6mm；
S4，纵向拉伸：将所述步骤S3制得的胶状物向长度方向拉伸，得到纵向拉伸成型物，将所述纵向拉伸成型物的厚度记为h2，则0.2*h1＜h2＜0.5*h1；同时，在所述纵向拉伸成型物的一侧形成高度为P1的第一钉扎凸点101，P1＞0.6um；
S5，一次挤压：将所述步骤S4制得的纵向拉伸成型物置于一次挤压装置中，将所述一次挤压装置的预热温度设置为60～80℃，并调整所述一次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述纵向拉伸成型物通过一次挤压形成厚度为h3的一次挤压成型物，所述h3的取值范围为：h2-0.8*P1＜h3＜h2-0.6*P1；
S6，二次挤压：将所述步骤S5制得的一次挤压成型物置于二次挤压装置中，将所述二次挤压装置的预热温度设置为90～110℃，并调整所述二次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述一次挤压成型物通过二次挤压形成厚度为h4的二次挤压成型物，所述h4的取值范围为：h3-P1＜h4＜h3-10*P1；
S7，成膜拉伸：将所述步骤S6制得的二次挤压成型物向宽度方向或机械方向拉伸、制备成所需厚度的薄膜，之后通过热定型得到聚酯膜层；
S8，配置氟硅纳米隔热涂层原料；
S9，制备氟硅纳米隔热涂层材料；
S10，将氟硅纳米隔热涂层材料涂覆在所述聚酯膜层上。
本申请所述的建材的隔热保温复合膜及其制备工艺具有复合膜的隔热保温性能好、拉伸强度和断裂伸长率高、粘结稳定、不易剥离脱落等优点；且所述复合膜的制备过程简单、易于实现。
附图说明
图1为本发明所述聚酯膜层经纵向拉伸后的结构示意图；
图2本发明所述聚酯膜层经一次挤压后的结构示意图；
图3本发明所述聚酯膜层经二次挤压后的结构示意图；
图4本发明所述复合膜的一种结构示意图；
图5本发明所述复合膜的另一种结构示意图；
图6本发明所述球晶的结构示意图。
附图标记说明：
1、聚酯膜层；101、第一钉扎凸点；102、第二钉扎凸点；103、钉扎结节；103a、紊流组织；103b、微气泡；2、氟硅纳米隔热涂层；3、表面处理剂；4、球晶；401、晶核；402、支链；5、冷却装置。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
一种建材的隔热保温复合膜，所述复合膜包括聚酯膜层1和氟硅纳米隔热涂层2，其中，所述聚酯膜层1为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚邻苯二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例为85％以上的聚酯膜；所述氟硅纳米隔热涂层2包括下列重量份的原料：
A组分：
Figure BDA0003339696560000051
B组分：
交联剂 50～100。
优选的，在本发明的部分实施例中，将所述聚对苯二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例记为α％，将所述聚萘二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例记为β％，将所述聚邻苯二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例记为γ％，则α＞3*γ，且，α+γ＞0.5β。通过试验发现：当所述聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、和聚邻苯二甲酸乙二醇酯的含量比例满足上述条件时，制得的聚酯树脂颗粒经熔融后得到的熔体的结晶速度和流动特性适于后期挤出成型和钉扎结节103的形成。
具体的，本申请通过结晶型饱和聚酯——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成所述聚酯膜层1的基体材料，并通过采用化学结构与PET相似、但刚性更大的萘环取代苯环结构后形成的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)作为促进剂，能够有效提高聚酯膜层1的力学性能、耐磨性、耐紫外线、化学稳定性等性能。
在本发明的部分实施例中，所述聚酯膜层1中还包括重量百分比为0.3～0.6％的成核剂和1～2％的成核促进剂，其中，所述重量百分比为成核剂或成核促进剂占所有聚酯切片总重量的百分比，所述成核剂为碳酸钙、苯甲酸钠、滑石粉、二氧化硅、明矾、蒙脱土、二氧化钛或1；3-2；4-二亚(对甲基)苄基山梨糖醇中的一种或多种；所述成核促进剂为PEG-600、PEG-1000、亚磷酸三苯酯中的一种或多种中的一种或多种。
在本发明的部分实施例中，所述氟硅纳米隔热涂层2包括下列重量份的原料：
A组分：
Figure BDA0003339696560000061
B组分：
交联剂 50～100。
在本发明的部分实施例中，所述氟硅纳米隔热涂层2包括下列重量份的原料：
A组分：
Figure BDA0003339696560000071
B组分：
交联剂 50～100。
在本发明的部分实施例中，所述分散剂为以下之一或其组合：EFKA4010分散剂、EFKA4401分散剂、BYK-104分散剂、BYK-163分散剂。
在本发明的部分实施例中，所述颜料为无机颜料，所述无机颜料为以下之一或其组合：碳黑无机颜料、钛白粉无机颜料、氧化铁红无机颜料、铅铬黄、锌铬黄、铅铬绿。
在本发明的部分实施例中，所述交联剂为以下之一或其组合：DCP、BPO、TDI。
在本发明的部分实施例中，所述消泡剂为以下之一或其组合：EFKA2035消泡剂、EFKA2720消泡剂、BYK-052消泡剂、BYK-066消泡剂。
在本发明的部分实施例中，所述流平剂为以下之一或其组合：EFKA3777流平剂、BYK-306流平剂、BYK361流平剂、BYK-333流平剂。
在本发明的部分实施例中，所述基材润湿剂为以下之一或其组合：BYK-104S基材润湿剂、BYK-103基材润湿剂、EFKA4010基材润湿剂。
在本发明的部分实施例中，所述弹性树脂为以下之一或其组合：聚酯弹性树脂、聚脲弹性树脂、聚酯多元醇弹性树脂。
在本发明的部分实施例中，所述红外吸收剂为以下之一或其组合：Sn、Ti、In、Al、Sb、V的金属氧化物或氮化物的超细颗粒。
优选的，所述红外吸收剂为以下之一或其组合：在可见光区域内透明的锡掺杂的氧化铟(ITO)、锑掺杂的氧化锡(ATO)和氟掺杂的氧化锡。
在本发明的部分实施例中，所述紫外吸收剂为苯并三唑类和金属络合物的组合物。
在本发明的部分实施例中，所述隔热材料为以下之一或其组合：钇铝硅玻璃粉、莫来石粉末、蒙脱石粉末。
优选的，所述隔热材料为钇铝硅玻璃粉、莫来石粉末、蒙脱石粉末按照(30～60)：(20～35)：(20～35)的摩尔百分比组成的隔热材料，所述隔热材料的制备过程参见专利CN111363421 B，在此不再赘述。
进一步的，所述纳米硅溶液为钛改性纳米硅溶液，所述钛改性纳米硅溶液的制备过程参见专利CN 111363421 B，在此不再赘述。
进一步的，如图3所示，所述聚酯膜层1的一侧具有钉扎结节103，所述钉扎结节103包括紊流组织103a和夹杂在所述紊流组织103a内部的微气泡103b。
更进一步的，所述紊流组织103a通过所述聚酯膜层1的部分区域弯曲折叠后形成，所述微气泡103b在形成所述紊流组织103a的过程中同步形成，即所述紊流组织103a和微气泡103b通过所述聚酯膜层1的部分区域弯曲折叠后同步形成。
优选的，所述钉扎结节103通过所述聚酯膜层1上的钉扎凸点弯曲折叠后形成，所述钉扎凸点与所述聚酯膜层1通过一体成型制备。
对应的，所述氟硅纳米隔热涂层2涂覆在所述聚酯膜层1具有钉扎结节103的一侧，将所述钉扎结节103封存在所述复合膜的内部。
更进一步的，所述复合膜还包括表面处理剂涂层3，所述聚酯膜层1、表面处理剂涂层3和氟硅纳米隔热涂层2依次设置。
优选的，所述表面处理剂涂层3涂覆在所述聚酯膜层1具有钉扎结节103的一侧，将所述钉扎结节103封存在所述复合膜的内部，所述氟硅纳米隔热涂层2通过所述表面处理剂涂层3粘附在所述复合膜上。
此外，本发明还提供一种所述建材的隔热保温复合膜的制备工艺，所述复合膜的制备工艺用于制备上述的隔热保温复合膜，所述制备工艺包括步骤：
S1，配置聚酯膜层原料；
S2，聚酯膜层熔融挤出；
S3，预冷却；
S4，纵向拉伸；
S5，一次挤压；
S6，二次挤压；
S7，成膜拉伸；
S8，配置氟硅纳米隔热涂层原料；
S9，制备氟硅纳米隔热涂层材料；
S10，将氟硅纳米隔热涂层材料涂覆在所述聚酯膜层上。
进一步的，在本发明的部分实施例中，所述建材的隔热保温复合膜的制备工艺，包括步骤：
S1，配置聚酯膜层原料：按要求配置聚对苯二甲酸乙二醇酯切片、聚萘二甲酸乙二醇酯切片、聚邻苯二甲酸乙二醇酯切片、成核剂和成核促进剂等制备聚酯膜层的原料组分；
S2，熔融挤出：将所述步骤S1配置好的聚酯膜层原料通过吸料系统送至料仓中，料仓中的原料经265～280℃熔融、抽真空，再经过滤、除去原料溶体中的水分、低聚物和杂质后形成熔体，之后将所述熔体通过模头挤出，模头的温度为265～275℃；
S3，预冷却：采用冷却装置对经所述步骤S2挤出的熔体进行预冷却，所述冷却装置中用于对熔体进行冷却的部件表面温度设置为-10℃及以下，所述步骤S2挤出的熔体通过所述冷却装置的速度为5～10min/米，经过冷却装置的预冷却后，熔体成为胶状物，将所述胶状物的厚度记为h1，则h1的取值范围为1～6mm；
S4，纵向拉伸：将所述步骤S3制得的胶状物向长度方向拉伸，得到纵向拉伸成型物，将所述纵向拉伸成型物的厚度记为h2，则0.2*h1＜h2＜0.5*h1；同时，在所述纵向拉伸成型物的一侧形成高度为P1的第一钉扎凸点101，P1＞0.6um；
S5，一次挤压：将所述步骤S4制得的纵向拉伸成型物置于一次挤压装置中，将所述一次挤压装置的预热温度设置为60～80℃，并调整所述一次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述纵向拉伸成型物通过一次挤压形成厚度为h3的一次挤压成型物，所述h3的取值范围为：h2-0.8*P1＜h3＜h2-0.6*P1；
S6，二次挤压：将所述步骤S5制得的一次挤压成型物置于二次挤压装置中，将所述二次挤压装置的预热温度设置为90～110℃，并调整所述二次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述一次挤压成型物通过二次挤压形成厚度为h4的二次挤压成型物，所述h4的取值范围为：h3-P1＜h4＜h3-10*P1；
S7，成膜拉伸：将所述步骤S6制得的二次挤压成型物向宽度方向或机械方向拉伸、制备成所需厚度的薄膜，之后通过热定型得到聚酯膜层；
S8，配置氟硅纳米隔热涂层原料：按照要求配置制备氟硅纳米隔热涂层材料的A组分和B组分；
S9，制备氟硅纳米隔热涂层材料：所述氟硅纳米隔热涂层材料制备过程参见专利CN 111363421 B，在此不再赘述；
S10，将氟硅纳米隔热涂层材料涂覆在所述聚酯膜层上。
需要说明的是，本申请所述胶状物的厚度h1、纵向拉伸成型物的厚度h2、一次挤压成型物的厚度h3、二次挤压成型物的厚度h3为对应阶段的膜层中除端部、边缘等明显不均匀的区域之外的部分的平均厚度。
本申请所述复合膜的制备方法中，未采用常规的拉伸比等参数对上述挤压和拉伸过程进行限定，其原因是，为更好地控制所述钉扎结节103的形成过程，通过测量厚度的方式更加直接有效，在能够确保物料厚度的情况下，所述拉伸比等参数可以根据需要设定。优选的，在所述高度为P1的第一钉扎凸点101中，将所述第一钉扎凸点101的直径记为d1，则所述d1的取值范围为10～60um。
优选的，所述第一钉扎凸点101的高度P1的取值范围为0.6～50um，所述P1的取值大小可以通过所述步骤S2挤出的熔体通过所述冷却装置的速度或所述冷却装置的冷却温度等调节，所述第一钉扎凸点101的高度P1的值可以在适宜倍数的显微镜下测量得到，步骤S4得到纵向拉伸成型物中所述第一钉扎凸点101的高度P1的值为单位面积，如一平方厘米的膜层中所有第一钉扎凸点101的高度的平均值。
所述第一钉扎凸点101的高度P1和直径d1等尺寸能够通过调整冷却装置的冷却温度、物料传送速度等参数实现。
优选的，所述步骤S3中，冷却装置的冷却温度为-15～-10℃。
更加优选的，所述冷却装置为冷鼓等设备。
进一步的，在将氟硅纳米隔热涂层2涂覆在所述聚酯膜层1之前，还可以在所述聚酯膜层1上涂覆表面处理剂涂层3，之后再将所述氟硅纳米隔热涂层2涂覆在所述表面处理剂涂层3上。
优选的，所述表面处理剂涂层3材料包括下列重量份的原料：
Figure BDA0003339696560000111
Figure BDA0003339696560000121
其中，所述填料为硅微粉或碳酸钙或两者的组合物；所述润湿剂为改性硅氧烷；所述附着力促进剂为环氧化合物；所述流平剂为EFKA3777流平剂、BYK-306流平剂、BYK361流平剂或BYK-333流平剂；所述分散剂为EFKA4010分散剂、EFKA4401分散剂、BYK-104分散剂或BYK-163分散剂；所述润湿剂为BYK-104S基材润湿剂、BYK-103基材润湿剂或EFKA4010基材润湿剂；所述增稠剂为甲基纤维素或聚氧乙烯；所述消泡剂为EFKA2035消泡剂、EFKA2720消泡剂、BYK-052消泡剂或BYK-066消泡剂；所述助溶剂为高沸点溶剂油或醚酯类溶剂。
通过所述表面处理剂涂层3能够增加所述聚酯膜层1的强度和对所述氟硅纳米隔热涂层2的粘附力，同时，对所述聚酯膜层1上未完全封闭的微气泡103b进行补充封闭。
本申请所述建材的隔热保温复合膜及其制备工艺所依据的原理如下：首先对聚氨酯熔体进行快冷，如图6所示，在低温冷却介质的作用下，由于聚氨酯熔体的一侧表面与冷却装置5中冷却介质之间的距离近、两者间温差大，结晶化速度较快，在预冷却过程中，聚氨酯熔体靠近冷却装置5的一侧表面将会由于急冷形成晶核401较大的球晶4，而自聚氨酯熔体的表面至中心，温差逐渐减小、冷却速度逐渐变缓，结晶化速度较慢，会形成晶核401相对较小的球晶4，不同球晶4的晶核401通过支链402缠绕、连接在一起；如图1所示，聚氨酯熔体表面的这些晶核401较大的球晶4将会在后续的拉伸工序S4中隆起、并形成第一钉扎凸点101；之后如图2所示，通过一次挤压形成顶端向一侧弯折变形的第二钉扎凸点102；然后通过二次挤压形成内含微气泡103b的紊流组织103a，即钉扎结节103；所述钉扎结节103最终通过成膜拉伸以环状或类环状的形貌分布在聚酯膜层1的表面。
其中，在所述一次挤压和二次挤压过程中，优选的，物料应以相反的方向依次进入一次挤压设备和二次挤压设备中，具体为一次挤压过程中的尾部物料首先进入二次挤压设备中进行二次挤压。
作为本申请的一些实施例，在所述一次挤压和二次挤压过程中，物料也可以相同的方向依次进入一次挤压设备和二次挤压设备中，如此，便于连续化生产的实现。
优选的，采用对辊式挤压机进行所述一次挤压和二次挤压。
更加优选的，在所述对辊式挤压机中，具有若干组相对设置的主动辊和从动辊中，在所述一次挤压过程中，所述主动辊位于所述第一钉扎凸点101所在的一侧，对应的，所述从动辊位于远离所述第一钉扎凸点101的一侧；在所述二次挤压过程中，所述主动辊位于远离所述第一钉扎凸点101的一侧，对应的，所述从动辊位于所述第一钉扎凸点101所在的一侧。如此，能够更好地控制所述钉扎结节103的形貌和组织，使得所述复合膜的力学性能更佳。
需要注意的是，本申请所述高度为P1的第一钉扎凸点101与常规聚酯膜中通过添加无机粒子或机械压制成型等手段获得的凸点具有实质不同。首先，本申请所述高度为P1的第一钉扎凸点101与聚酯膜中通过添加无机粒子形成的凸点相比，本申请所述第一钉扎凸点101的高度P1远大于通过添加无机粒子形成的凸点的高度，如果需要通过添加无机粒子的方式形成同样高度的第一钉扎凸点101，则必须添加粒径与复合膜中聚酯膜的厚度相同或更大的无机粒子，但这种无机粒子的添加将会直接导致聚酯膜强度的大幅度下降，因此，采用这种手段形成本申请所述高度为P1的第一钉扎凸点101并不现实；其次，虽然可以通过机械压制成型的手段获得类似尺寸的凸点，但是一方面，由于本申请中后续步骤S5～S7均在较高的温度下进行，此时的聚酯膜正处于胶状或类胶状的状态，因此，机械压制成型的凸点在表面张力的作用下，极易变形或回复至初始状态，导致后续步骤无法实施或无法通过后续步骤获得类似的效果；另一方面，与本申请相比，通过机械压制成型的手段获得类似尺寸的凸点由于没有尺寸较大的球晶4作为支撑，所起到的“钉扎”作用极弱，对复合膜的抗张强度和断裂伸长率等力学性能帮助不大，无法实现本申请所述复合膜所具备的技术效果。而本申请所述高度为P1的第一钉扎凸点101是通过聚酯膜层1中的一部分粒径较大的球晶4在拉伸过程中适当的隆起形成的，其与聚酯膜层1中的其他球晶4的支链402相互交联、缠绕在一起，是一个有机组合的整体，其并不会降低聚酯膜的强度等性质，反而，高度为P1的第一钉扎凸点101能够在复合膜的变形、拉扯过程中起到良好的“钉扎”作用，提高复合膜的机械强度和抗变形能力。
此外，由于所述钉扎结节103是通过所述第一钉扎凸点101弯曲折叠和变形形成的，其内部组织呈现轻微的非线性特征，能够在不影响成膜的同时，提高所述复合膜的抗张强度和抗剥离强度。
再者，由于本申请在进行S7成膜拉伸前，已经对聚酯膜层1进行了S4纵向拉伸，其能够充当预拉伸的作用，结合之后的一次挤压和二次挤压，在进行S7成膜拉伸前，物料的平整度和厚度得到了调整，更加均匀，如此，不仅能够提高聚酯膜层1在S7成膜拉伸阶段的拉伸均匀性，还能够提高材料的利用率，减少在拉伸工艺后必须切掉的厚度不均匀的部分总量，提高原料利用率。
此外，在所述二次挤压过程中，在加热和挤压力的作用下，所述第二钉扎凸点102能够再次与所述聚酯膜层1粘结在一起，同时，在挤压的过程中，所述第二钉扎凸点102与所述聚酯膜层1之间来不及排出的气体能够在所述钉扎结节103的内部形成微气泡103b，所述微气泡103b能够通过界面反射来实现高反射性能，提高所述复合膜的隔热和保温性能。
同时，由于钉扎结节103的形成，本申请所述聚酯膜层1的表面平整度有轻微的降低，因此，其与氟硅纳米隔热涂层2或表面处理剂涂层3之间的结合力会更大，可以使得复合膜中氟硅纳米隔热涂层2的粘结强度更高、不易脱落。
以下通过具体的实施例对本申请所述建材的隔热保温复合膜及其制备工艺进行进一步说明：
实施例1
S1，配置聚酯膜层原料：按重量份称取40份聚对苯二甲酸乙二醇酯切片、40份聚萘二甲酸乙二醇酯切片、10份聚邻苯二甲酸乙二醇酯切片，以及重量百分比为0.3％的二氧化钛和1％的PEG-600；
S2，熔融挤出：将所述步骤S1配置好的聚酯膜层原料通过吸料系统送至料仓中，料仓中的原料经265℃熔融、抽真空，再经过滤、除去原料溶体中的水分、低聚物和杂质后形成熔体，之后将所述熔体通过模头挤出，模头的温度为265℃；
S3，预冷却：采用冷却装置对经所述步骤S2挤出的熔体进行预冷却，所述冷却装置中用于对熔体进行冷却的部件表面温度设置为-10℃，所述步骤S2挤出的熔体通过所述冷却装置的速度为10min/米，经过冷却装置的预冷却后，熔体成为胶状物，将所述胶状物的厚度记为h1，控制熔融挤出和预冷却过程，使得h1的取值范围为1～2mm；
S4，纵向拉伸：将所述步骤S3制得的胶状物向长度方向拉伸，得到纵向拉伸成型物，将所述纵向拉伸成型物的厚度记为h2，控制纵向拉伸过程的参数使得0.2*h1＜h2＜0.5*h1；同时，在所述纵向拉伸成型物的一侧形成高度为P1的第一钉扎凸点101，通过显微镜测量得到P1的值为0.63um；
S5，一次挤压：将所述步骤S4制得的纵向拉伸成型物置于一次挤压装置中，将所述一次挤压装置的预热温度设置为60℃，并调整所述一次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述纵向拉伸成型物通过一次挤压形成厚度为h3的一次挤压成型物，控制所述h3的取值范围为：h2-0.8*P1＜h3＜h2-0.6*P1；
S6，二次挤压：将所述步骤S5制得的一次挤压成型物置于二次挤压装置中，将所述二次挤压装置的预热温度设置为90℃，并调整所述二次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述一次挤压成型物通过二次挤压形成厚度为h4的二次挤压成型物，控制所述h4的取值范围为：h3-P1＜h4＜h3-10*P1；
S7，成膜拉伸：将所述步骤S6制得的二次挤压成型物向宽度方向拉伸、制备成所需厚度的薄膜，之后通过热定型得到聚酯膜层；
S8，配置氟硅纳米隔热涂层原料：按重量份称取A组分和B组分，其中A组分包括400份含氟聚合树脂、50份二甲苯、200份纳米硅溶液、60份隔热材料、12份颜料、20份分散剂、20份消泡剂、5份流平剂、20份基材润湿剂、50份弹性树脂、60份醋酸丁酯、15份红外吸收剂、10份紫外吸收剂；B组分包括50份交联剂；其中，隔热材料为蒙脱石粉末；颜料为钛白粉无机颜料；分散剂为BYK-163分散剂，消泡剂为BYK-052消泡剂，流平剂为EFKA3777流平剂，基材润湿剂为BYK-104S基材润湿剂；弹性树脂为聚脲弹性树脂；红外吸收剂为氮化物的超细颗粒，紫外吸收剂为苯并三唑类和金属络合物的组合物。
S9，制备氟硅纳米隔热涂层材料：所述氟硅纳米隔热涂层材料制备过程如下：
在夹套缸中加入含氟聚合树脂、二甲苯，搅拌均匀；
缸中液体升温至55℃，然后边搅拌边加入纳米硅溶液，中速搅拌，保持温度在60℃，搅拌40min后，冷却至20℃；
加入其他助剂，中速搅拌30min，即得所述氟硅纳米防水隔热复合材料。
S10，将氟硅纳米隔热涂层材料涂覆在所述聚酯膜层上。
实施例2
S1，配置聚酯膜层原料：按重量份称取50份聚对苯二甲酸乙二醇酯切片、30份聚萘二甲酸乙二醇酯切片、15份聚邻苯二甲酸乙二醇酯切片，以及重量百分比为0.6％的蒙脱土和2％的PEG-1000；
S2，熔融挤出：将所述步骤S1配置好的聚酯膜层原料通过吸料系统送至料仓中，料仓中的原料经280℃熔融、抽真空，再经过滤、除去原料溶体中的水分、低聚物和杂质后形成熔体，之后将所述熔体通过模头挤出，模头的温度为275℃；
S3，预冷却：采用冷却装置对经所述步骤S2挤出的熔体进行预冷却，所述冷却装置中用于对熔体进行冷却的部件表面温度设置为-15℃，所述步骤S2挤出的熔体通过所述冷却装置的速度为5min/米，经过冷却装置的预冷却后，熔体成为胶状物，将所述胶状物的厚度记为h1，控制熔融挤出和预冷却过程，使得h1的取值范围为5～6mm；
S4，纵向拉伸：将所述步骤S3制得的胶状物向长度方向拉伸，得到纵向拉伸成型物，将所述纵向拉伸成型物的厚度记为h2，控制纵向拉伸过程的参数使得0.2*h1＜h2＜0.5*h1；同时，在所述纵向拉伸成型物的一侧形成高度为P1的第一钉扎凸点101，通过显微镜测量得到P1的值为47.8um；
S5，一次挤压：将所述步骤S4制得的纵向拉伸成型物置于一次挤压装置中，将所述一次挤压装置的预热温度设置为80℃，并调整所述一次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述纵向拉伸成型物通过一次挤压形成厚度为h3的一次挤压成型物，控制所述h3的取值范围为：h2-0.8*P1＜h3＜h2-0.6*P1；
S6，二次挤压：将所述步骤S5制得的一次挤压成型物置于二次挤压装置中，将所述二次挤压装置的预热温度设置为110℃，并调整所述二次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述一次挤压成型物通过二次挤压形成厚度为h4的二次挤压成型物，控制所述h4的取值范围为：h3-P1＜h4＜h3-10*P1；
S7，成膜拉伸：将所述步骤S6制得的二次挤压成型物向机械方向拉伸、制备成所需厚度的薄膜，之后通过热定型得到聚酯膜层；
S8，配置氟硅纳米隔热涂层原料：按重量份称取A组分和B组分，其中A组分包括600份含氟聚合树脂、150份二甲苯、450份纳米硅溶液、90份隔热材料、250份颜料、40份分散剂、40份消泡剂、15份流平剂、40份基材润湿剂、150份弹性树脂、100份醋酸丁酯、30份红外吸收剂、20份紫外吸收剂；B组分包括100份交联剂；其中，隔热材料为莫来石粉末；颜料为钛白粉无机颜料；分散剂为BYK-104分散剂，消泡剂为BYK-066消泡剂，流平剂为BYK-333流平剂，基材润湿剂为BYK-103基材润湿剂；弹性树脂为聚酯多元醇弹性树脂；红外吸收剂为V的金属氧化物，紫外吸收剂为苯并三唑类和金属络合物的组合物。
S9，制备氟硅纳米隔热涂层材料：所述氟硅纳米隔热涂层材料制备过程如下：
在夹套缸中加入含氟聚合树脂、二甲苯，搅拌均匀；
缸中液体升温至55℃，然后边搅拌边加入纳米硅溶液,中速搅拌，保持温度在60℃，搅拌40min后，冷却至20℃；
加入其他助剂，中速搅拌30min，即得所述氟硅纳米防水隔热复合材料。
S10，将氟硅纳米隔热涂层材料涂覆在所述聚酯膜层上。
实施例3
S1，配置聚酯膜层原料：按重量份称取60份聚对苯二甲酸乙二醇酯切片、20份聚萘二甲酸乙二醇酯切片、10份聚邻苯二甲酸乙二醇酯切片，以及重量百分比为0.5的蒙脱土和1.5％的PEG-1000；
S2，熔融挤出：将所述步骤S1配置好的聚酯膜层原料通过吸料系统送至料仓中，料仓中的原料经270℃熔融、抽真空，再经过滤、除去原料溶体中的水分、低聚物和杂质后形成熔体，之后将所述熔体通过模头挤出，模头的温度为272℃；
S3，预冷却：采用冷却装置对经所述步骤S2挤出的熔体进行预冷却，所述冷却装置中用于对熔体进行冷却的部件表面温度设置为-12℃，所述步骤S2挤出的熔体通过所述冷却装置的速度为7min/米，经过冷却装置的预冷却后，熔体成为胶状物，将所述胶状物的厚度记为h1，控制熔融挤出和预冷却过程，使得h1的取值范围为3～5mm；
S4，纵向拉伸：将所述步骤S3制得的胶状物向长度方向拉伸，得到纵向拉伸成型物，将所述纵向拉伸成型物的厚度记为h2，控制纵向拉伸过程的参数使得0.2*h1＜h2＜0.5*h1；同时，在所述纵向拉伸成型物的一侧形成高度为P1的第一钉扎凸点101，通过显微镜测量得到P1的值为23.8um；
S5，一次挤压：将所述步骤S4制得的纵向拉伸成型物置于一次挤压装置中，将所述一次挤压装置的预热温度设置为75℃，并调整所述一次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述纵向拉伸成型物通过一次挤压形成厚度为h3的一次挤压成型物，控制所述h3的取值范围为：h2-0.8*P1＜h3＜h2-0.6*P1；
S6，二次挤压：将所述步骤S5制得的一次挤压成型物置于二次挤压装置中，将所述二次挤压装置的预热温度设置为100℃，并调整所述二次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述一次挤压成型物通过二次挤压形成厚度为h4的二次挤压成型物，控制所述h4的取值范围为：h3-P1＜h4＜h3-10*P1；
S7，成膜拉伸：将所述步骤S6制得的二次挤压成型物向机械方向拉伸、制备成所需厚度的薄膜，之后通过热定型得到聚酯膜层；
S8，配置氟硅纳米隔热涂层原料：按重量份称取A组分和B组分，其中A组分包括500份含氟聚合树脂、60份二甲苯、300份纳米硅溶液、80份隔热材料、150份颜料、30份分散剂、30份消泡剂、10份流平剂、30份基材润湿剂、100份弹性树脂、80份醋酸丁酯、18份红外吸收剂、13份紫外吸收剂；B组分包括70份交联剂；其中，隔热材料为蒙脱石粉末；颜料为钛白粉无机颜料；分散剂为BYK-104分散剂，消泡剂为BYK-066消泡剂，流平剂为BYK-333流平剂，基材润湿剂为BYK-103基材润湿剂；弹性树脂为聚酯弹性树脂；红外吸收剂为Al的金属氧化物，紫外吸收剂为苯并三唑类和金属络合物的组合物。
S9，制备氟硅纳米隔热涂层材料：所述氟硅纳米隔热涂层材料制备过程如下：
在夹套缸中加入含氟聚合树脂、二甲苯，搅拌均匀；
缸中液体升温至55℃，然后边搅拌边加入纳米硅溶液,中速搅拌，保持温度在60℃，搅拌40min后，冷却至20℃；
加入其他助剂，中速搅拌30min，即得所述氟硅纳米防水隔热复合材料。
S10，将氟硅纳米隔热涂层材料涂覆在所述聚酯膜层上。
实施例4
本实施例与上述实施例3之间的区别仅在于：
在所述聚酯膜层1和氟硅纳米隔热涂层2之间还涂覆有一层表面处理剂涂层3，所述表面处理剂涂层3涂覆在所述聚酯膜层1设置钉扎结节103的一侧表面，所述氟硅纳米隔热涂层2涂覆在所述表面处理剂涂层3的表面。
其中，按照重量份，所述表面处理剂涂层3的材料由45份丙烯酸正丁酯、15份填料、0.2份润湿剂、0.2份附着力促进剂、0.3份流平剂、0.1份分散剂、0.08份润湿剂、0.1份增稠剂、0.06份消泡剂、0.1份助熔剂组成。
对比例1
本对比例与上述实施例3之间的区别仅在于：
在所述步骤S2聚酯膜层熔融挤出之后，在常规的冷却温度25℃下对所述步骤S2挤出的熔体进行预冷却，之后直接进行所述步骤S7～S10。
对比例2
本对比例与上述实施例3之间的区别仅在于：
在所述步骤S4纵向拉伸之后，将所述步骤S4制得的纵向拉伸成型物置于一次挤压装置中，将所述一次挤压装置的预热温度设置为75℃，并调整所述一次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述纵向拉伸成型物通过一次挤压装置挤压形成厚度为h4的挤压成型物；之后继续执行步骤S7～S10。
对比例3
本对比例与上述实施例3之间的区别仅在于：
在所述步骤S4纵向拉伸之后，将所述步骤S4制得的纵向拉伸成型物置于二次挤压装置中，将所述二次挤压装置的预热温度设置为100℃，并调整所述二次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述纵向拉伸成型物通过二次挤压装置挤压形成厚度为h4的挤压成型物；之后继续执行步骤S7～S10。
上述实施例1～4和对比例1～3所制得的复合膜中，经二次挤压后的挤压成型物均在135～155℃拉伸相应倍数后，通过热定型得到厚度为50um的聚酯膜层。
实验例1
对上述实施例1～4和对比例1～3所制得的复合膜进行隔热保温性能测试，测试过程如下：
(1)裁切面积为0.8m*0.8m的复合膜；
(2)将复合膜铺设在阳光下的地面上进行暴晒，其中，室外温度需大于30℃，复合膜中涂覆所述氟硅纳米隔热涂层2的一面朝上，另一面朝地，；
(3)每隔15分钟检测一次所述复合膜上侧面的温度和地面的温度。
按照上述方法，对上述实施例1～4和对比例1～3所制得的复合膜进行隔热保温性能测试，每种复合膜在相同条件下测试3次，以3次测试的平均值为最终测试结果，测试结果如表1所示：
表1复合膜的隔热保温性能测试结果
Figure BDA0003339696560000211
实验例2
参照GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定第3部分：薄塑和薄片的试验条件》标准对上述实施例1～4和对比例1～3所制得的复合膜进行拉伸强度和断裂伸长率的测试，每种复合膜在相同条件下测试5次，以5次测试的平均值为最终测试结果，测试结果如表2所示：
表2复合膜的力学性能测试结果
实施例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
拉伸强度(MPa) 53.62 52.14 54.37 59.80
断裂伸长率(％) 375 387 392 384
对比例 对比例1 对比例2 对比例3 /
拉伸强度(MPa) 39.43 46.74 48.65 /
断裂伸长率(％) 336 352 355 /
实验例3
参照GB/T 8808-1988《软质复合塑料材料剥离试验方法》标准对上述实施例1～4和对比例1～3所制得的复合膜进行抗剥离强度测试，每种复合膜在相同条件下测试5次，以5次测试的平均值为最终测试结果，测试结果如表3所示：
实施例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2 对比例3
剥离力(N) 18.45 19.31 18.74 23.57 13.53 16.58 17.14
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种建材的隔热保温复合膜，其特征在于，所述复合膜包括聚酯膜层(1)和氟硅纳米隔热涂层(2)，其中：
所述聚酯膜层(1)为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚邻苯二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例为85％以上的聚酯膜；
所述氟硅纳米隔热涂层(2)包括下列重量份的原料：
A组分：
Figure FDA0003339696550000011
B组分：
交联剂 50～100。
2.根据权利要求1所述的隔热保温复合膜，其特征在于，将所述聚对苯二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例记为α％，将所述聚萘二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例记为β％，将所述聚邻苯二甲酸乙二醇酯在构成膜的聚酯树脂中所占的重量比例记为γ％，则α＞3*γ，且，α+γ＞0.5β。
3.根据权利要求1所述的隔热保温复合膜，其特征在于，所述聚酯膜层(1)中还包括重量百分比为0.3～0.6％的成核剂和1～2％的成核促进剂；所述成核剂为碳酸钙、苯甲酸钠、滑石粉、二氧化硅、明矾、蒙脱土、二氧化钛或1；3-2；4-二亚(对甲基)苄基山梨糖醇中的一种或多种；所述成核促进剂为PEG-600、PEG-1000、亚磷酸三苯酯中的一种或多种中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的隔热保温复合膜，其特征在于，所述聚酯膜层(1)的一侧具有钉扎结节(103)，所述钉扎结节(103)包括紊流组织(103a)和夹杂在所述紊流组织(103a)内部的微气泡(103b)。
5.根据权利要求4所述的隔热保温复合膜，其特征在于，所述紊流组织(103a)通过所述聚酯膜层(1)的部分区域弯曲折叠后形成，所述微气泡(103b)在形成所述紊流组织(103a)的过程中同步形成。
6.根据权利要求5所述的隔热保温复合膜，其特征在于，所述钉扎结节(103)通过所述聚酯膜层(1)上的钉扎凸点弯曲折叠后形成，所述钉扎凸点与所述聚酯膜层(1)通过一体成型制备。
7.根据权利要求1或4或5或6所述的隔热保温复合膜，其特征在于，所述氟硅纳米隔热涂层(2)涂覆在所述聚酯膜层(1)具有钉扎结节(103)的一侧。
8.根据权利要求1所述的隔热保温复合膜，其特征在于，所述复合膜还包括表面处理剂涂层(3)，所述聚酯膜层(1)、表面处理剂涂层(3)和氟硅纳米隔热涂层(2)依次设置。
9.一种建材的隔热保温复合膜的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺用于制备上述权利要求1～8任一项所述的隔热保温复合膜，所述制备工艺包括步骤：
S1，配置聚酯膜层原料；
S2，聚酯膜层熔融挤出；
S3，预冷却；
S4，纵向拉伸；
S5，一次挤压；
S6，二次挤压；
S7，成膜拉伸；
S8，配置氟硅纳米隔热涂层原料；
S9，制备氟硅纳米隔热涂层材料；
S10，将氟硅纳米隔热涂层材料涂覆在所述聚酯膜层上。
10.根据权利要求9所述的建材的隔热保温复合膜的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括步骤：
S1，配置聚酯膜层原料：按要求配置聚对苯二甲酸乙二醇酯切片、聚萘二甲酸乙二醇酯切片、聚邻苯二甲酸乙二醇酯切片、成核剂和成核促进剂等制备聚酯膜层的原料组分；
S2，熔融挤出：将所述步骤S1配置好的聚酯膜层原料通过吸料系统送至料仓中，料仓中的原料经265～280℃熔融、抽真空，再经过滤、除去原料溶体中的水分、低聚物和杂质后形成熔体，之后将所述熔体通过模头挤出，模头的温度为265～275℃；
S3，预冷却：采用冷却装置对经所述步骤S2挤出的熔体进行预冷却，所述冷却装置中用于对熔体进行冷却的部件表面温度设置为-10℃以下，经过冷却装置的预冷却后，熔体成为胶状物，将所述胶状物的厚度记为h1，则h1的取值范围为1～6mm；
S4，纵向拉伸：将所述步骤S3制得的胶状物向长度方向拉伸，得到纵向拉伸成型物，将所述纵向拉伸成型物的厚度记为h2，则0.2*h1＜h2＜0.5*h1；同时，在所述纵向拉伸成型物的一侧形成高度为P1的第一钉扎凸点101，P1＞0.6um；
S5，一次挤压：将所述步骤S4制得的纵向拉伸成型物置于一次挤压装置中，将所述一次挤压装置的预热温度设置为60～80℃，并调整所述一次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述纵向拉伸成型物通过一次挤压形成厚度为h3的一次挤压成型物，所述h3的取值范围为：h2-0.8*P1＜h3＜h2-0.6*P1；
S6，二次挤压：将所述步骤S5制得的一次挤压成型物置于二次挤压装置中，将所述二次挤压装置的预热温度设置为90～110℃，并调整所述二次挤压装置的压辊压力和间隙，将所述一次挤压成型物通过二次挤压形成厚度为h4的二次挤压成型物，所述h4的取值范围为：h3-P1＜h4＜h3-10*P1；
S7，成膜拉伸：将所述步骤S6制得的二次挤压成型物向宽度方向或机械方向拉伸、制备成所需厚度的薄膜，之后通过热定型得到聚酯膜层；
S8，配置氟硅纳米隔热涂层原料；
S9，制备氟硅纳米隔热涂层材料；
S10，将氟硅纳米隔热涂层材料涂覆在所述聚酯膜层上。
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