具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜及其制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜及其制备方法，该隔热膜从上至下由紫外光固化涂料涂布成的抗刮层、经预处理的PET基膜、安装胶涂料涂布的安装胶层和离型膜复合成的层状结构；紫外光固化涂料包括无机颜料浆料、紫外光固化树脂、光敏剂和溶剂等；无机颜料浆料除分散剂和溶剂外，还包括至少一种低紫外吸收率的无机颜料，安装胶涂料除紫外吸收剂、压敏胶和溶剂外还可有无机颜料浆料。紫外光固化树脂、压敏胶和溶剂必须与分散剂相容性匹配。本发明专利技术通过低紫外吸收的无机颜料组合、分散剂组合和光敏剂组合，实现了紫外光固化成膜且具高耐候性和高清晰度的单层隔热膜，通过两道涂布工序完成隔热膜的生产，大大降低了生产成本。

Single layer low permeable inorganic nano thermal insulation film with high weather resistance and high definition and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜及其制备方法
本专利技术涉及一种具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜及其制备方法，属于隔热窗膜

技术介绍
低透隔热膜具有同时阻隔阳光中的部分可见光和红外能量的作用，可用于汽车和建筑玻璃以提高舒适度和减少制冷能耗。一般来讲，低透隔热膜有两种结构：单层基膜和双层基膜，分别通过两道涂布工序和三道涂布工序来实现。在现有市场产品中，单层基膜有两种，一种是通过染料植入PET基膜中形成染料原色膜，另一种是在PET基膜上镀金属层形成金属膜，这两种单层膜都可通过涂布抗刮层和安装胶层两道工序形成隔热膜。尽管涂布工艺简单，但单层染料膜耐候性差，寿命1～2年，且几乎没有红外阻隔效果。单层金属膜还存在如中国专利文献CN204296154U公开的单层金属膜隔热膜的高反光率问题，即当可见光透过率低于35％时，其可见光反射率大于20％，这会产生严重的光污染和不舒适感，且不符合国家标准。纳米颜料分为有机颜料和无机颜料，其耐候性普遍比染料优异很多。较之有机颜料，无机颜料还具有一定的红外阻隔效果。中国专利文献CN106965518A公开了一种用碳黑和有机颜料复合而成的隔热膜，具有耐候性好的优点，该技术通过两张透明基膜复合且三道涂布工序来完成产品生产，生产成本高，此外，因有机颜料难以分散和稳定，在规模量产中，隔热膜的清晰度难以连续稳定地保持。中国专利文献CN104789110A公开了一种用碳黑和有机颜料组合的非溶剂型紫外光固化涂料制备而成的单层隔热膜，尽管解决了耐候性问题，但存在膜的红外阻隔率不高、清晰度不高，即雾度≈2％、紫外固化能量需求高，难以保证基膜不变形等问题。中国专利文献CN201210200691公开了一种在透明基膜的双面分别涂布含有无机纳米功能材料的抗刮层和含有紫外吸收剂的安装胶层，实现了具有高可见光透过率(>70％)和高红外阻隔率的单层无机纳米隔热膜，是一种仅涉及两道涂步工序的生产方法。但用同样的生产方法完成可见光透过率低于45％的无机纳米隔热膜的生产，则需要解决低透无机纳米颜料的分散问题和无机纳米颜料在抗刮层中的紫外固化问题，进而获得具有耐候性好、清晰度高、红外阻隔性能适中的单层低透无机纳米隔热膜。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜及其制备方法。本专利技术通过低紫外吸收率的无机纳米颜料组合、分散剂组合和光敏剂组合，实现了紫外光固化成膜的且具有高耐候性和高清晰度的单层隔热膜，较好地解决了现有技术存在的缺陷。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜，所述隔热膜为从上至下依次包括：由紫外光固化涂料涂布形成的抗刮层、双面经预处理的PET基膜、由安装胶涂料涂布形成的安装胶层和离型膜形成的层状结构；所述PET基膜雾度值<1％；所述紫外光固化涂料包括无机纳米颜料浆料、紫外光固化树脂、光敏剂、流平剂和溶剂；所述无机纳米颜料浆料包括无机纳米颜料、分散剂和溶剂，所述分散剂的用量是所述无机纳米颜料的50～120％，且所述无机纳米颜料至少包括一种具有低紫外吸收率的无机纳米颜料，所述低紫外吸收率的无机纳米颜料为在可见光透过率为40％时，在280～380nm紫外波段范围内，其平均透过率大于20％的无机纳米材料；所述安装胶涂料包括紫外吸收剂、压敏胶和溶剂，还选择性的包括无机纳米颜料浆料；所述溶剂至少包括乙酸乙酯。优选地，所述PET基膜的预处理包括涂布预涂层及电晕处理，所述预涂层包括亚克力层或聚氨酯(PU)层。优选地，所述PET基膜的厚度是30～100μm，所述PET基膜的纵向热收缩率和横向热收缩率分别是1.0～1.5％和-0.1～0.5％。优选地，所述低紫外吸收率的无机纳米颜料为氮化硅钛，其中氮化硅钛中硅掺杂比为0～20％。优选地，所述无机纳米颜料还包括碳黑，所述氮化硅钛与所述碳黑在所述抗刮层中或在所述紫外光固化涂料中的重量比为1:1～1:0。优选地，所述无机纳米颜料浆料包括碳黑浆料及氮化硅钛浆料，其中所述碳黑浆料包括碳黑、分散剂和溶剂，所述碳黑的粒径为10～20nm，分散剂用量是碳黑重量的50～80％；所述氮化硅钛浆料包括氮化硅钛、分散剂和溶剂，所述氮化硅钛的粒径为15～35nm，分散剂用量是氮化硅钛重量的60～100％。所述分散剂包括小分子分散剂和聚合物分散剂，所述小分子分散剂的分子量<1000，且具有酸性基团、碱性基团或酸碱性同体基团，所述聚合物分散剂的分子量>3000，具有胺值或酸值10～100mgKOH/g，其中小分子分散剂比例为0～30％，聚合物分散剂比例为70～100％。优选地，所述纳米无机颜料浆料还包括掺铯氧化钨隔热材料浆料，所述氧化铯钨中的铯掺杂比例为3～6％，其中氧化铯钨的粒径为20～80nm。优选地，所述紫外光固化树脂为分子量>1000的六官能团以上的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，所述紫外光固化树脂在所述紫外光固化涂料中的重量比是20～50％，且所述紫外光固化树脂在所述抗刮层中的用量是1.8～4.5g/m2；所述纳米无机颜料浆料中包括有与所述紫外光固化树脂实现相容性匹配的分散剂，所述分散剂为丙烯酸酯类共聚物分散剂；所述流平剂为硅改性共聚物，且所述流平剂是所述紫外光固化树脂重量的0.5～2％。优选地，所述光敏剂的用量是所述紫外光固化树脂的4～10％，所述光敏剂包括吸收长波、中波、短波紫外光的光敏剂，其中吸收长波紫外光的光敏剂占所述光敏剂总量的25～50％，吸收中波紫外光的光敏剂占所述光敏剂总量的20～30％，吸收短波紫外光的光敏剂占所述光敏剂总量的20～55％。优选地，所述吸收长波紫外光的光敏剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦或苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦；所述吸收中波紫外光的光敏剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮或2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮或2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，所述吸收短波紫外光的光敏剂为二苯甲酮或羟基环己烷基苯甲酮。优选地，所述压敏胶在所述安装胶涂料中的重量比例是15～25％，所述压敏胶为单组份丙烯酸酯类或双组份丙烯酸酯类，其与所述PET基膜的剥离强度为600～800克/英寸，所述压敏胶在所述安装胶层中的用量是5.5～9.5g/m2，所述紫外吸收剂包括但不限于羟苯三嗪类，其在所述安装胶层中的用量是0.2～0.6g/m2。优选地，所述安装胶涂料还可包括无机纳米浆料，所述无机纳米浆料包括碳黑浆料，所述碳黑浆料中碳黑在所述安装胶层中的用量为0.0～0.06g/m2。所述纳米无机颜料浆料中包括有与所述压敏胶实现相容性匹配的分散剂，所述分散剂为丙烯酸酯类共聚物分散剂。以上聚合物分散剂选择所遵循的条件为，必须与脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、单组份丙烯酸酯类复合胶、以及溶剂乙酸乙酯等能实现相容性匹配，所述聚合物分散剂为丙烯酸酯类共聚物分散剂，从而进一步保证隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜，其特征在于：所述隔热膜为从上至下依次包括：由紫外光固化涂料涂布形成的抗刮层、双面经预处理的PET基膜、由安装胶涂料涂布形成的安装胶层和离型膜形成的层状结构；所述PET基膜雾度值<1%；/n所述紫外光固化涂料包括：无机纳米颜料浆料、紫外光固化树脂、光敏剂、流平剂和溶剂；/n所述无机纳米颜料浆料包括无机纳米颜料、分散剂和溶剂，所述分散剂的用量是所述无机纳米颜料的50～120%，且所述无机纳米颜料至少包括一种低紫外吸收率的无机纳米颜料，所述低紫外吸收率的无机纳米颜料为在可见光透过率为40%时，其在280～380nm波段范围内的平均紫外透过率大于20%的无机纳米材料；/n所述安装胶涂料包括紫外吸收剂、压敏胶和溶剂，还选择性的包括无机纳米颜料浆料；/n所述溶剂至少包括乙酸乙酯，所述紫外光固化树脂、压敏胶和溶剂必须与所述分散剂相容性匹配。/n

【技术特征摘要】
1.具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜，其特征在于：所述隔热膜为从上至下依次包括：由紫外光固化涂料涂布形成的抗刮层、双面经预处理的PET基膜、由安装胶涂料涂布形成的安装胶层和离型膜形成的层状结构；所述PET基膜雾度值<1%；
所述紫外光固化涂料包括：无机纳米颜料浆料、紫外光固化树脂、光敏剂、流平剂和溶剂；
所述无机纳米颜料浆料包括无机纳米颜料、分散剂和溶剂，所述分散剂的用量是所述无机纳米颜料的50～120%，且所述无机纳米颜料至少包括一种低紫外吸收率的无机纳米颜料，所述低紫外吸收率的无机纳米颜料为在可见光透过率为40%时，其在280～380nm波段范围内的平均紫外透过率大于20%的无机纳米材料；
所述安装胶涂料包括紫外吸收剂、压敏胶和溶剂，还选择性的包括无机纳米颜料浆料；
所述溶剂至少包括乙酸乙酯，所述紫外光固化树脂、压敏胶和溶剂必须与所述分散剂相容性匹配。


2.如权利要求1所述的具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜，其特征在于：所述PET基膜的预处理包括涂布预涂层及电晕处理，所述预涂层包括亚克力层或聚氨酯层。


3.如权利要求2所述的具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜，其特征在于：所述PET基膜的厚度是30～100µm，所述PET基膜的纵向热收缩率和横向热收缩率分别是1.0～1.5%和-0.1～0.5%。


4.如权利要求1所述的具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜，其特征在于：所述低紫外吸收率的无机纳米颜料为氮化硅钛，其中氮化硅钛中硅掺杂比为0～20%。


5.如权利要求1所述的具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜，其特征在于：所述无机纳米颜料还包括碳黑，所述氮化硅钛与所述碳黑在所述抗刮层或在所述紫外光固化涂料中的重量比为1:1～1:0。


6.如权利要求1所述的具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜，其特征在于：所述无机纳米颜料浆料包括碳黑浆料及氮化硅钛浆料，其中所述碳黑浆料包括碳黑、分散剂和溶剂，所述碳黑的粒径为10～20nm，分散剂用量是碳黑重量的50～80%；所述氮化硅钛浆料包括氮化硅钛、分散剂和溶剂，所述氮化硅钛的粒径为15～35nm，分散剂用量是氮化硅钛重量的60～100%，所述分散剂包括小分子分散剂和聚合物分散剂，所述小分子分散剂的分子量<1000，且具有酸性基团、碱性基团或酸碱性同体基团，所述聚合物分散剂的分子量>3000，具有胺值或酸值10～100mgKOH/g，其中小分子分散剂比例为0～30%，聚合物分散剂比例为70～100%。


7.如权利要求6所述的具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜，其特征在于：所述无机纳米颜料浆料还包括氧化铯钨浆料，所述氧化铯钨浆料中氧化铯钨的铯掺杂比例为3～6%，其中氧化铯钨的粒径为20～80nm。


8.如权利要求1所述的具有高耐候高清晰度的单层低透无机纳米隔热膜，其特征在于：所述紫外光固化树脂为分子量>1000的六官能团以上的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，所述紫外光固化树脂在所述紫外光固化涂料中的重量比是20～50%，且所述紫外光固化树脂在所述抗刮层中的用量是1.8～4.5g/m2；所述纳米无机颜料浆料...

【专利技术属性】
技术研发人员：方官久，
申请(专利权)人：苏州今蓝纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32