一種抗紅外線納米隔熱聚酯薄膜及其制備方法
【專利說明】一種抗紅外線納米隔熱聚酯薄膜及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種抗紅外線聚酯薄膜，屬于高分子薄膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米材料抗紅外線隔熱薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著社會的進步和環(huán)保理念的推廣，在汽車、建筑物以及柜臺玻璃上隔熱效果的貼膜越來越受到大眾的喜愛。尤其在夏天，建筑物和汽車內(nèi)部的溫度由于太陽光中紅外線的穿透造成內(nèi)部高溫，只能通過空調(diào)、冷氣機、電風扇等實現(xiàn)降溫，這種方式占用了大量的能源。隔熱用視窗貼膜可以有效地阻隔內(nèi)部空間與外部的太陽光，降低汽車和建筑物等的受熱量，大大降低降溫設(shè)備的能耗，從而實現(xiàn)節(jié)能減排的效果。
[0003]在目前的隔熱用視窗貼膜技術(shù)中，通常需要采用在透明聚酯薄膜的基礎(chǔ)上涂敷隔熱涂層的方式來實現(xiàn)。中國專利CN1093067A、CN1546407A通過化學氣相沉積或濺射的方法在薄膜表面形成氧化錫薄膜從而達到隔熱的效果。此種制備方法復(fù)雜，生產(chǎn)成本相對較高。中國專利CN102344252B公布了一種納米金屬氧化物的隔熱涂層，可達到80%的紅外線阻隔率。但是該納米涂布材料在薄膜表面的分散性和均勻性很難控制且成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種紅外線阻隔率大于86%，可見光透光率大于70%，制造成本較低的納米材料改性的聚酯薄膜以及該種薄膜的制備方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種抗紅外線聚酯薄膜，包括上表層，芯層和下表層，其中上表層由用納米無機物改性的結(jié)晶型PET共聚物和結(jié)晶型PET均聚物組成，芯層由結(jié)晶型PET均聚物和納米氧化物改性的結(jié)晶型PET共聚物組成的芯層，下表層由用納米無機物改性的結(jié)晶型PET共聚物和結(jié)晶型PET均聚物組成，所述上、下表層共擠復(fù)合于所述芯層的上、下表面。
[0006]其中，所述的納米無機物改性的結(jié)晶型PET共聚物是由納米無機物、對苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇共聚得到的結(jié)晶型聚酯共聚物，其中，納米無機物:對苯二甲酸:間苯二甲酸:乙二醇=0.5-2.0:60-70:1-10:20-40，共聚過程中采用20-50ppm的真空度，反應(yīng)溫度為270-285?，反應(yīng)時間為2-4h;所述納米無機物為納米硅酸鈉、納米S12、納米碳酸鈣和納米蒙脫土中的至少一種。
[0007]所述的納米氧化物改性的結(jié)晶型PET共聚物是由納米氧化物、對苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇共聚得到的結(jié)晶型聚酯共聚物，其中，納米氧化物:對苯二甲酸:間苯二甲酸:乙二醇=0.5-10:60-70:1-10:20-40，共聚過程中采用20-50ppm的真空度，反應(yīng)溫度為270-285°C，反應(yīng)時間為2-4h ；所述納米氧化物為納米氧化錫銻、納米氧化鎢、納米氧化鋅鎵、納米氧化鋁鋅和納米氧化銦銻中的至少一種。
[0008]所述結(jié)晶型PET均聚物的熔點為256?262°C，所述納米氧化物改性的結(jié)晶型PET共聚物的熔點為245?260°C，所述納米無化物改性的結(jié)晶型PET共聚物的熔點為252?262°C,所述納米無機物的粒徑為10?800nm,所述納米氧化物的粒徑為20?lOOOnm。
[0009]所述結(jié)晶型PET均聚物的特性黏度為0.66?0.70dl/g，所述納米氧化物改性的結(jié)晶型PET共聚物的特性黏度為0.58?0.66dl/g，所述納米無機物改性的結(jié)晶型PET共聚物的特性黏度為0.66?0.70dl/g.作為一種優(yōu)選，所述納米無機物的粒徑為20?70nm。
[0010]作為一種優(yōu)選，所述納米氧化物的粒徑是40?lOOnm。
[0011]所述抗紅外線薄膜的密度為1.35?1.42g/m2，所述抗紅外線薄膜的厚度為23?38 μ m，所述芯層的厚度為15?35μπι。
[0012]所述抗紅外線薄膜的紅外線阻隔率為86%以上，可見光透光率為70%以上。
[0013]一種視窗膜用抗紅外線薄膜的制備方法，包括以下步驟:
(1)將結(jié)晶型PET均聚物和納米氧化物改性的結(jié)晶型PET共聚物按10?80wt%和20?90wt%的配比混合，經(jīng)預(yù)結(jié)晶、干燥處理后，作為芯層的原料，在260?285°C的溫度下熔融，用單螺桿擠出機擠出；
(2)將用納米無機物改性的結(jié)晶型PET共聚物和結(jié)晶型PET均聚物按10?50wt%和50?90wt%的配比混合，分別作為薄膜上、下表層的原料，經(jīng)預(yù)結(jié)晶、干燥處理后，作為芯層的原料，在260?285°C的溫度下熔融，用兩臺單螺桿擠出機擠出；
(3)將熔融后的芯層原料及熔融后的上、下表層原料，經(jīng)復(fù)合模頭共擠成型，在15?40°C的溫度下急冷成鑄片；
(4)將得到的鑄片先經(jīng)50?80°C預(yù)熱，再在80?90°C的溫度下進行縱向拉伸得到初級膜片，拉伸倍數(shù)為3.00?3.60，將縱向拉伸后的初級膜片在90?120°C重新預(yù)熱后，再在100?140°C進行橫向拉伸得到基膜，拉伸倍數(shù)為3.40?4.40 ;
(5)將拉伸后得到的基膜在220?250°C的溫度下進行熱定型，然后，再在20?40°C的溫度下進行冷卻得到抗紅外線薄膜。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的視窗用抗紅外線薄膜，其芯層的主要成分包含結(jié)晶型PET均聚物和納米氧化物改性的結(jié)晶型PET共聚物，由于該納米氧化物改性的結(jié)晶型PET共聚物中含有納米級紅外線吸收劑和穩(wěn)定劑，這實現(xiàn)了該薄膜所需要的高抗紅外線特性；由于該薄膜的上、下表層中包含了納米無機物改性的結(jié)晶型PET共聚物和結(jié)晶型PET均聚物，可以實現(xiàn)該薄膜所需要的高透光率。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合具體的實施例來進一步闡述本發(fā)明。
[0016]納米無機物改性的結(jié)晶型PET共聚物的制備方法:質(zhì)量分數(shù)為1.0%的粒徑為20-70nm的納米二氧化娃、64wt%的對苯二甲酸、2wt%的間苯二甲酸、32.8wt%的乙二醇的混合物，經(jīng)過酯化反應(yīng)后在真空度為20ppm、反應(yīng)溫度為278°C的條件下進行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時間為3_4h。
[0017]納米氧化物改性的結(jié)晶型PET共聚物:質(zhì)量分數(shù)為10%的粒徑為40_100nm的納米氧化物、58wt%的對苯二甲酸、5wt%的間苯二甲酸、27wt%的乙二醇的混合物,經(jīng)過酯化反應(yīng)后在真空度為20ppm、反應(yīng)溫度為280°C的條件下進行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時間為3_4h。
[0018]實施例1
將熔點為260°C的結(jié)晶型PET均聚物和熔點為250°C的納米氧化物改性的結(jié)晶型PET共聚物按25wt%，85wt%的含量比混合，作為芯層原料；混合物經(jīng)過真空轉(zhuǎn)鼓預(yù)結(jié)晶、干燥處理后，進入單螺桿擠出機，在275°C下熔融擠出，擠出的熔融狀態(tài)的混合物經(jīng)預(yù)過濾器、計量泵、主過濾器，進入模頭。
[0019]將熔點為260°C的結(jié)晶型PET均聚物和熔點為258°C的納米無機物改性的結(jié)晶型PET共聚物按84wt%，16wt%的含量比混合，作為表層原料；混合物經(jīng)過真空轉(zhuǎn)鼓預(yù)結(jié)晶、干燥處理后，進入單螺桿擠出機，在278°C下熔融擠出，擠出的熔融狀態(tài)的混合物經(jīng)預(yù)過濾器、計量泵、主過濾器，進入模頭。
[0020]將熔融后的芯層原料和上、下表層原料，經(jīng)復(fù)合模頭匯合后共擠成型，在急冷輥上經(jīng)20°C急速冷卻成鑄片。
[0021]將冷卻得到的鑄片先經(jīng)74°C預(yù)熱后，再在88°C下進行縱向拉伸得到初級膜片，拉伸倍數(shù)為3.30，將縱向拉伸后的初級膜片在110°C下重新預(yù)熱后，再在120°C進行橫向拉伸得到基膜，拉伸倍數(shù)為3.80。
[0022]將得到的基膜經(jīng)冷卻、切割、靜電消除和收卷得到紅外線阻隔率為90.2%、可見光透光率為72.0%的視窗膜用抗紫外聚酯薄膜，所述視窗膜用抗紅外線薄膜的厚度為38 μ m，所述芯層的厚度為33 μ m,上、下表層的厚度均為5 μ m。
[0023]實施例2
將熔點為260°C的結(jié)晶型PET均聚物