一种具有保温隔热功能的玻璃贴膜及其制备方法与流程

本发明属于隔热膜技术领域，具体来说涉及一种具有保温隔热功能的玻璃贴膜及其制备方法。

背景技术：

在汽车玻璃表面粘贴的膜俗称为车膜、防爆膜，最初是称为太阳膜，所以顾名思义，汽车贴膜都是为了对付夏季火辣灼热的阳光以及紫外光。防爆膜除了隔热隔光之外，还具有防爆功能。现有的隔热膜大多采用pet防爆层、隔热层、uc防刮层的复合结构，其中隔热层的制备为通过磁控溅射技术将隔离红紫外线的贵金属(au、ag等)或金属氧化物颗粒(ito、ato等)均匀分布在pet基材上，从而实现选择性透过70％可见光，并阻隔90％左右红外线和99％的紫外线，防爆功能则是通过pet膜本身的高弹力来实现(拉伸强度45mpa～100mpa)，防刮层通过uv膜的耐磨性来实现。

但对于关闭车门的封闭系统来说，车玻璃的传热形式并非只有太阳光热辐射一种，而是主要包括有热辐射传热和热传导传热两种途径，其中热辐射传热约占70％，热传导约占30％。而目前关于汽车玻璃的保温隔热膜的开发多以减少玻璃的热辐射传热为目的，还有30％的热传导传热通常被忽略了。例如：中国发明专利：cn102259448a，其公开了一款纳米陶瓷隔热膜及其制备方法，采用了将隔热膜分为隔热层+抗刮层的复合膜层；中国发明专利：cn104417000a，其公开了一种汽车防爆膜及其制备方法，所述汽车防爆膜包括pet载体层，pet载体层的正面具有由硬化耐磨涂料涂布形成的硬化耐磨层，pet载体层的背面为由防热光线改变涂料涂布形成的防热光线改变层，硬化耐磨层和防热光线改变层的外表面均复合有保护膜层。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有保温隔热功能的玻璃贴膜，该玻璃贴膜可以同时可以降低热辐射传热和热传导传热。

本发明的另一目的是提供上述玻璃贴膜的制备方法。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种具有保温隔热功能的玻璃贴膜的制备方法，包括以下步骤：

1)按质量份数计，将50～70份的透明脂肪族热塑性聚氨酯弹性体(透明脂肪族tpu)、10～20份的透明纳米氧化铟锡、10～15份的改性纳米二氧化硅气凝胶、5～10份的纳米tio2、0.1～1份的抗氧剂、0.5～3份的润滑剂和1～2份的热稳定剂混合，于100～120℃真空脱水3～4h，以使湿度不大于0.02％，得到混合物物料，其中，所述改性纳米二氧化硅气凝胶的制备方法为：将透明sio2气凝胶与硅烷偶联剂和无水乙醇混合，以300～450rpm的转速搅拌40～60min，其中，按质量百分比计，透明sio2气凝胶为5～10wt％，硅烷偶联剂为1～2wt％，余量为无水乙醇。

在所述步骤1)中，所述透明脂肪族热塑性聚氨酯弹性体的透光率为95％以上。

在所述步骤1)中，所述透明纳米氧化铟锡的粒径为25～45nm。

在所述步骤1)中，所述透明sio2气凝胶的粒径为20～100nm，透光率为90％以上。

在所述步骤1)中，所述纳米tio2的粒径为10～60nm。

在所述步骤1)中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂264或抗氧剂2246。

在所述步骤1)中，所述润滑剂为聚乙烯、硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、硬脂酸甲酯、丁酯、硬脂酸锌、乙酸丁酯或硬脂酸钡。

在所述步骤1)中，所述聚乙烯的分子量为500～2000。

在所述步骤1)中，所述热稳定剂为磷酸三乙酯。

2)将混合物物料于160～180℃预热20～40min，再于单螺杆挤出机中先后依次通过加料区、压缩区和计量区，再挤出，得到挤出物料，其中，所述加料区的温度为210～230℃，所述压缩区的温度为220～240℃，所述计量区的温度为220～240℃。

在所述步骤2)中，所述单螺杆挤出机的螺杆为分离型螺杆。

在所述步骤2)中，所述分离型螺杆的直径为30～90mm，长径比为(15～40)：1。

在所述步骤2)中，所述螺杆的转速为40～60rpm。

在所述步骤2)中，所述单螺杆挤出机的产量为500～1500kg/h。

3)将所述挤出物料置于流延机中进行流延，再经过20～40℃的冷却辊冷却，收卷切片，得到厚度为0.3～1.0mm的薄膜；

在所述步骤3)中，所述收卷的速度为2～50m/min，切片后所述薄膜的长度为每段2m。

在所述步骤3)中，所述流延机挤出机模头温度为220～240℃。

在所述步骤3)中，所述流延机的流延速度为2～50m/min。

4)将所述薄膜于80～130℃预热5～10min，进行横向拉伸和纵向拉伸，于140～180℃定型10～30min，再于20～40℃冷却20～40min，得到所述玻璃贴膜，其中，横向拉伸的倍数为2～4倍，纵向拉伸的倍数为0.5～1.5倍。

在所述步骤4)中，拉伸速度为3～10mm/s，

在上述技术方案中，所述玻璃贴膜的厚度为0.2～0.4mm。

上述制备方法获得的玻璃贴膜。

本发明的有益效果如下：本发明一体化制备了兼具隔热辐射、隔热传导且具有较好防爆能力(机械性能)的玻璃贴膜，同时有效缩减了工艺流程并降低了成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

下述实施例中所涉及药品购买源

透明脂肪族热塑性聚氨酯弹性体：德国巴斯夫1180a，透光率为95％。

透明纳米氧化铟锡(粉末)：上海阿拉丁公司i123223

透明sio2气凝胶：江西博之凯科技公司

硅烷偶联剂wd-70：上海阿拉丁公司

纳米tio2：上海阿拉丁公司t104943

无水乙醇：上海阿拉丁公司

抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂2246：上海阿拉丁公司。

分子量1000的聚乙烯：江苏省江阴市顾山东风合成化工公司

乙酸丁酯：上海阿拉丁公司b119685

亚乙基双硬脂酰胺：上海阿拉丁公司n159314

磷酸三乙酯：上海阿拉丁公司t103503

下述实施例中所涉及仪器的型号和生产厂家

真空脱水所采用的仪器为：山东创新华一环境工程有限公司真空过滤机

高速搅拌机：苏州塞拉维公司高速混合机shr-1000

单螺杆挤出机与流延机复合机组：广东东莞市骏鑫jx-001

双向拉伸机：广州普同mdel

下述实施例中收卷切片为：收卷速度3m/s，切片后薄膜的长度为2m。

实施例1～3

一种具有保温隔热功能的玻璃贴膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将透明脂肪族热塑性聚氨酯弹性体(透明脂肪族tpu)、透明纳米氧化铟锡、改性纳米二氧化硅气凝胶、纳米tio2、抗氧剂、润滑剂和热稳定剂混合，于120℃真空脱水4h，以使湿度为0.02％，得到混合物物料，透明脂肪族热塑性聚氨酯弹性体(透明脂肪族tpu)、透明纳米氧化铟锡、改性纳米二氧化硅气凝胶、纳米tio2、抗氧剂、润滑剂和热稳定剂的质量份数见表1。其中，改性纳米二氧化硅气凝胶的制备方法为：将透明sio2气凝胶与硅烷偶联剂和无水乙醇混合，以300rpm的转速搅拌40min，其中，透明sio2气凝胶的质量份数、硅烷偶联剂的质量份数和无水乙醇的质量份数之比为6:1.2:92.8

透明纳米氧化铟锡的粒径(平均数)为40nm。

透明sio2气凝胶的粒径(平均数)为60nm，透光率为97％。

纳米tio2的粒径(平均数)为30nm。

抗氧剂为抗氧剂1010。

润滑剂为分子量为1000的聚乙烯。

热稳定剂为磷酸三乙酯。

2)将混合物物料放在单螺杆挤出机的物料桶于160℃预热20min，再于单螺杆挤出机中先后依次通过加料区、压缩区和计量区，再挤出，得到挤出物料，其中，螺杆的转速为40rpm。加料区的温度限定为210℃，压缩区的限定为220℃，计量区的温度为220℃。单螺杆挤出机的螺杆为分离型螺杆，分离型螺杆的直径为90mm，长径比为25：1。单螺杆挤出机的产量为500kg/h。

3)将挤出物料直接转接至流延机中进行流延，流延机挤出机模头温度为220℃，流延机的流延速度为3m/min。再经过20℃的冷却辊冷却，收卷切片，得到厚度为0.3mm的薄膜；

4)将薄膜于80℃预热5min，进行横向拉伸和纵向拉伸，于150℃定型10min，再于25℃冷却20min，得到厚度为0.4mm的玻璃贴膜，其中，横向拉伸的倍数为2倍，纵向拉伸的倍数为1倍，拉伸速度为3mm/s。

实施例4～6

一种具有保温隔热功能的玻璃贴膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将透明脂肪族热塑性聚氨酯弹性体(透明脂肪族tpu)、透明纳米氧化铟锡、改性纳米二氧化硅气凝胶、纳米tio2、抗氧剂、润滑剂和热稳定剂混合，于110℃真空脱水3h，以使湿度为0.01％，得到混合物物料，透明脂肪族热塑性聚氨酯弹性体(透明脂肪族tpu)、透明纳米氧化铟锡、改性纳米二氧化硅气凝胶、纳米tio2、抗氧剂、润滑剂和热稳定剂的质量份数见表1。其中，改性纳米二氧化硅气凝胶的制备方法为：将透明sio2气凝胶与硅烷偶联剂和无水乙醇混合，以400rpm的转速搅拌45min，透明sio2气凝胶的质量份数、硅烷偶联剂的质量份数和无水乙醇的质量份数之比为10:1.5:88.5；

透明纳米氧化铟锡的粒径(平均数)为25nm。

透明sio2气凝胶的粒径(平均60nm。

抗氧剂为抗氧剂168。

润滑剂为分子量为乙酸丁酯。

热稳定剂为磷酸三乙酯。

2)将混合物物料在单螺杆挤出机的物料桶于165℃预热25min，再于单螺杆挤出机中先后依次通过加料区、压缩区和计量区，再挤出，得到挤出物料，其中，螺杆的转速为60rpm。加料区的温度限定为220℃，压缩区的限定为225℃，计量区的温度为225℃。单螺杆挤出机的螺杆为分离型螺杆，分离型螺杆的直径为90mm，长径比为30：1。单螺杆挤出机的产量为600kg/h。

3)将挤出物料置于流延机中进行流延，流延机挤出机模头温度为240℃，流延机的流延速度为10m/min。再经过25℃的冷却辊冷却，收卷切片，得到厚度为0.4mm的薄膜；

4)将薄膜于90℃预热10min，进行横向拉伸和纵向拉伸，于170℃定型25min，再于20℃冷却25min，得到厚度为0.2mm的玻璃贴膜，其中，横向拉伸的倍数为2.5倍，纵向拉伸的倍数为0.5倍，拉伸速度为5mm/s。

实施例7～9

一种具有保温隔热功能的玻璃贴膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将透明脂肪族热塑性聚氨酯弹性体(透明脂肪族tpu)、透明纳米氧化铟锡、改性纳米二氧化硅气凝胶、纳米tio2、抗氧剂、润滑剂和热稳定剂混合，于100℃真空脱水3.5h，以使湿度为0.01％，得到混合物物料，透明脂肪族热塑性聚氨酯弹性体(透明脂肪族tpu)、透明纳米氧化铟锡、改性纳米二氧化硅气凝胶、纳米tio2、抗氧剂、润滑剂和热稳定剂的质量份数见表1。其中，改性纳米二氧化硅气凝胶的制备方法为：将透明sio2气凝胶与硅烷偶联剂和无水乙醇混合，以450rpm的转速搅拌40min，透明sio2气凝胶、硅烷偶联剂和无水乙醇的质量份数之比为10:2:88

透明纳米氧化铟锡的粒径(平均数)为40nm。

透明sio2气凝胶的粒径(平均数)为50nm，透光率为97％。

纳米tio2的粒径(平均数)为50nm。

抗氧剂为抗氧剂2246。

润滑剂为分子量为亚乙基双硬脂酰胺。

热稳定剂为磷酸三乙酯。

2)将混合物物料在单螺杆挤出机的物料桶于180℃预热20min，再于单螺杆挤出机中先后依次通过加料区、压缩区和计量区，再挤出，得到挤出物料，其中，螺杆的转速为60rpm。加料区的温度限定为215℃，压缩区的限定为240℃，计量区的温度为240℃。单螺杆挤出机的螺杆为分离型螺杆，分离型螺杆的直径为60mm，长径比为30：1。单螺杆挤出机的产量为600kg/h。

3)将挤出物料直接转接至流延机中进行流延，流延机挤出机模头温度为240℃，流延机的流延速度为15m/min。再经过25℃的冷却辊冷却，收卷切片，得到厚度为1mm的薄膜；

4)将薄膜于100℃预热5min，进行横向拉伸和纵向拉伸，于180℃定型30min，再于30℃冷却40min，得到厚度为0.3mm的玻璃贴膜，其中，横向拉伸的倍数为4倍，纵向拉伸的倍数为1.5倍，拉伸速度为8mm/s。

表1

实施例1～9所得玻璃贴膜的性能如表2所示。

表2

由表2可知，优选状态下(下述实施例3)，本发明的玻璃贴膜具有75％的可见光透过率，12％的近红外透过率，10％的紫外光透过率，综合隔热辐射率61％，导热系数仅为0.06w/m-k，介于透明脂肪族热塑性聚氨酯弹性体(0.16w/m-k)与二氧化硅气凝胶(0.02w/m-k)之间，远低于pet导热系数0.2w/m-k。本发明的玻璃贴膜的拉伸强度92mpa，断裂伸长率303％，具备较好的抗冲击能力，采用透明脂肪族tpu使玻璃贴膜达到了最高的5h级防黄化，能有效提升使用寿命，耐刮耐磨。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

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