CN116500815A - 一种装饰膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装饰膜及其制备方法，属于功能材料领域，其包括依次连接的发热层、表面处理基材层以及变色层，且发热层与基材层之间设置有电极。本发明通过控制发热层的温度来调节变色层的变色情况，使其不受环境影响；且采用发热层作为发热面，均匀发热的特性，能使材料颜色同步变化且色泽均一；其中，UV温致变色涂料有助于保护可逆温致变色微胶囊，而微胶囊化能保护可逆温致变色成分，使其在使用时不受溶剂、酸碱度影响，化学性稳定、变色性稳定，并能保证其随温度升降自由调节颜色；表面处理基材层为柔性树脂处理后表面平整的无弹布，其平整面有助于获得厚度均一的发热层和变色层，进而有助于提高发热的均匀性以及材料变色的统一性。

Description

一种装饰膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能材料制备领域，具体而言，涉及一种装饰膜及其制备方法。
背景技术
可逆温致变色材料是一种颜色记忆功能材料，指加热到一定的温度（或温度区间）颜色发生变化，呈现出新的颜色，而当温度恢复到初温后又能恢复原来的颜色，颜色变化具有可逆性。材料的特性进而使得可逆温致变色材料能广泛应用于伪装、信息显示、温度指示、日用装饰、智能穿戴等各领域，具有极好的市场前景。
现有技术中大多数可逆温致变色材料的制备一般是将变色组分进行微胶囊封装添加到涂料中，但因微胶囊壳材传热能力差，对环境温度不敏感，导致变色时间增长、滞后性明显的问题。另外，环境温度的不确定性，往往所呈现的颜色与所需颜色存在偏差，影响使用和体验效果，限制了应用场景。
发明内容
基于此，为了解决现有技术中装饰膜变色时间长、滞后性明显以及呈现颜色偏差的问题，本发明提供了一种装饰膜及其制备方法，具体技术方案如下：
一种装饰膜，所述装饰膜能通过智能控温来达到温致变色的目的；所述装饰膜包括依次连接的发热层、表面处理基材层以及变色层，且所述发热层与所述基材层之间设置有电极；
其中，制备所述变色层的UV温致变色涂料中包括以下质量百分比的原料：10%~60%脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、1%~20%单官能团单体、1%~30%双官能团单体、1%~10%多官能团单体、0.2%~3%光引发剂、5%~40%可逆温致变色微胶囊以及0.1%~5%助剂。
进一步地，所述发热层的发热层浆料包括以下质量百分比的材料：0~50%有机树脂、5%~50%导电剂、0.1%~5%润湿剂、0.1%~2%消泡剂、0.1%~3%流平剂以及10%~45%溶剂。
进一步地，所述有机树脂为聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的一种或多种混合。
进一步地，所述导电剂为石墨烯、石墨、纳米碳管、导电碳粉、导电金属中的一种或多种混合。
进一步地，所述单官能团单体为DCPA、EOEOEA、THFA、LA、LMA、GMA、IBOMA中的一种或多种混合。
进一步地，所述双官能团单体为HDDA、TPMDMA、MPDDA、PEGDA中的一种或多种混合。
进一步地，所述多官能团单体为PET3A、DPHA、TMPTA、TMP9EOTA中的一种或多种混合。
进一步地，所述光引发剂为1173、184、BDK、TPO、2959、EDB、907中的一种或多种混合。
进一步地，所述助剂为消泡剂、流平剂、分散剂、润湿剂中的一种或多种混合。
另外，本申请提供一种装饰膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将柔性树脂涂布于基材层的两面，经过烘干处理后，得到表面处理基材层；
在表面处理基材层的一面印刷或贴合电极材料；
制备发热层浆料，并将所述发热层浆料印刷于基材层且设置有电极的一面，烘干处理后，得到具有发热层的材料；
制备UV温致变色涂料，并将温致变色涂料涂布于表面处理基材层的另一面，经过光源照射后成膜，得到装饰膜。
上述方案中通过控制发热层的温度来达到一定温度进而控制变色层的变色情况，不受环境影响，智能温控也能更精准地呈现所需的颜色；与传统的金属线发热相比，本发明采用发热层作为发热面，均匀发热的特性，能使材料颜色同步变化且色泽均一，其中，UV温致变色涂料有助于保护可逆温致变色微胶囊，而微胶囊化能进一步保护可逆温致变色成分，使其在使用时不受溶剂、酸碱度影响，化学性稳定、变色性稳定，并能保证其随温度升降自由调节颜色；基材层的两面经过柔性树脂处理后，表面平整，有助于获得厚度均一的发热层和变色层，进而有助于提高发热的均匀性以及材料变色的统一性。
附图说明
图1是本发明实施例1的一种装饰膜的制备方法的流程示意图；
图2是本发明实施例1制备的装饰膜的结构示意图；
图3是本发明实施例1制备的装饰膜的剖面结构示意图。
附图标记说明：
1.变色层；2.表面处理基材层；3.发热层；4.电极。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“ 及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例中的一种装饰膜，所述装饰膜能通过智能控温来达到温致变色的目的；所述装饰膜包括依次连接的发热层、表面处理基材层以及变色层，且所述发热层与所述基材层之间设置有电极；
其中，制备所述变色层的UV温致变色涂料中包括以下质量百分比的原料：10%~60%脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、1%~20%单官能团单体、1%~30%双官能团单体、1%~10%多官能团单体、0.2%~3%光引发剂、5%~40%可逆温致变色微胶囊以及0.1%~5%助剂。
在其中一个实施例中，所述UV温致变色涂料的制备方法为：将脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、单官能团单体、双官能团单体、多官能团单体、光引发剂以及助剂混合后，在65℃~85℃的条件下以500r/min~1000r/min的转速搅拌处理20min~40min，待温度降至45℃以下后，保持搅拌的条件下，继续加入可逆温致变色微胶囊，后以3℃/min~5℃/min的升温速率升温至85℃~100℃，再保温10min~20min，得到UV温致变色涂料。
在其中一个实施例中，所述发热层的发热层浆料包括以下质量百分比的材料：0~50%有机树脂、5%~50%导电剂、0.1%~5%润湿剂、0.1%~2%消泡剂、0.1%~3%流平剂以及10%~45%溶剂。
在其中一个实施例中，所述发热层浆料的制备方法为：将有机树脂、导电剂、润湿剂、消泡剂、流平剂以及溶剂混合均匀，再经三辊机研磨，得到发热层浆料。
在其中一个实施例中，所述有机树脂为聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的一种或多种混合。
在其中一个实施例中，所述导电剂为石墨烯、石墨、纳米碳管、导电碳粉、导电金属中的一种或多种混合。
在其中一个实施例中，所述润湿剂为碳氢化合物润湿剂、有机硅聚醚润湿剂、氟碳化合物润湿剂中的一种或多种混合。
在其中一个实施例中，所述流平剂为聚酰胺蜡流平剂、丙烯酸酯流平剂、聚醚改性有机硅流平剂中的一种或多种混合。
在其中一个实施例中，所述消泡剂为矿物油消泡剂、有机硅消泡剂、含氟消泡剂、链烷烃消泡剂中的一种或多种混合。
在其中一个实施例中，所述溶剂为去离子水、有机溶剂中的一种或两种混合。
在其中一个实施例中，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的官能团为2~4，延展率为50%~500%，Tg为-30~30℃。
在其中一个实施例中，所述单官能团单体为DCPA、EOEOEA、THFA、LA、LMA、GMA、IBOMA中的一种或多种混合。
在其中一个实施例中，所述双官能团单体为HDDA、TPMDMA、MPDDA、PEGDA中的一种或多种混合。
在其中一个实施例中，所述多官能团单体为PET3A、DPHA、TMPTA、TMP9EOTA中的一种或多种混合。
在其中一个实施例中，所述光引发剂为1173、184、BDK、TPO、2959、EDB、907中的一种或多种混合。
在其中一个实施例中，所述助剂为消泡剂、流平剂、分散剂、润湿剂中的一种或多种混合。
在其中一个实施例中，所述可逆温致变色微胶囊为单色变色型、双色变色型、多色变色型中的一种或两种。
在其中一个实施例中，所述可逆温致变色微胶囊的变色范围为0~100℃。
在其中一个实施例中，所述可逆温致变色微胶囊包括于所述UV温致变色涂料中不能溶解也不能融化的外壳以及包裹于外壳内的可逆温致变色成分。通过将胶囊型的可逆温变材料添加至UV温致变色涂料体系中，能减少可逆温致变色成分在应用的过程中受到的溶剂、酸碱度影响，有助于增加其应用的稳定性。
在其中一个实施例中，所述外壳的厚度为0.15μm~0.5μm。
在其中一个实施例中，所述外壳的成分为改性丙烯酸、脲醛树脂中的一种或两种。
在其中一个实施例中 ，所述可逆温致变色成分为CoI2·2C6H12N4·10H2O。
另外，本申请提供一种装饰膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将柔性树脂涂布于基材层的两面，经过烘干处理后，得到表面处理基材层；
在表面处理基材层的一面印刷或贴合电极材料；
制备发热层浆料，并将所述发热层浆料印刷于表面处理基材层且设置有电极的一面，烘干处理后，得到具有发热层的材料；
制备UV温致变色涂料，并将温致变色涂料涂布于基材层的另一面，经过光源照射后成膜，得到装饰膜。
在其中一个实施例中，所述柔性树脂为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、有机硅树脂、EVA树脂中一种或多种混合。
在其中一个实施例中，所述电极的制备材料为铜箔、铜带、导电银铜浆、导电铜浆、导电镍铜浆中的一种。
在其中一个实施例中，所述柔性树脂的涂布厚度为5μm ~10μm。
在其中一个实施例中，所述基材层的材料为无弹布。
在其中一个实施例中，在制备表面处理基材层时，烘干处理的温度为80℃~120℃。
在其中一个实施例中，所述发热层的厚度为5μm~200μm。
在其中一个实施例中，在印刷发热层浆料后，烘干处理的温度为100℃~140℃，时间为5min~20min。
在其中一个实施例中，所述UV温致变色涂料的涂布厚度为10μm~30μm。
在其中一个实施例中，所述光源照射为V汞灯或LED灯。
在其中一个实施例中，所述智能控温为带5G、蓝牙、Wifi、APP、微信小程序中一种或多种功能的远程操控温控器。
上述方案中通过控制发热层的温度来达到一定温度进而控制变色层的变色情况，不受环境影响，智能温控也能更精准地呈现所需的颜色；与传统的金属线发热相比，本发明采用发热层作为发热面，均匀发热的特性，能使材料颜色同步变化且色泽均一，其中，UV温致变色涂料有助于保护可逆温致变色微胶囊，而微胶囊化能保护可逆温致变色成分，使其在使用时不受溶剂、酸碱度影响，化学性稳定、变色性稳定，并能保证其随温度升降自由调节颜色；基材层的两面经过柔性树脂处理后，表面平整，有助于获得厚度均一的发热层和变色层，进而有助于提高发热的均匀性以及材料变色的统一性。
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。
实施例1：
一种装饰膜的制备方法，包括以下步骤：
按照涂布厚度为10μm，将聚氨酯树脂涂布于无弹布的两面，经过120℃的条件烘干处理后，得到表面处理无弹布；
在表面处理无弹布的一面印刷导电铜浆，干燥后形成电极线路；
按质量百分比，将40%丙烯酸树脂、2%石墨烯、10%导电碳粉、3%碳纳米管、1%有机硅聚醚润湿剂、0.5%聚酰胺蜡流平剂、0.5%链烷烃消泡剂、43%NMP溶剂混合均匀，再经三辊机研磨，得到发热层浆料，然后将所述发热层浆料印刷于无弹布且设置有电极线路的一面，且印刷厚度为80μm，再于100℃条件下烘干处理5min后，得到具有发热层的材料；
按质量百分比，将55%脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂（其官能团为2、延展率80%、Tg为25℃）、6% EOEOEA、2%IBOMA、10%HDDA、5%PEGDA、2%TMPTA、0.5%TPO以及1%消泡剂、0.5流平剂混合后，在65℃~85℃的条件下以800r/min的转速搅拌处理40min，待温度降至45℃以下后，保持搅拌的条件下，继续加入18%可逆温致变色微胶囊，后以3℃/min/min的升温速率升温至85℃，再保温10min，得到UV温致变色涂料，然后按25μm的涂布厚度，将温致变色涂料涂布于表面处理无弹布的另一面，经过LED灯照射后成膜，得到装饰膜。
实施例2：
一种装饰膜的制备方法，包括以下步骤：
按照涂布厚度为10μm，将有机硅树脂涂布于无弹布的两面，经过120℃的条件烘干处理后，得到表面处理无弹布；
在表面处理无弹布的一面印刷电铜浆，干燥后形成电极线路；
按质量百分比，将40%聚酯树脂、3%石墨烯、9%导电碳粉、3%碳纳米管、1%碳氢化合物润湿剂、0.5%有机硅消泡剂、0.5聚酰胺蜡流平剂以及43%NMP溶剂混合均匀，再经三辊机研磨，得到发热层浆料，然后将所述发热层浆料印刷于无弹布且设置有电极线路的一面，印刷厚度为80μm，于100℃条件下烘干处理20min后，得到具有发热层的材料；
按质量百分比，将56%脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂（其官能团为2、延展率80%、Tg为25℃）、6% EOEOEA、2%IBOMA、10%HDDA、5%PEGDA、2%TMPTA、0.5%TPO以及1%消泡剂、0.5流平剂混合后，在70℃的条件下以1000r/min的转速搅拌处理30min，待温度降至45℃以下后，保持搅拌的条件下，继续加入17%可逆温致变色微胶囊，后以5℃/min的升温速率升温至100℃，再保温10min，得到UV温致变色涂料，然后按28μm的涂布厚度，将温致变色涂料涂布于表面处理无弹布的另一面，经过LED灯照射后成膜，得到装饰膜。
实施例3：
一种装饰膜的制备方法，包括以下步骤：
按照涂布厚度为8μm，将聚氨酯树脂涂布于无弹布的两面，经过100℃的条件烘干处理后，得到表面处理无弹布；
在表面处理无弹布的一面印刷电铜浆，干燥后形成电极线路；
按质量百分比，将40%环氧树脂、5%石墨烯、5%导电碳粉、5%碳纳米管、1%氟碳化合物润湿剂、0.5%有机硅消泡剂、0.5%聚酰胺蜡流平剂以及43%NMP溶剂混合均匀，再经三辊机研磨，得到发热层浆料，然后将所述发热层浆料印刷于无弹布且设置有电极线路的一面，印刷厚度为80μm，于120℃条件下烘干处理18min后，得到具有发热层的材料；
按质量百分比，将58%脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂（其官能团为2、延展率80%、Tg为25℃）、6% EOEOEA、2%IBOMA、10%HDDA、5%PEGDA、2%TMPTA、0.5%TPO以及1%消泡剂、0.5流平剂混合后，在80℃的条件下以1000r/min的转速搅拌处理35min，待温度降至45℃以下后，保持搅拌的条件下，继续加入15%可逆温致变色微胶囊，后以4℃/min的升温速率升温至95℃，再保温18min，得到UV温致变色涂料，然后按28μm的涂布厚度，将温致变色涂料涂布于表面处理无弹布的另一面，经过LED灯照射后成膜，得到装饰膜。
需要说明的是：实施例1~3中采用的可逆温致变色微胶囊为外壳为脲醛树脂制备得到，包裹于外壳内的可逆温致变色成分为CoI2·2C6H12N4·10H2O。
对比例1：
对比例1与实施例3的区别在于，对比例1中的未设置发热层，其它与实施例3相同。
对比例2：
对比例2与实施例3的区别在于，对比例2中的UV温致变色涂料中直接将可逆温致变色成分添加使用，即可逆温致变色成分为CoI2·2C6H12N4·10H2O直接添加使用，未经过胶囊化处理，其它与实施例3相同。
对比例3：
对比例3与实施例3的区别在于，对比例3中UV温致变色涂料改为热固型温致变色涂料，其它与实施例3相同。
对比例4：
对比例4与实施例3的区别在于，对比例4中未经过柔性树脂处理，其它与实施例3相同。
对比例5：
对比例5与实施例3的区别在于，对比例5中的变色成分替换为常规色粉，其它与实施例3相同。
将实施例1~3制备的装饰膜以及对比例1~5制备的装饰膜分别外接电源和带5G、Wifi远程操控智能温控器，测试其变色情况，结果如下表1所示。
表1：
综合上，从表1中可以看出，本申请采用发热层作为发热面，均匀发热的特性，能使材料颜色同步变化且色泽均一，其中，UV温致变色涂料能起到保护可逆温致变色微胶囊的作用，胶囊化能保护可逆温致变色成分，使得变色稳定；对比例1与未设置发热层，通电时膜不发热，导致出现未变色的情况；对比例2直接将可逆温致变色成分进行使用，由于未经过微胶囊保护，导致其变色与设计变色情况不一致，且可逆性差；对比例3中将UV固化型温致变色涂料改为热固化后，导致变色层受热成膜时对微胶囊产生破坏，制备的装饰膜的变色性能差；对比例4中未经过柔性树脂平整化处理，使表面发热层厚度不均，导致发热温度不一致，从而影响了变色的均一性；对比例5中可逆温致变色成分替换为常规色粉，就无温感变色性了。以上，说明了本申请中通过工艺设计和成分优化后，发热层、表面处理基材层以及变色层之间存在相互作用，整体上能获得变色稳定且可逆的装饰膜产品。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种装饰膜，其特征在于，所述装饰膜能通过智能控温来达到温致变色的目的；所述装饰膜包括依次连接的发热层、表面处理基材层以及变色层，且所述发热层与所述基材层之间设置有电极；
其中，制备所述变色层的UV温致变色涂料中包括以下质量百分比的原料：10%~60%脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、1%~20%单官能团单体、1%~30%双官能团单体、1%~10%多官能团单体、0.2%~3%光引发剂、5%~40%可逆温致变色微胶囊以及0.1%~5%助剂。
2.根据权利要求1所述的装饰膜，其特征在于，所述发热层的发热层浆料包括以下质量百分比的材料：0~50%有机树脂、5%~50%导电剂、0.1%~5%润湿剂、0.1%~2%消泡剂、0.1%~3%流平剂以及10%~45%溶剂。
3.根据权利要求2所述的装饰膜，其特征在于，所述有机树脂为聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的一种或多种混合。
4.根据权利要求2所述的装饰膜，其特征在于，所述导电剂为石墨烯、石墨、纳米碳管、导电碳粉、导电金属中的一种或多种混合。
5.根据权利要求1所述的装饰膜，其特征在于，所述单官能团单体为DCPA、EOEOEA、THFA、LA、LMA、GMA、IBOMA中的一种或多种混合。
6.根据权利要求1所述的装饰膜，其特征在于，所述双官能团单体为HDDA、TPMDMA、MPDDA、PEGDA中的一种或多种混合。
7.根据权利要求1所述的装饰膜，其特征在于，所述多官能团单体为PET3A、DPHA、TMPTA、TMP9EOTA中的一种或多种混合。
8.根据权利要求1所述的装饰膜，其特征在于，所述光引发剂为1173、184、BDK、TPO、2959、EDB、907中的一种或多种混合。
9.根据权利要求1所述的装饰膜，其特征在于，所述助剂为消泡剂、流平剂、分散剂、润湿剂中的一种或多种混合。
10.一种装饰膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1~9任一项所述的装饰膜，所述制备方法包括以下步骤：
将柔性树脂涂布于基材层的两面，经过烘干处理后，得到表面处理基材层；
在表面处理基材层的一面印刷或贴合电极材料；
制备发热层浆料，并将所述发热层浆料印刷于表面处理基材层且设置有电极的一面，烘干处理后，得到具有发热层的材料；
制备UV温致变色涂料，并将温致变色涂料涂布于基材层的另一面，经过光源照射后成膜，得到装饰膜。
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