CN117210151A - 一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，自上至下依次包括保护膜Ⅰ、耐刮涂层、金属氧化物基膜、抗撕裂复合胶层、粘结胶层、保护膜Ⅱ。本发明采用磁控溅射ITO薄膜，增加了复合膜对太阳光线中红外线和紫外光线的反射，但是不会对复合膜的雾度造成影响，提高了汽车窗膜的光线阻隔性。并且控制辐射控制剂在抗撕裂复合胶层中的浓度为0.5‑1.5wt％，使节能膜维持良好反射率的情况下具有良好的透明度，可以应用于汽车车窗上，视野条件良好。同时添加少量的紫外吸收剂和红外吸收剂，即可达到良好的太阳能阻隔性，由于聚氨酯材料本身具有一定的紫外阻隔的作用，另外聚氨酯具有更好的柔韧性，从而可以实现抗撕裂的效果。

Description

一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜及其制备方法，涉及C03C，具体涉及至少两种不同组分的涂层。

背景技术

随着科学的发展，技术的进步，汽车在人们生活中的普及率越来越高，汽车上使用的配件也越来越细化。汽车在长时间的太阳光下照射后车内温度升高，需要开启空调降温，会消耗能源，汽车膜如果能阻隔部分太阳光，减少太阳光的照射能量，可以显著降低照射后汽车内的温度，减少空调使用节能环保。但是现有的汽车膜对太阳光的阻隔能力不佳，如果进一步提高汽车膜的阻隔性能，就会影响汽车膜的透明度，出现蓝雾问题，影响驾驶员的视野，降低驾驶安全。

中国发明专利CN201810510141.6公开了一种光感变色隔热车膜及其制备方法，通过纳米陶瓷隔热液与光敏剂形成光敏隔热复合层，使车膜吸收可见光中的红外线以实现隔热，还能在阳光强弱不同的自然环境下调整阳光透光率并呈现出不同的颜色，以满足驾乘者在阳光强弱不断变化的自然环境中不同的视觉舒适度需求，但是所述隔热膜在阳光下变幻颜色时，会影响驾驶员的视野范围，影响驾驶安全。中国发明专利CN202111215674.X公开了一种低衰退纳米隔热浆料、涂料的制备及隔热汽车膜的应用，使用分子间的化学键合作用，通过机械分散程序，使用絮凝剂调节混合液的zeta电位值，制得性能稳定的纳米隔热浆料，但是形成的隔热汽车膜的韧性不佳，使用和剥离时容易碎裂，覆膜操作难度较高。

发明内容

为了维持汽车膜高透明度的同时，提高汽车膜对太阳能的阻隔性能，本发明的第一个方面提供了一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，自上至下依次包括保护膜Ⅰ、耐刮涂层、金属氧化物基膜、抗撕裂复合胶层、粘结胶层、保护膜Ⅱ。

作为一种优选的实施方式，所述保护膜Ⅰ的厚度为23-80μm，耐刮涂层的厚度为2-3μm，金属氧化物基膜的厚度为28-50μm，抗撕裂复合胶层的厚度为20-40μm，粘结胶层的厚度为8-30μm，保护膜Ⅱ的厚度为23-50μm。

申请人在实验过程中发现耐刮涂层，金属氧化物基膜层，抗撕裂复合胶层采用(2-3)：(28-50)：(20-40)的厚度比可以在满足汽车窗膜视物和透光性的基础上还具有较高的太阳能阻隔率，猜测可能的原因是：节能膜中辐射阻隔剂的浓度较低，对太阳能不能达到足够的阻隔效果，在优选的厚度比下，金属氧化物基膜层提供一部分的红外阻隔性能，降低了辐射阻隔剂的使用浓度，通过优化厚度比，使节能膜在辐射阻隔剂使用量不变的情况下，避免了浓度增加带来的蓝雾问题，从而使节能膜在保持可见光高透过率的同时，阻隔了足够的太阳能。

作为一种优选的实施方式，所述耐刮涂层为纳米陶瓷树脂固化后制备的，所述纳米陶瓷树脂的粘度为1-3mPa·s，比重为0.7-1.5g/cm³。

作为一种优选的实施方式，所述耐刮涂层固化后硬度为8H。

申请人在实验过程中发现采用ITO薄膜作为车窗膜，耐氧化性能不佳，长时间使用金属氧化物容易氧化变质，影响使用寿命。申请人通过在ITO薄膜表面涂敷纳米陶瓷树脂，可以减少太阳光线对ITO薄膜的照射，减少ITO薄膜的氧化变性。申请人进一步发现采用粘度为1.2mPa·s的纳米陶瓷树脂，与ITO薄膜之间具有良好的结合效果，猜测原因可能是：粘度为1.2mPa·s的纳米陶瓷树脂固化后硬度为8H，硬度较高，纳米陶瓷树脂固化后界面缝隙小，与ITO薄膜表面的金属氧化物表面结构类似，结合后不易发生剥落。并且纳米陶瓷树脂固化后硬度高，不易出现刮伤，可以避免光线照射划痕后发生的漫反射，从而提高反射效率。

作为一种优选的实施方式，所述金属氧化物基膜为将金属氧化物采用磁控溅射的方法制备得到的，所述金属氧化物为透明金属氧化物。进一步优选，所述透明金属氧化物为氧化铟锡。

作为一种优选的实施方式，所述金属氧化物基膜选自ITO薄膜、镀银膜、CPI薄膜中的一种。

作为一种优选的实施方式，所述ITO薄膜的方块电阻为15-115Ω，厚度28-50μm。

申请人在实验中发现，通过磁控溅射的方法将金属氧化物镀到有机薄膜上，金属氧化物为透明的氧化铟锡时具有良好的光学性能，可以应用到窗膜上。申请人发现ITO薄膜的方块电阻为15-115Ω，厚度为28-50μm时，对光线中的紫外线和红外线具有良好的反射效果，可以提高窗膜对太阳光线的阻隔性。猜测可能的原因是在28-50μm的厚度下，ITO薄膜的表面电阻较小，光线在照射进薄膜时接触到氧化铟锡，促使光线发生反射，降低了光线透过率，从而具有一定的光线阻隔性能，并且方块电阻为15-115Ω时，氧化铟锡与有机薄膜的结合效果好，薄膜呈现透明性，不会出现雾度增加问题。

作为一种优选的实施方式，所述抗撕裂复合胶层为聚氨酯体系胶层，制备原料以重量百分比计包括：聚酯多元醇30-60％，固化剂8-42％，辐射控制剂0.5-1.5％，催化剂0.01-0.05％，溶剂35-65％，助剂补充余量。

作为一种优选的实施方式，所述固化剂为异氰酸酯固化剂。

作为一种优选的实施方式，所述辐射控制剂包括紫外吸收剂和红外吸收剂，所述红外吸收剂包括近红外吸收剂和远红外吸收剂，吸收波长为710-1085nm。

作为一种优选的实施方式，所述紫外吸收剂选自二苯甲酮类、水杨酸酯类、苯并三唑类、三嗪类、取代丙烯腈类紫外吸收剂，进一步优选，所述紫外吸收剂为苯并三唑类紫外吸收剂。可列举的UV-326，UV-327等。

作为一种优选的实施方式，所述红外吸收剂可列举的IR-710，IR-850，IR-960等。

申请人在实验过程中发现将聚氨酯体系材料中加入辐射控制剂，可以吸收未被反射的紫外线和红外线，进一步降低车窗透过的光线，减少车内温度的升高。但是申请人发现当辐射控制剂的浓度在0.5-1.5wt％的范围内时，车窗膜对紫外线和红外线的吸收效果较佳，并且不会引起车窗膜的雾化。猜测可能的原因是：辐射控制剂多为白色的粉末，浓度过高聚氨酯材料，纳米陶瓷树脂和辐射控制剂的兼容性和分散性存在差异，辐射控制剂容易在聚氨酯体系中分散不均，造成车窗膜的蓝雾现象，但是当辐射控制剂的浓度过低就会导致吸收紫外线或红外线的性能下降，影响车窗膜的光线阻隔效果。申请人进一步发现辐射控制剂分散到聚氨酯体系中可以改善车窗膜的耐撕拉性能，车窗膜去除时可以整体去除，不会出现中途撕裂的问题，降低了车窗膜粘贴和去除的难度，提高了施工便利性。

作为一种优选的实施方式，所述聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇，所述聚酯多元醇的分子量为500-8000Da。进一步优选，所述聚酯多元醇的分子量为1000-8000Da。

作为一种优选的实施方式，所述聚酯多元醇选自聚乙二醇，聚丙二醇，聚二甘醇，聚二丙二醇，聚一缩二乙二醇，聚三羟基丙烷，聚己内酯二元醇，聚己二酸己二醇酯，聚己二酸丁二醇酯，聚酯多元醇中的一种或几种的组合。可列举的有科思创1700，科思创/>CD 2084等。

作为一种优选的实施方式，所述溶剂选自醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸正丁酯、醋酸叔丁酯、醋酸戊酯中的一种或几种的组合。

作为一种优选的实施方式，所述溶剂为醋酸乙酯和醋酸正丁酯的组合，所述醋酸乙酯和醋酸正丁酯的重量比为(30-45)：(8-18)。

作为一种优选的实施方式，所述催化剂为锡类催化剂，所述锡类催化剂选自辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡、有机锡中的一种或几种的组合。进一步优选，所述锡类催化剂为有机锡T-12。

作为一种优选的实施方式，所述助剂包括流平助剂和消泡助剂，所述流平助剂和消泡助剂的重量比为(0.3-1.5)：(0.5-1.5)。

作为一种优选的实施方式，所述抗撕裂复合胶层的制备方法，包括以下步骤：

将制备原料按照重量份混合均匀，得到抗撕裂复合胶水，备用即可。

作为一种优选的实施方式，所述粘结胶层为丙烯酸酯压敏胶，购自常州邦瑞，型号为LK22。

作为一种优选的实施方式，保护膜Ⅰ和保护膜Ⅱ均为聚酯薄膜或聚酯离型膜，选自PET、PEN、PBT、PTT中的一种或几种的组合。可列举扬州万润CO5T1离型膜、常州钟恒RT0620离型膜。

本发明的第二个方面提供了一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)在金属氧化物基膜上涂覆抗撕裂复合胶层，烘干初固，复合离型层；

(2)熟化后，剥离离型层，在抗撕裂复合胶层上涂粘结胶层，烘干溶剂，复合保护膜Ⅱ；

(3)在金属氧化物基膜的另一面上涂敷耐刮涂层，烘干，复合保护膜Ⅰ，即得。

作为一种优选的实施方式，所述步骤1的烘干初固温度为100-120℃，时间为2-5min。

作为一种优选的实施方式，所述步骤2的熟化温度为50-70℃，时间为70-80h。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，采用方块电阻为15-115Ω，厚度28-50μm的磁控溅射ITO薄膜，增加了复合膜对太阳光线中红外线和紫外光线的反射，但是不会对复合膜的雾度造成影响，提高了汽车窗膜的光线阻隔性。

(2)本发明所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，采用粘度为1-3mPa·s，比重为0.7-1.5g/cm³的纳米陶瓷树脂固化作为耐刮涂层，改善节能膜的力学性能，使复合膜耐剥落，并且膜表面不易出现划痕，减少复合膜表面的漫反射，提高镜面反射。

(3)本发明所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，控制辐射控制剂在抗撕裂复合胶层中的浓度为0.5-1.5wt％，使节能膜维持良好反射率的情况下具有良好的透明度，可以应用于汽车车窗上，视野条件良好。

(4)本发明所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，耐刮涂层，金属氧化物基膜层，抗撕裂复合胶层采用(2-3)：(28-50)：(20-40)的厚度比，制备得到的汽车节能膜对太阳光线的成像没有影响，不会产生副相偏离，光学畸变满足标准的同时对太阳能的阻隔率高，对可见光的透射比高。

(5)本发明所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，采用聚氨酯体系材料作为抗撕裂复合胶层，添加少量的紫外吸收剂和红外吸收剂，即可达到良好的太阳能阻隔性，由于聚氨酯材料本身具有一定的紫外阻隔的作用，另外聚氨酯具有更好的柔韧性，从而可以实现抗撕裂的效果。

附图说明

图1为本发明实施例1无蓝雾抗撕裂汽车节能膜的结构示意图。

图中：1.保护膜Ⅰ；2.耐刮涂层；3.金属氧化物基膜；4.抗撕裂复合胶层；5.粘结胶层；6.保护膜Ⅱ。

具体实施方式

实施例1

一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，结构见图1；其自上至下依次包括保护膜Ⅰ1、耐刮涂层2、金属氧化物基膜3、抗撕裂复合胶层4、粘结胶层5、保护膜Ⅱ6。

所述保护膜Ⅰ1的厚度为23μm，耐刮涂层2的厚度为3μm，金属氧化物基膜3的厚度为40μm，抗撕裂复合胶层4的厚度为20μm，粘结胶层5的厚度为15μm，保护膜Ⅱ6的厚度为23μm。

所述耐刮涂层2为纳米陶瓷树脂固化后制备的，纳米陶瓷树脂的粘度为1.2mPa·s，比重为0.9-1g/cm³，固化后硬度为8H，纳米陶瓷树脂购自三金颜料，型号为SJ-2200K。

所述金属氧化物基膜3为ITO薄膜，ITO薄膜的方块电阻为95Ω，厚度40μm，购自日久光电。

所述抗撕裂复合胶层4为聚氨酯体系胶层，制备原料以重量百分比计包括：聚酯多元醇45％，固化剂32％，辐射控制剂1％，催化剂0.03％，溶剂50％，助剂补充余量。

所述固化剂为异氰酸酯固化剂，购自万华化学，型号为HT100。

所述辐射控制剂包括紫外吸收剂和红外吸收剂，所述紫外吸收剂为苯并三唑类紫外吸收剂，型号为UV-326；红外吸收剂为IR-710和IR-960的组合。UV-326，IR-710和IR-960的重量比为1：1：1。

所述聚酯多元醇为科思创1700。

所述溶剂为醋酸乙酯和醋酸正丁酯的组合，重量比为35：15。

所述锡类催化剂为有机锡，购自美国空气化工公司，型号为T-12。

所述助剂包括流平助剂和消泡助剂，所述流平助剂和消泡助剂的重量比为0.8：1。

所述流平助剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，购自德国毕克，型号为BYK-019；所述消泡助剂为有机硅消泡剂，购自德国毕克，型号为BYK-141。

所述抗撕裂复合胶层4的制备方法，包括以下步骤：

将制备原料按照重量份混合均匀，得到抗撕裂复合胶水，备用即可。

所述粘结胶层5为丙烯酸酯压敏胶，购自常州邦瑞，型号为LK22。

所述保护膜Ⅰ1和保护膜Ⅱ6均为聚酯离型膜，为PET离型膜，购自扬州万润C05-T1。

一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)在金属氧化物基膜3上涂覆抗撕裂复合胶层4，烘干初固，复合离型层；

(2)熟化后，剥离离型层，在抗撕裂复合胶层4上涂粘结胶层5，烘干，复合保护膜Ⅱ6；

(3)在金属氧化物基膜3的另一面上涂敷耐刮涂层2，烘干，复合保护膜Ⅰ1，即得。

所述步骤1的烘干初固温度为110℃，时间为3min。

所述步骤2的熟化温度为60℃，时间为72h。

所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜使用时，去掉保护膜Ⅱ6，将粘结胶层5粘贴到汽车车窗上，然后去掉保护膜Ⅰ1，完成安装。

实施例2

一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，具体制备原料同实施例1，不同点在于抗撕裂复合胶层4的厚度为30μm。

一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜的制备方法同实施例1。

实施例3

一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，具体制备原料同实施例1，不同点在于抗撕裂复合胶层4的厚度为40μm。

一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜的制备方法同实施例1。

实施例4

一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，具体制备原料同实施例1，不同点在于辐射控制剂的质量分数为2.5wt％。

一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜的制备方法同实施例1。

实施例5

一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，具体制备原料同实施例1，不同点在于金属氧化物基膜的厚度为0μm，抗撕裂复合胶层的厚度为60μm。

一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜的制备方法同实施例1。

性能测试

实施例的性能测试的测试方法，标准值，测试结果见表1。

表1

Claims (10)

1.一种无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，其特征在于，自上至下依次包括保护膜Ⅰ、耐刮涂层、金属氧化物基膜、抗撕裂复合胶层、粘结胶层、保护膜Ⅱ。

2.根据权利要求1所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，其特征在于，所述耐刮涂层为纳米陶瓷树脂固化后制备的，所述纳米陶瓷树脂的粘度为1-3mPa·s，比重为0.7-1.5g/cm³。

3.根据权利要求1所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，其特征在于，所述金属氧化物基膜为将金属氧化物采用磁控溅射的方法制备得到的，所述金属氧化物为透明金属氧化物。

4.根据权利要求3所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，其特征在于，所述金属氧化物基膜选自ITO薄膜、镀银膜、CPI薄膜中的一种。

5.根据权利要求4所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，其特征在于，所述ITO薄膜的方块电阻为15-115Ω，厚度28-50μm。

6.根据权利要求1所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，其特征在于，所述抗撕裂复合胶层为聚氨酯体系胶层，制备原料以重量百分比计包括：聚酯多元醇30-60％，固化剂8-42％，辐射控制剂0.5-1.5％，催化剂0.01-0.05％，溶剂35-65％，助剂补充余量。

7.根据权利要求6所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，其特征在于，所述辐射控制剂包括紫外吸收剂和红外吸收剂，所述红外吸收剂包括近红外吸收剂和远红外吸收剂，吸收波长为710-1085nm。

8.根据权利要求6所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，其特征在于，所述聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇，所述聚酯多元醇的分子量为500-8000Da。

9.根据权利要求6所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜，其特征在于，所述溶剂选自醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸正丁酯、醋酸叔丁酯、醋酸戊酯中的一种或几种的组合。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述无蓝雾抗撕裂汽车节能膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在金属氧化物基膜上涂覆抗撕裂复合胶层，烘干初固，复合离型层；

(2)熟化后，剥离离型层，在抗撕裂复合胶层上涂粘结胶层，烘干，复合保护膜Ⅱ；

(3)在金属氧化物基膜的另一面上涂敷耐刮涂层，烘干，复合保护膜Ⅰ，即得。