CN1951985A - 一种透明隔热膜及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种透明隔热膜，尤其涉及一种由透明薄膜基片和纳米透明隔热涂层构成的透明隔热薄膜，可广泛应用于汽车车窗、建筑物窗户等场合。先制备纳米透明隔热功能涂料，然后把涂料通过喷涂和刷涂的方式涂覆在透明薄膜基片表面，干燥固化后，得到透明隔热膜。本发明采用纳米涂料涂覆的方法来制备透明隔热膜，其制备方法较为简便，成本低廉，制得的透明隔热膜，同时具有良好的透明性和优异的隔热效果。

Description

一种透明隔热膜及制备方法
技术领域
本发明涉及一种透明隔热膜及制备方法，尤其涉及一种含有纳米粒子的透明隔热膜及制备方法，此种隔热膜不仅拥有良好的隔热性而且具有良好的“透明性”，可广泛应用于汽车车窗、建筑物窗户、玻璃幕墙等场合。
背景技术
现有技术中，玻璃的隔热通常采用隔热贴膜或隔热贴纸的方法解决，而隔热贴膜综合性能优良，从而得到了较为广泛的应用。
根据资料显示，中国专利CN93110358.4(玻璃透明隔热膜的制备方法及专用喷头)采用常压化学汽相沉积工艺在玻璃表面形成透明隔热薄膜。
中国专利CN200310111067.4(F、Mn共掺杂沉积纳米SnO2透明隔热薄膜)发明了一种透明隔热薄膜，其特征在于采用化学沉积或超声喷雾热解沉积的方法将F、Mn元素共掺杂在玻璃表面沉积纳米SnO2从而得到透明隔热薄膜。
中国专利CN98100128.9(隔热、除霜镀膜玻璃的制备方法)发明了一种隔热镀膜玻璃的制备方法，其特征在于：将铟锡合金陶瓷靶材溅射到加热至260～350℃的透光率大于80％的玻璃表面，经表面高温化学反应生成具有隔热性能的透明导电膜(ITO膜)。
中国专利CN200410014672.4(纳米透明隔热复合涂料及其该涂料的隔热效果测试装置)发明了一种纳米透明隔热复合涂料，采用一些纳米粒子作为颜填料，所制得的涂料具有良好的隔热性能。
上述专利所用的隔热玻璃膜层均采用溅射的方法或沉积的方法来实现玻璃表面的功能膜层，其制备方法相对复杂。而专利CN200410014672.4所述制备为涂料，无法作为膜材料直接使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服上述技术存在的不足，提出了一种不仅拥有良好的隔热性而且具有良好的透明性和机械性能优异的透明隔热薄膜；本发明的另一目的是提供这种透明隔热薄膜的制备方法。
本发明所采取的技术方案为：在本专利申请人已经拥有的专利CN200410014672.4“纳米透明隔热复合涂料”的基础上，修改和完善涂料配方，在部分配方中添加了固化剂，制备出纳米透明隔热功能涂料，然后用喷涂和刷涂的方法在普通透明薄膜表面涂覆隔热涂层，使得制成的膜不仅具有良好的隔热性能，而且机械性能优异，可用于汽车窗口、建筑窗口等场合。即在普通的透明薄膜基片上采用纳米涂料涂覆的方式，在不影响薄膜透明性的前提下实现薄膜的隔热功能，其制备方法较为简便。
 相关测试数据显示，这种新型透明隔热膜的可见光透过率均可达75％以上，并且对于紫外线几乎全部吸收；对于占太阳能50％的近红外光，也能达到60～80％的阻隔。
本发明的具体技术方案为：
一种透明隔热膜，其特征在于由普通透明薄膜基片和透明隔热涂层组成；其中所述的隔热涂层的组份及重量份数如下：
高分子树脂     40～78
纳米粉体       2～15
涂料助剂       1～10
稀释剂         15～45
固化剂         1～5
其中所述的涂层中高分子树脂为水性聚氨酯、环氧树脂或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)；纳米粉体为含有红外半导体陶瓷粉或氧化铟锡(ITO)，或者至少含有红外半导体陶瓷粉或氧化铟锡(ITO)，和四氧化三铁(Fe3O4)、二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)或氧化锌(ZnO)中的任意一种或任意两种组合，粒径范围为20～80nm；涂料助剂至少包括分散剂、流平剂、消泡剂、成膜助剂和增稠剂的一种。所述的分散剂为一种聚合物型阴离子分散剂；流平剂为丙烯酸共聚物或非反应型聚醚改性聚硅氧烷；消泡剂为改性聚硅氧烷；成膜助剂为乙二醇单丁醚/二丙二醇丁醚混合物；增稠剂为一种羟基丙烯酸水溶性分散液；稀释剂为水和/或醇类；固化剂为异氰酸酯或改性胺类聚合物。
本发明所述纳米透明隔热涂层的制备方法为：首先按配方将上述原料通过机械共混的方法制备成涂料，然后采用喷涂和刷涂的方法将含有纳米粒子的透明隔热涂层均匀涂覆在透明薄膜基材上，在60～120℃的温度下固化1～2小时，即构成透明隔热薄膜。
本发明所述的透明隔热膜可以由一层透明薄膜基片和一层透明隔热涂层组成：结构详见示意图1，其中基片表面隔热涂层厚度为10～40μm；纳米粒子的特殊功能作用使得制得的隔热膜不仅在可见光区达到75％以上透过率，而且对于近红外光区光的屏蔽率达到60％以上，紫外光则几乎全部吸收屏蔽。
有益效果：
1、本发明在本专利申请人已经拥有的专利CN200410014672.4“纳米透明隔热复合涂料”的基础上，修改和完善涂料配方，在配方中添加了固化剂，用喷涂和刷涂的方法在普通透明薄膜表面涂覆隔热涂层，使得制成的膜不仅具有良好的隔热性能，而且机械性能优异。
2、本发明所述的隔热膜不仅具有良好的隔热性能，而且在可见光区具有良好的透光率。参照有关国家标准，对本发明透明隔热薄膜的基本性能进行测定，结果证明本发明所述透明隔热薄膜其可见光透过率均在75％以上，同时具有60％以上的近红外屏蔽率，98％以上的紫外光屏蔽率。因此本发明透明隔热膜具有透明、屏蔽紫外线、屏蔽红外线、隔热等特性，其综合性能优良。
3、本发明在普通薄膜基片上采用涂覆的方法增加一层隔热层来制备透明隔热薄膜，其制备方法较为简便，成本低廉，其制作成本是一般透明隔热薄膜的1/3。
附图说明：
图1为透明隔热膜结构示意图，其中1纳米透明隔热涂层：2透明薄膜基片。
具体实施方式：
下面结合实施例和有关图表对本发明进行详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。
实例1：PVC基透明隔热膜，由透明基片和涂膜组成，涂膜的厚度为10μm。隔热膜组成及结构见表1：
表1透明隔热涂层的成份
  组份     原料名称     规格     重量份
  成膜物     聚氨酯     PUA-1     62
 纳米粉体纳米粉体稀释剂成膜助剂增稠剂固化剂   红外半导体陶瓷粉SiO2水乙二醇单丁醚/二丙二醇丁醚混合物C40羟基丙烯酸水溶性分散液DSX3256异氰酸酯固化剂PT1250-1  粒径为40～80nm粒径为20～60nm去离子水市售品市售品市售品     4.50.527213
通过固件架把PVC薄膜伸展拉平，采过刷涂的方法将透明隔热涂料涂覆在PVC基片上，60℃干燥两个小时成膜，构成PVC基透明隔热膜，这种隔热膜具有良好的隔热性能和可见光透过率，经过相关测试和计算其透光率达80％，红屏蔽率达63％。
实例2：PVB基透明隔热膜，由PVB基片和一层涂膜组成，涂膜的厚度为15μm。其中涂层的成份及组成见表2。
表2透明隔热涂层的成份
  组份   原料名称   规格   重量份
  成膜物纳米粉体纳米粉体稀释剂分散剂消泡剂固化剂   PVBITOTiO2乙醇阴离子型分散剂140改性聚硅氧烷800改性胺类固化剂T28   PVB-1粒径为40～80nm粒径为20～60nmCR市售品市售品市售品   408143512
通过喷涂的方法将透明隔热涂料涂覆在PVB基片上，在80℃下干燥2小时成膜，这种隔热膜具有良好的隔热性能和可见光透过率，经过相关测试和计算其可见光区透光率可达78％，近红外区光的屏蔽率达80％，其紫外光屏蔽率达98％，综合性能优良。
实例3：PC基透明隔热膜，由PC基片和一层涂膜组成，涂膜的厚度为40μm。其中涂层的成份及组成见表3。
表3透明隔热涂层的成份
 组份  原料名称   规格    重量份
 成膜物纳米粉体稀释剂消泡剂固化剂  环氧树脂红外半导体陶瓷粉水改性聚硅氧烷1293改性胺类环氧固化剂GCA01   PC1粒径为40～80nm去离子水市售品市售品     6552415
把PC薄膜伸展拉平，采过刷涂的方法将透明隔热涂料涂覆在PC基片上，在100℃下干燥1小时成膜，这种隔热膜具有良好的隔热性能和可见光透过率，经过相关测试和计算其可见光区透光率可达75％，近红外区光的屏蔽率达60％，综合性能优良。
实例4：PE基透明隔热膜，由PE基片和一层涂膜组成，涂膜的厚度为25μm。其中涂层的成份及组成见表4。
表4透明隔热涂层的成份
 组份  原料名称   规格   重量份
 成膜物纳米粉体纳米粉体稀释剂消泡剂固化剂  聚氨酯ITOTiO2水改性聚硅氧烷815异氰酸酯固化剂WT2102   PUA-1粒径为40～80nm粒径为20～60nm去离子水市售品市售品   78321511
通过喷涂的方法将透明隔热涂料涂覆在PE基片上，在70℃下干燥2小时成膜，这种隔热膜具有良好的隔热性能和可见光透过率，经过相关测试和计算其可见光区透光率可达80％，近红外区光的屏蔽率达65％，其紫外光屏蔽率达98％，综合性能优良。

Claims (8)

1、一种透明隔热膜，其特征在于由透明薄膜基片和隔热涂层组成，其中所述的隔热涂层的组份及重量份数如下：
高分子树脂                                      40～78
纳米粉体                                        2～15
涂料助剂                                        1～10
稀释剂                                          15～45
固化剂                                          1～5。
2、根据权利要求1所述的透明隔热膜，其特征在于透明基片为PVC、PVB、PC、PE、PP或PET薄膜。
3、根据权利要求1所述的透明隔热膜，其特征在于所述的高分子树脂为水性聚氨酯、环氧树脂或聚乙烯醇缩丁醛；纳米粉体为红外半导体陶瓷粉或氧化铟锡，或者为至少含有红外半导体陶瓷粉或氧化铟锡，和四氧化三铁、二氧化钛、二氧化硅或氧化锌中的任意一种或任意两种组合，粒径范围为20～80nm；涂料助剂至少包括分散剂、流平剂、消泡剂、成膜助剂和增稠剂的一种；稀释剂为水和/或醇类；固化剂为异氰酸酯或改性胺类聚合物。
4、根据权利要求3所述的透明隔热膜，其特征在于所述分散剂为一种聚合物型阴离子分散剂；流平剂为丙烯酸共聚物或非反应型聚醚改性聚硅氧烷；消泡剂为改性聚硅氧烷；成膜助剂为乙二醇单丁醚/二丙二醇丁醚混合物；增稠剂为一种羟基丙烯酸水溶性分散液。
5、根据权利要求1所述的透明隔热膜，其特征在于其中所述的隔热涂层厚度为10～40μm。
6、一种如权利要求1所述透明隔热膜的制备方法，其制备步骤为：首先按配方将上述原料通过机械共混的方法制备成涂料，然后将含有纳米粒子的透明隔热涂层均匀涂覆在透明薄膜基片上，加热固化，即构成透明隔热薄膜。
7、根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于采用喷涂或刷涂的方法将含有纳米粒子的透明隔热涂层均匀涂覆在透明薄膜基片上。
8、根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于固化温度为60～120℃，固化时间为1～2小时。
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