一種高隔熱透明聚合物膠膜及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高隔熱透明聚合物膠膜及其制備方法和應(yīng)用，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國建筑能耗約占全國總能耗的25%左右，屬于高能耗產(chǎn)業(yè)，建筑能耗包括建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗(窗、墻體、地板、屋面)，照明能耗，通風(fēng)能耗等，其中建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗是主要能耗部分。所以提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能是節(jié)約能源的一個(gè)有效途徑。
[0003]我國政府提出建筑節(jié)能65%的目標(biāo)，為達(dá)到目標(biāo)，目前建筑中廣泛使用透明夾膠玻璃，可有效阻隔外部紅外線或紫外線，保持建筑物冬暖夏涼，顯著提升建筑節(jié)能效率。夾膠安全玻璃以其安全、隔音、隔熱、抗紫外線等優(yōu)異性能被廣泛用于建筑和汽車行業(yè)。就夾膠玻璃而言，在玻璃材質(zhì)一定的情況下，夾膠玻璃的隔熱效果取決于中間膜材料的隔熱性能，所以，對(duì)中間膜材料進(jìn)行隔熱改性是制備隔熱型夾膠玻璃的關(guān)鍵。夾膠玻璃中的膠膜，主要使用聚乙烯醇縮丁醛(PVB)，離子聚合物中間膜(SGP)，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氨酯(PU)等多種聚合物作為夾膠膠膜基體材料，被廣泛用于夾膠玻璃膜、汽車前擋風(fēng)玻璃膜、功能性棚膜、包裝膜以及熱熔膠、電纜電線等領(lǐng)域。太陽光主要波長處于可見光、紅外和紫外，其中紅外所占比例45%，可見光50%，紫外5%。在不影響正常光線的情況下，必須要保留可見光阻隔紅外和紫外。由于紅外所占比例遠(yuǎn)大于紫外，所以隔熱材料主要是阻隔紅外線的穿過。普通玻璃的熱導(dǎo)率約為1.0W/(m.K)，可作為中間膜基材的聚合物膜材料的熱導(dǎo)率比普通玻璃低得多，無機(jī)納米粒子對(duì)聚合物膠膜進(jìn)行改性，可有效制備熱導(dǎo)率更低的膠膜材料。普通隔熱改性劑改性的玻璃夾膠膜，與玻璃粘接強(qiáng)度下降，透明性降低;普通納米粒子改性的玻璃夾膠膜，透明性較好，而隔熱性提高有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)國內(nèi)外夾膠玻璃膠膜的隔熱性差，透光率不高的問題，提供了一種經(jīng)濟(jì)、易操作的制備透明隔熱膠膜及其制備方法。本發(fā)明所制得聚合物膠膜透明度高、隔熱性能優(yōu)異、機(jī)械性能良好，適用于建筑幕墻、窗戶、屋頂?shù)裙?jié)能場(chǎng)所隔熱保溫材料，或其它隔熱裝置用隔熱材料。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種高隔熱透明聚合物膠膜的制備方法，將有序微孔氧化物納米粒子分散在溶劑中，加入乙烯基樹脂單體、膠膜樹脂、引發(fā)劑；由引發(fā)劑引發(fā)下于30°C?100°C進(jìn)行原位聚合
0.5-30h，除去溶劑，烘干得到高隔熱透明聚合物膠膜；
[0007]其中，膠膜樹脂、乙烯基樹脂單體、引發(fā)劑、有序微孔氧化物納米粒子、溶劑的質(zhì)量比為 100:1?50:0.05?5:0.01 ?30:100?500;
[0008]所述有序微孔氧化物納米粒子的主要成分為銦、錫、硅、鋁或銻的氧化物中的一種或幾種。
[0009]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述有序微孔氧化物納米粒子由模板法制備如下:將模板劑溶于水中，堿性條件下加入前驅(qū)體，在20-100°C反應(yīng)0.2_10h;反應(yīng)結(jié)束后過濾、洗滌，在無水乙醇中超聲分散，酸解;離心，洗滌，真空干燥，即得到有序微孔氧化物納米粒子；模板劑、前驅(qū)體、水的質(zhì)量比為:100:300-5000:1O3?106。
[0010]所述前驅(qū)體，包括氫氧化銦、氯化銦、硝酸銦等銦的金屬鹽、正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、乙烯基硅酸酯、氫氧化鋁、硅酸鈉、二氯化錫、四氯化錫等錫鹵化物以及氯化銻、銻酸鉀、NaSb (OH) 6等的一種或幾種。
[0011 ]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述膠膜樹脂選自聚乙烯醇縮丁醛，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或聚氨酯中的一種。
[0012]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述模板劑是陰離子模板劑、陽離子模板劑和中性模板劑中的一種或幾種，包括四丙基溴化銨、十二烷基肌氨酸鈉、十二烷基磺酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、聚乙二醇、聚丙二醇、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、聚甲基丙烯酸甲酯、二甲基十四烷基胺。
[0013]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述乙稀基樹脂單體為乙稀基醚、醋酸乙稀酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯、異冰片烯丙烯酸酯以及二丙二醇二丙烯酸酯、I，4_丁二醇二丙烯酸酯中的一中或幾種。
[0014]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑、過氧化物引發(fā)劑和氧化-還原引發(fā)劑，包括偶氮二異丁腈，偶氮二異庚腈，過硫酸銨、過硫酸鉀，過氧化苯甲酰、過氧化甲乙酮、過氧化二異丙苯等，本發(fā)明選用其中一種或幾種的混合物。
[0015]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述溶劑是丙酮、乙酸乙酯、氯苯、苯、甲苯、氯仿或乙醇中一種或幾種混合物。
[0016]本發(fā)明提供一種上述制備方法得到的高隔熱透明聚合物膠膜。
[0017]所述高隔熱透明聚合物膠膜，厚度為0.4_時(shí)，隔熱溫差達(dá)到8-10°C。
[0018]本發(fā)明提供一種上述高隔熱透明聚合物膠膜制備的夾層玻璃，所述夾層玻璃可見光透過率為85?92%。隔熱性能好。
[0019]采用本發(fā)明提供的方法所制備的透明隔熱夾膠玻璃膠膜經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試，其隔熱性能明顯改善，透明度高，機(jī)械性能好，綜合性能優(yōu)良。
【附圖說明】
[°02°]圖1是隔熱箱示意圖；
[0021 ]圖2是激光粒徑儀對(duì)實(shí)施例3制備的有序微孔氧化物納米粒子的粒徑測(cè)試曲線圖；
[0022]圖3是實(shí)施例7制備的聚合物膠膜的透光率曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方案。有必要指出實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步補(bǔ)充說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0024]測(cè)試儀器
[0025]激光粒度儀DTS 5101 英國MARLVER LTD U.K。
[0026]透光率用紫外/可見/近紅外分光光度計(jì)測(cè)試Lambda 750s,PerkinElmer，掃描范圍190?2500nm，帶寬0.17?5nm連續(xù)可調(diào)。將膠片夾在兩載玻片之間測(cè)試。
[0027]膠膜隔熱溫差在自制隔熱箱(參見圖1，照射燈為普通紅外燈)中測(cè)試。在兩片尺寸為100_X 10mm普通玻璃之間，夾一層10mm X 10mm的本發(fā)明方法制備的膠膜，膠膜厚度約為0.4mm，然后將夾膠玻璃周圍用醫(yī)用膠布封邊。記錄夾膠玻璃上下兩側(cè)的溫度差T1，去除中間膠膜，將上下兩塊玻璃壓緊，采用同樣方法檢測(cè)，記錄玻璃上下兩側(cè)的溫度差!^，!^與T2差值即為隔熱溫差。測(cè)試4個(gè)重復(fù)樣，取平均值。膠膜厚度約為0.4mm。玻璃為普通玻璃。
[0028]剝離強(qiáng)度的檢測(cè)按照國標(biāo)GB/T 7124-2008/IS0 4587:2003測(cè)試，膠膜夾在兩片載玻片之間進(jìn)行測(cè)試。
[0029]實(shí)施例1
[0030]將0.4kg二甲基十四烷基胺溶解在200L去離子水，加入1.2L 2M NaOH水溶液，60°C磁力攪拌。加入2kg氫氧化銦反應(yīng)4h。產(chǎn)物經(jīng)過濾，洗滌，在80L無水乙醇中分散，加入1.5L濃鹽酸回流。離心，乙醇洗滌，真空干燥，得到有序微孔氧化物納米粒子。
[0031 ]將Ikg有序微孔氧化物納米粒子加入反應(yīng)釜，加入15L甲苯，快速攪拌或超聲使納米粒子均勻分散;將5kg聚乙烯醇縮丁醛，2kg苯乙烯，0.03kg過氧化苯甲酰加入反應(yīng)釜混合均勻，25°C反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后轉(zhuǎn)入模具中，表面結(jié)皮后，干燥固化，得到高隔熱透明聚合物膠膜。
[0032]由上述高隔熱透明聚合物膠膜制備夾膠玻璃。
[0033]經(jīng)測(cè)試膠膜的隔熱溫差達(dá)到9_10°C。
[0034]剝離強(qiáng)度為48N/cm。
[0035]實(shí)施例2
[0036]將0.4kg聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物溶解在200L去離子水，加入1.2L 2MNaOH水溶液，60 0C磁力攪拌。加入2kg 二氯化錫反應(yīng)4h。產(chǎn)物經(jīng)過濾，洗滌，在80L無水乙醇中分散，加入1.5L濃鹽酸回流。離心，乙醇洗滌，真空干燥，得到有序微孔氧化物納米粒子。
[0037]將0.5kg有序微孔氧化物納米粒子加入反應(yīng)釜，加入15L甲苯，快速攪拌或超聲使納米粒子均勻分散;將5kg聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，0.03kg過氧化苯甲酰，0.5kg甲基丙烯酸甲酯加入反應(yīng)釜混合均勻，35°C反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后轉(zhuǎn)入模具中，表面結(jié)皮后，干燥固化，得到高隔熱透明聚合物膠膜。
[0038]由上述高隔熱透明聚合物膠膜制備夾膠玻璃。
[0039]經(jīng)測(cè)試膠膜的隔熱溫差達(dá)到9°C。
[0040]剝離強(qiáng)度為48N/cm。
[0041 ] 實(shí)施例3
[0042]有序微孔氧化物納米粒子的制備:
[0043]將十二烷基磺酸鈉0.4kg在150L去離子水中溶解，加入1.2L 2M NaOH水溶液，80°C磁力攪拌。加入1.2kg氯化銦反應(yīng)2h ο產(chǎn)物經(jīng)過濾，洗滌，在無水乙醇中分散，加入1.5L濃鹽酸回流。離心，乙醇洗滌，真空干燥，得到有序微孔氧化物納米粒子。
[0044