CN116355546B - 复合膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合膜及其制备方法和应用，该复合膜从上到下依次设有第一保护层，缓冲弹性层和冲击变硬层，第一保护层和缓冲弹性层之间设有第一粘合层，冲击变硬层包含非牛顿流体材料和胶黏剂，非牛顿流体材料和胶黏剂的重量份比为1:0.6‑1.2；其制备方法包括：在第一保护层上涂覆第一粘合层，在缓冲弹性层的另一侧涂覆冲击变硬层，其中，涂覆冲击变硬层采用先涂覆非牛顿流体材料再涂覆胶黏剂的工艺或采用先混合搅拌非牛顿流体材料和胶黏剂后再涂覆到缓冲弹性层上的工艺。本发明可以提高玻璃的耐冲击性，并且解决高速公路上带起地面的小石子砸到前窗玻璃产生裂痕甚至破裂的使用问题。
Description
技术领域
本发明涉及膜技术领域，具体涉及一种复合膜及其制备方法和应用。
背景技术
玻璃作为一种常用的材料，广泛应用于生活中。然而，为了防止玻璃被刮花或磨损，往往会贴有保护膜用于保护玻璃不受损害。
其中，汽车的前窗玻璃的外侧普遍没有保护膜，这使得车辆在行驶过程中容易受到外界的碰撞和摩擦，从而导致玻璃表面出现划痕、裂纹等问题。目前的前窗玻璃设计上为了防止玻璃破裂时伤害车内的人，主要是在前窗玻璃的内侧加上一层可以防止玻璃碎片散裂伤人的保护膜，然而这样的措施仅起着保护车内人的作用，而不能保护前窗玻璃不受损害。
专利公告号CN218321205U公开了防眩光汽车玻璃保护膜，涉及汽车用品技术领域，该保护膜包括用于阻挡光线实现防眩光功能的防眩光层，所述防眩光层上侧面贴附有用于防止石子刮伤的防刮层，所述防刮层上表面贴附有用于对其进行保护的第二离型保护层，所述防眩光层下侧设有加强层，所述加强层下侧设有缓冲层，所述缓冲层下侧设有用于粘附汽车玻璃的粘附层，所述粘附层下侧面设有用于对其进行保护的第一离型保护层。然而该技术方案的保护膜只可以防止被沙石引起刮伤，而对于在高速公路上高速行驶的车辆带起地面上的小石子对玻璃造成的冲击，其强大的冲击力则很容易会冲破保护膜从而砸到前窗玻璃产生裂痕甚至破裂，所以开发出一种用于玻璃保护的具有耐冲击的保护膜已经成为一种迫切的需求。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种复合膜，可以提高玻璃的耐冲击性。
本发明提供的一种复合膜，从上到下依次设有第一保护层，缓冲弹性层和冲击变硬层，第一保护层和缓冲弹性层之间设有第一粘合层，冲击变硬层包含非牛顿流体材料和胶黏剂，非牛顿流体材料和胶黏剂的重量份比为1:0.6-1.2。
本发明优选地技术方案在于，缓冲弹性层设有容液通孔阵列，容液通孔阵列的通孔直径为0.05-0.1mm。
本发明优选地技术方案在于，第一粘合层的材料为OCA胶或PU胶。
本发明优选地技术方案在于，第一保护层的厚度为70-200um，缓冲弹性层的厚度为50-100um，第一粘合层的厚度为20-30um，冲击变硬层的厚度为80-120um。
本发明优选地技术方案在于，缓冲弹性层和冲击变硬层之间从上到下依次设有第二粘合层和依附层。
本发明优选地技术方案在于，第二粘合层为OCA胶；依附层为PET膜或PC膜。
本发明优选地技术方案在于，第二粘合层的厚度为15-35um；依附层的厚度为30-70um。
本发明的另一目的在于提供上述复合膜的制备方法，包括以下步骤：
S0：在第一保护层上涂覆第一粘合层，使得第一保护层和缓冲弹性层相粘结；
S1：在缓冲弹性层的另一侧涂覆冲击变硬层；
其中，在S1中，涂覆冲击变硬层采用先涂覆非牛顿流体材料再涂覆胶黏剂的工艺或采用先混合搅拌非牛顿流体材料和胶黏剂后再涂覆到缓冲弹性层上的工艺。
本发明优选地技术方案在于，在S3中，涂覆冲击变硬层采用先涂覆非牛顿流体材料，再涂覆胶黏剂的工艺，其中，涂覆非牛顿流体材料的环境温度15-25℃，涂覆速度150-200mm/s
本发明的另一目的在于提供上述复合膜在汽车保护膜中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提供的复合膜以第一保护层、缓冲弹性层、冲击变硬层三层结构有序组合，通过三层不同结构各自具有的功能，相互作用形成了一种协同效应，提高了组合形成的复合膜的耐冲击性能，从而能够获得具有耐冲击性能的新型复合膜。第一保护层首先承受冲击力，经由可以变形的缓冲弹性层吸收力量，缓冲弹性层在第一保护层传递的冲击力的作用下，吸收和分散冲击能量，从而减缓外界冲击力对第一保护层的破坏作用，同时还可以进一步传递冲击力到冲击变硬层，冲击变硬层受到冲击力后，冲击变硬层由于非牛顿流体材料的剪切变硬的特殊性质从而在短时间内形成具有高阻尼、高黏度的状态，使冲击波得到更好的耗散和吸收，从而保护玻璃不受损伤。
(2)冲击变硬层当冲击撤走后，冲击变硬层会恢复原有状态，并不会对冲击变硬层本身造成损坏。对此，复合膜能够多次有效地保护玻璃，而且复合膜自身的抗冲击性能并不会有明显的下降；
(3)本发明提供的一种复合膜的制备方法简单易行，且生产工艺简单、适合大批量生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1的一种复合膜的纵剖图。
图中：
1-第一保护层；2-缓冲弹性层；31-第一粘合层；32-第二粘合层；4-依附层；5-冲击变硬层；51-非牛顿流体材料层；52-胶黏剂层；6离型膜层。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
以下表1为本申请实施例和对比例中原料的来源：
表1-本申请实施例和对比例中原料的来源和型号
实施例1-6
实施例1
一种复合膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：准备材料，其中，第一保护层1采用厚度188um的PET膜，缓冲弹性层2采用TPU膜，第一粘合层31、第二粘合层32采用OCA胶，依附层4采用厚度50um的PET膜；
步骤2：将材料于涂布机中设置好，环境为无尘涂布环境(下同)，先粘合第一保护层和缓冲弹性层，涂覆速度500mm/s，得到第一复合膜，其中，第一粘合层的厚度约25um；
步骤3：粘合第一复合膜的缓冲弹性层和依附层，涂覆速度500mm/s，得到第二复合膜，其中，第二粘合层的厚度约25um；
步骤4：冲击变硬层5由非牛顿流体材料层51和胶黏剂层52叠加组成，在第二复合膜的依附层一侧涂覆先涂覆非牛顿流体材料层，再涂覆胶黏剂层，其中，涂覆非牛顿流体材料层的环境温度为20℃，涂覆速度200mm/s，胶黏剂层的加热温度为80℃，涂覆速度200mm/s，其中，非牛顿流体材料层的厚度约40um，胶黏剂层的厚度约40um，非牛顿流体材料层和胶黏剂层的重量份比为1:0.6。
步骤5：于胶黏剂层的另一面附上离型膜层。
步骤6：成膜进行烘干，自然烘干，烘干时间为6h，得到复合膜。
实施例2
一种复合膜的制备方法，各步骤及各步骤中使用的试剂、工艺参数均与实施例1相同，不同的地方在于，非牛顿流体材料层的厚度约40um，胶黏剂层的厚度约80um，非牛顿流体材料层和胶黏剂层的重量份比为1:1.2。
实施例3
一种复合膜的制备方法，各步骤及各步骤中使用的试剂、工艺参数均与实施例1相同，不同的地方在于，非牛顿流体材料和胶黏剂按照重量份比为1:1混合后再作为冲击变硬层涂覆到缓冲弹性层上，厚度约100um。
实施例4
一种复合膜的制备方法，各步骤及各步骤中使用的试剂、工艺参数均与实施例1相同，不同的地方在于，TPU膜设有容液通孔阵列，容液通孔阵列的通孔直径为0.1mm，通孔之间相隔0.5mm。
实施例5
一种复合膜的制备方法，各步骤及各步骤中使用的试剂、工艺参数均与实施例1相同，不同的地方在于，第一保护层采用厚度70um的PC膜。
实施例6
一种复合膜的制备方法，各步骤及各步骤中使用的试剂、工艺参数均与实施例5相同，不同的地方在于，第一粘合层、第二粘合层采用PU胶，其中，第一粘合层的厚度约20um，第二粘合层的厚度约15um。
对比例1
一种复合膜的制备方法，各步骤及各步骤中使用的试剂、工艺参数均与实施例1相同，不同的地方在于，没有涂覆非牛顿流体材料。
性能检测试验
1、耐冲击测试：将复合膜裁剪成20cm*20cm的大小，粘合在汽车玻璃上，注意保持表面的清洁和平整，要求平整无明显的气泡残留。使用固定装置固定汽车玻璃，使用100g的钢球从距离复合膜1.5米的高度砸落，观测复合膜和玻璃的损坏情况；
2、耐久性测试：按照耐冲击测试的方式重复10次，观察复合膜和玻璃的损坏情况；
3、透光率：使用透光率测试仪检测。
上述性能检测试验的结果如表2所示。
表2-实施例1-6和对比例1的复合膜耐冲击测试和透光率的性能测试结果
本发明的具体实施例中采用耐冲击测试来模拟在高速公路上高速行驶的车辆带起地面上的小石子对玻璃造成的冲击，由上述实施例1-6可知，本发明制备获得的复合膜耐冲击性能相对优异，复合膜的表面和玻璃的表面均无肉眼可见的裂痕，而且透光率全部高于85％，满足用于前窗玻璃的使用要求。经过多次测试后，虽然复合膜出现白点或者裂痕，但是玻璃本身依旧没有影响，复合膜可以重复多次地保护。
比较实施例2的数据，可以明显发现增大胶黏剂的厚度，会对透光率有所下降，而对耐久性的影响不大。
比较实施例3的数据，可以明显发现采用混合再涂覆的工艺，可以显著地提高复合膜的耐久性，其原因为混合再涂覆可以降低非牛顿流体材料和胶黏剂分层所导致的不平整问题，从而使得复合膜的受力更加均匀，提高复合膜的耐久性，然而混合非牛顿流体材料和胶黏剂会由于二者混合，相互填充之间的结构空隙从而导致透光率明显下降。此外，采用混合再涂覆的工艺，可以减少一道耗时较长的涂覆工艺，提高复合膜的生产效率。
比较实施例4的数据，可以明显发现设有容液通孔阵列，有利于在涂覆压合的过程中，使得不平整部分的粘合层的胶黏剂会往容液通孔阵列中的通孔方向流动并且填充，从而使得复合膜的粘合平整，提高复合膜的受力均匀程度，进一步提高复合膜的耐久性。
比较实施例5的数据，可以发现PC膜即使厚度更小，但由于PC膜本身的性能相较PET膜更加优异，其制备的复合膜的耐久度也更好，只是PC膜的成本相对更加昂贵。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种复合膜，其特征在于：
从上到下依次设有第一保护层，缓冲弹性层和冲击变硬层，所述第一保护层和缓冲弹性层之间设有第一粘合层；
所述冲击变硬层包含非牛顿流体材料和胶黏剂，所述非牛顿流体材料和所述胶黏剂的重量份比为1∶0.6-1.2，所述非牛顿流体材料和胶黏剂按照重量份比混合后涂覆作为冲击变硬层；
所述非牛顿流体材料的牌号为东莞清合研创科技有限公司的FX-480。
2.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于：
所述缓冲弹性层设有容液通孔阵列，所述容液通孔阵列的通孔直径为0.05-0.1mm。
3.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于：
所述第一粘合层的材料为OCA胶或PU胶。
4.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于：
所述第一保护层的厚度为70-200um，所述缓冲弹性层的厚度为50-100um，所述第一粘合层的厚度为20-30um，所述冲击变硬层的厚度为80-120um。
5.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于：
所述缓冲弹性层和冲击变硬层之间从上到下依次设有第二粘合层和依附层。
6.根据权利要求5所述的复合膜，其特征在于：
所述第二粘合层为OCA胶；所述依附层为PET膜或PC膜。
7.根据权利要求6所述的复合膜，其特征在于：
所述第二粘合层的厚度为15-35um；所述依附层的厚度为30-70um。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S0：在所述第一保护层上涂覆所述第一粘合层，使得所述第一保护层和所述缓冲弹性层相粘结；
S1：在所述缓冲弹性层的另一侧涂覆所述冲击变硬层；
其中，在S1中，涂覆所述冲击变硬层采用先混合搅拌所述非牛顿流体材料和胶黏剂后再涂覆到所述缓冲弹性层上的工艺。
9.一种如权利要求1-7中任一项所述的复合膜在汽车保护膜中的应用。
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