纳米陶瓷隔热膜及其制备方法与流程

本发明属于塑料加工技术领域，具体涉及一种纳米陶瓷隔热膜及其制备方法。

背景技术：

纳米陶瓷隔热膜是以表面硬化处理的pet为基材，采用具有优异隔热性能的纳米多元掺杂氧化物为介质，利用独特的分散技术处理配置成油墨，然后进行精密涂布工艺加工成可直接黏贴的功能性薄膜。

纳米陶瓷颗粒可以对近红外和远红外有很强的吸收，但对可见光有很高透过率，将红外光线转换成热能，由于（1）玻璃的传热系数远大于pet（2）室外空气是对流的，有助于热量的散出。所以吸收红外的热量绝大部分扩散到室外，只有很少量热量（＜10%）以远红外线辐射到室内，从而可以做到降低室内温度5-8℃。

作为窗膜保护产品，纳米陶瓷隔热膜还应当具有缓冲撞击，防止玻璃爆裂，或防止玻璃不慎撞击造成玻璃的破碎飞散，减少玻璃的隐性伤害，保障用户安全，同时还需保持屏幕面玻璃特有的光泽及接近天空自然蓝的柔和性，质感和提高表面硬度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种纳米陶瓷隔热膜及其制备方法，该纳米陶瓷隔热膜具有较高的耐化学腐蚀性、易加工性、拉伸强度以及耐热性，具有较高的透光率、稳定的剥离强度及易清洁性能，具备良好的高抗氧性、抗蠕变性、耐刮擦性、防指纹性以及憎水性能，产品更具有天空自然蓝的颜色，让环境更舒适。

本发明纳米陶瓷隔热膜包括四层，第一层为合金薄膜，第二层为隔热层，第三层为胶黏剂层，第四层为离合膜层。

本发明所述合金薄膜为聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金离型薄膜，所述合金薄膜，以重量份数计，由以下成分制成：聚碳酸酯100份、聚对苯二甲酸乙二醇酯20-30份、酯交换催化剂甲醇钠0.1-0.2份、抗氧剂1-2份、钛酸酯偶联剂2-5份、成核剂0.5-1份。

聚碳酸酯(pc)具有良好的冲击强度和热稳定性，但是熔体粘度大，加工流动性较差，聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)有较低的熔体粘度，加工流动性好，但是相比于pc抗冲性能差，pc是非结晶性聚合物，pet是结晶性聚合物，结构上的差异导致pc与pet相容性差，直接共混两者的优势很难发挥出来，导致pc/pet合金性能较差。因此加入了酯交换催化剂甲醇钠使聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯产生酯交换反应以改善两种树脂的相容性。

加入钛酸酯偶联剂，除了能够改善合金薄膜与隔热层的粘结性，还能改善合金薄膜的收缩性，使其收缩性与隔热层接近，两层之间不易脱离。

本发明所述本发明所述合金薄膜的制备方法如下：

（1）将各物料按比例称好，放入高速混合机中混合均匀，混合时间5-10分钟，混合转速1000-1200转/分钟，然后放出物料；

（2）将上述混配好的物料投入到双螺杆挤出机中挤出片材，然后进行四辊压延，压延温度为195-265℃，然后在180-200℃范围内双向拉伸，即得本发明所述合金薄膜。

本发明所述隔热层，以重量份数计算，由以下成分制成：

聚乙烯醇4-7份、六亚甲基二异氰酸酯0.02～0.2份、水性丙烯酸乳液5-7份、表面活性剂0.005～0.01份、催化剂0.001～0.005份，消泡剂0.003～0.005份、流平剂0.01-0.05份、纳米二氧化钛15-20份、纳米氮化硅3-5份、纳米二氧化硅5-10份、纳米蓝色氧化钨0.05-0.2份、去离子水80～85份。

所述的催化剂为对甲苯磺酸。

所述的消泡剂为byk-012。

所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠。

所述的流平剂为丙烯酸类流平剂金团kepersurf-157。

本发明所述隔热层涂料的制备方法如下：

1)将纳米二氧化钛、纳米氮化硅、纳米二氧化硅、纳米蓝色氧化钨按比例混合，在球磨机上混合均匀；

2)将步骤1)混合好的粉末装入石墨模具中，采用热压烧结工艺进行制备，热压烧结温度为1000-1200℃，保温时间为1-2小时，粉碎，得到纳米陶瓷粉末；

3）将聚乙烯醇与去离子水混合搅拌，搅拌速度为50-100转/分钟，加热至90-100℃，恒温1-2h后加入水性丙烯酸乳液、消泡剂、流平剂、表面活性剂，降温至30-50℃，然后六亚甲基二异氰酸酯和催化剂，升温至50-60℃恒温反应2-3h，充分搅拌,最后加入步骤2）制备得到的纳米陶瓷粉末，高速混合均匀转速为500-1000转/分钟。

本发明所述的胶黏剂层为二甲基硅油。

本发明所述的离合膜层为聚乙烯或者pvc膜。

在上述技术方案中，所述纳米陶瓷隔热膜的厚度为50～60μm，其中，合金薄膜的厚度为10～15μm，隔热层的厚度为20～25μm，胶黏剂层的厚度为5～10μm，离合膜层的厚度为10～15μm。

本发明纳米陶瓷隔热膜的制备方法如下：

（1）将隔热层涂料上机涂布，基材为合金薄膜；

（2）然后上胶，附上离合膜即可。

本发明的有益效果如下：本发明的纳米陶瓷隔热膜具有较高的耐化学腐蚀性、易加工性、拉伸强度以及耐热性，具有较高的透光率、稳定的剥离强度及易清洁性能，具备良好的高抗氧性、抗蠕变性、耐刮擦性、防指纹性以及憎水性能，产品更具有天空自然蓝的颜色，让环境更舒适。

具体实施方式

实施例1

合金膜层配方：

以重量份数计算，由以下成分制成：聚碳酸酯100份、聚对苯二甲酸乙二醇酯25份，酯交换催化剂甲醇钠0.15份、抗氧剂10101份，钛酸酯偶联剂4份；成核剂纳米二氧化硅0.7份。

合金膜层制备方法：

（1）将各物料按比例称好，放入高速混合机中混合均匀，混合时间8分钟，混合转速1200转/分钟，然后放出物料；

（2）将上述混配好的物料投入到双螺杆挤出机中挤出片材，然后进行四辊压延，压延温度为220℃，然后在190℃范围内双向拉伸，即得本发明所述合金薄膜，膜厚为15μm。

隔热层配方；

以重量份数计算，由以下成分制成：

聚乙烯醇5份、六亚甲基二异氰酸酯0.05份、水性丙烯酸乳液6份、表面活性剂0.008份、催化剂0.003份，消泡剂byk-0120.004份、流平剂金团kepersurf-1570.03份、纳米二氧化钛15份、纳米氮化硅4份、纳米二氧化硅7份、纳米蓝色氧化钨0.07份、去离子水80份；

所述的催化剂为对甲苯磺酸；

所述的消泡剂为byk-012；

所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠；

所述的流平剂为丙烯酸类流平剂。

制备方法如下：

1)将纳米二氧化钛、纳米氮化硅、纳米二氧化硅、纳米蓝色氧化钨按比例混合，在球磨机上混合均匀；

2)将步骤1)混合好的粉末装入石墨模具中，采用热压烧结工艺进行制备，热压烧结温度为1200℃，保温时间为1小时，粉碎，得到纳米陶瓷粉末；

3）将聚乙烯醇与去离子水混合搅拌，搅拌速度为70转/分钟，加热至95℃，恒温1h后加入水性丙烯酸乳液、消泡剂、流平剂、表面活性剂，降温至30℃，然后六亚甲基二异氰酸酯和催化剂，升温至60℃恒温反应2h，充分搅拌,最后加入步骤2）制备得到的纳米陶瓷粉末，高速混合均匀转速为1000转/分钟。

纳米陶瓷隔热膜的制备方法如下：

（1）将隔热层涂料上机涂布，基材为合金薄膜；

（2）然后胶黏剂，附上离合膜即得纳米陶瓷隔热膜。

实施例1的技术性能指标如下：

1）剥离力：≥1500gf/25mm；

2）合金薄膜的厚度为15μm，隔热层的厚度为20μm，胶黏剂层的厚度为10μm，离合膜层的厚度为10μm。

3）硬度：2h；

4）透光率：≥90%；

5）雾度：≤0.2；

6）紫外线投射比≤1%

8）保持力：90℃×24h；

9）耐摩擦：1kg来回500次；

10）特性：高抗氧性，抗蠕变性与强度持久。

11）外观：无晶点、无彩虹纹、无划痕、无气泡。

12）将纳米陶瓷隔热膜贴车玻璃内层，10小时后，比不贴纳米陶瓷隔热膜的同样条件车内温度低5℃，该纳米陶瓷隔热膜可以连续使用5年。

对比例2

与实施例1的唯一不同点在于，将钛酸酯偶联剂替换为硅烷偶联剂kh550，得到的纳米陶瓷隔热膜使用10个月后变形，主要是因为合金薄膜与隔热层的收缩率不一致，两层之间容易脱离，变形。

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