一种具有隔热性能的复合型弹性体胶片及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有隔热性能的复合型弹性体胶片及制备方法，属于夹层结构安全玻璃用隔热型弹性体胶片技术领域。具有隔热性能的复合型弹性体胶片依次包括第一层热塑性聚氨酯弹性体胶片、第二层隔热功能PET层和第三层热塑性聚氨酯弹性体胶片，隔热功能PET层厚度控制在50‑250μm范围内，隔热功能是在PET基材上制备近红外短波阻隔纳米薄膜，纳米薄膜包括氧化铟锡、氧化铟锌和银中的一种或几种的组合，纳米薄膜的厚度为50‑200nm；第一层热塑性聚氨酯弹性体胶片、第二层隔热功能PET层和第三层热塑性聚氨酯弹性体胶片通过加热加压的方法实现复合粘接，即可得到具有隔热性能的复合型弹性体胶片。制备的夹层结构玻璃的可见光透光率可以达到60‑80％，近红外透光率不超过10％。

A composite elastomer film with heat insulation property and its preparation method

The invention relates to a composite elastomer film with heat insulation performance and a preparation method, belonging to the technical field of heat insulation elastomer film for sandwich structure safety glass. Composite elastomer films with thermal insulation properties include the first layer of thermoplastic polyurethane elastomer film, the second layer of thermal insulation functional PET film and the third layer of thermoplastic polyurethane elastomer film. The thickness of thermal insulation functional PET layer is controlled in the range of 50_250 um. The thermal insulation function is to prepare near infrared short wave barrier nanofilms on PET substrates. The nanofilms include indium tin oxide and indium oxide. One or more combinations of zinc and silver, the thickness of nano-film is 50 200 nm; the composite elastomer film with thermal insulation performance can be obtained by heating and pressing the first layer of thermoplastic polyurethane elastomer film, the second layer of thermal insulation functional PET film and the third layer of thermoplastic polyurethane elastomer film. The visible light transmittance of the prepared sandwich glass can reach 60 80%, and the near infrared light transmittance can not exceed 10%.

【技术实现步骤摘要】
一种具有隔热性能的复合型弹性体胶片及制备方法
本专利技术涉及一种具有隔热性能的复合型弹性体胶片及制备方法，属于夹层结构安全玻璃用隔热型弹性体胶片

技术介绍
夹层玻璃或者称为安全玻璃，是由两片或两片以上的无机玻璃或有机透明材料(如有机玻璃、聚碳酸酯)经一层或多层聚合物中间膜粘接在一起组合而成。夹层玻璃由于具有优良的抗冲击能力和破碎后的安全性而被广泛用于汽车玻璃、高铁玻璃、直升机、通用飞机与民航客机风挡玻璃等领域。聚合物中间层胶片或胶膜在安全玻璃或夹层玻璃中起到粘接、吸能、缓冲和冲击后防止玻璃碎片飞溅等多种作用，成为复合结构安全玻璃领域广泛应用的关键材料之一。而随着驾驶舱人员对于舒适性、安全性以及降低能耗等方面性能要求的逐步提高，汽车、高速列车与直升机夹层安全玻璃逐渐增加了提高夹层玻璃隔热隔音性能的要求。目前用于夹层玻璃中间层的聚合物胶片主要有聚乙烯缩丁醛(PVB)、TPU、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)以及离子型中间膜但是不经改性或修饰的聚合物中间膜一般不具备很好的隔热性能，在可见光区与近红外区的透光率都比较高。经过技术研发积累，积水化学、首诺、可乐丽等公司均实现了隔热PVB中间膜技术，并已经进行了商品化应用，在高档汽车领域进行了配置和应用。但是当温度较低时(比如低于零度时)，PVB胶片表现出脆性，将大大减弱与结构材料的粘结强度。而且，PVB胶片与有机玻璃和聚碳酸酯(PC)的粘结性能很差，PVB体相中的增塑剂容易侵蚀PC板表面，长时间作用使PC板表面发雾。而热塑性聚氨酯弹性体胶片相对于传统PVB中间膜具有耐环境性能好、与有机及无机玻璃粘接性能强以及低温柔韧性好等特点，在一些应用需求较为苛刻的航空、高速列车、船舶、特种车辆等夹层玻璃领域，具有其独特的优势。但是目前成熟的TPU产品均没有近红外吸收功能，没有吸收太阳能辐照的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种能够用于安全玻璃或夹层玻璃的隔热性能优良的复合型热塑性聚氨酯弹性体胶片及制备方法。本专利技术的技术解决方案是，具有隔热性能的复合型弹性体胶片依次包括第一层热塑性聚氨酯弹性体胶片、第二层隔热功能PET层和第三层热塑性聚氨酯弹性体胶片，隔热功能PET层厚度控制在50-250μm范围内，隔热功能是在PET层基材上制备近红外短波阻隔纳米薄膜，纳米薄膜包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和银(Ag)中的一种或几种的组合，纳米薄膜的厚度为50-200nm；第一层热塑性聚氨酯弹性体胶片、第二层隔热功能PET层和第三层热塑性聚氨酯弹性体胶片通过加热加压的方法实现复合粘接，即可得到具有隔热性能的复合型弹性体胶片。第二层隔热功能PET层的最佳厚度为75-175μm。所述近红外短波阻隔纳米薄膜的制备方法是利用卷对卷磁控溅射技术实现薄膜连续化制备，或将所述氧化铟锡、氧化铟锌和银中的一种或几种组合的纳米粒子首先进行分散形成纳米分散液，然后在PET基材上用喷涂或辊涂的方法进行制备。所述近红外短波阻隔纳米薄膜的最佳厚度为75-150nm。制备具有隔热性能的复合型弹性体胶片的方法为如下之一：(1)将第一层热塑性聚氨酯弹性体胶片、第二层隔热功能PET层和第三层热塑性聚氨酯弹性体胶片通过双辊连续挤压得到所述的隔热性能的复合型弹性体胶片；(2)首先在平板模具上依次铺设第一层热塑性聚氨酯弹性体胶片、第二层隔热功能PET层和第三层热塑性聚氨酯弹性体胶片，通过预热后的压辊机械施压，实现热塑性聚氨酯弹性体胶片与PET隔热功能层粘接。采用双辊连续挤压方法对三层胶片进行加热同时加压实现热塑性聚氨酯弹性体与PET隔热功能层粘接，双辊设备前端设置自动放卷装置，后端设置自动收卷装置，即可实现连续化制备，得到隔热性能的复合型弹性体胶片。双辊连续挤压时两辊之间的距离根据挤出产品总厚度进行调整，温度设置原则上要比聚氨酯弹性体胶片的熔融温度低10-20℃。挤压设备的压辊表面要具有防粘功能，并且表面加工为网纹或磨砂结构。本专利技术具有的优点和有益效果，一是该方法制备的具有隔热性能的复合型弹性体胶片相对于普通的PVB隔热中间膜具有更好的耐环境性能、低温性能；二是普通的PVB隔热中间膜不适用于有机玻璃、聚碳酸酯夹层玻璃粘接，而该方法得到的复合型弹性体胶片对于无机玻璃、有机玻璃、聚碳酸酯等多种透明材料都具有很好的粘接性能与匹配性能；三是本专利技术所述的具有隔热性能的复合型弹性体胶片通过中间近红外吸收功能薄膜(如ITO,IZO,Ag)实现，相对于传统的将纳米颗粒分散在PVB胶片中的方法具有工艺简单、性能均匀稳定的特点；四是本专利技术所述隔热复合型弹性体胶片成型工艺简单，中间功能PET层可以通过卷对卷技术进行连续化快速生产，具有制备效率高、产品性能好的优点。制备的复合型弹性体胶片与无机玻璃夹层后可见光透光率可以达到60-80％，近红外透光率不超过10％。附图说明图1是本专利技术具有隔热性能的复合型弹性体胶片结构示意图。图2是本专利技术具有隔热性能的复合型弹性体胶片的双辊连续挤压实施原理图。图3具有隔热性能的复合型弹性体胶片的可见-近红外透光率曲线。具体实施方式首先在PET基底膜3上制备近红外反射纳米薄膜2，纳米薄膜2种类是ITO、IZO以及Ag薄膜中的一层或多层，总厚度为50-200nm，这样能够保证其具有良好的近红外阻断功能且具有较高的可见光透光率，纳米薄膜2可以通过卷对卷磁控溅射或纳米颗粒分散液表面涂覆的技术实现。表面功能化后的PET隔热功能层与第一层TPU弹性体胶片1以及第三层TPU弹性体胶片1通过加热加压的方法得到所述具有隔热性能的复合型弹性体胶片。本专利技术制备的隔热功能复合型弹性体胶片对波长800-2500nm的阻隔率较高。具有隔热性能好、可见光透光率高的特点，而且保留了TPU弹性体胶片原有的耐候性好、低温适应性好的特点，且适用于粘接不同材料体系，在隔热夹层玻璃领域具有广阔的应用前景。所述的PET隔热功能层是通过在厚度为50-250μm的PET基底膜上制备近红外反射纳米薄膜得到，可以选择ITO、IZO以及Ag薄膜中的一层或多层；所述的近红外反射纳米薄膜厚度为50-200nm，可见光透光率60～80％，近红外透光率不超过20％；所述的纳米薄膜可以在PET基底材料上通过卷对卷磁控溅射技术连续化制备；也可以先将ITO、IZO或Ag纳米颗粒的一种或几种组合分散在聚合物溶液中形成分散液，然后通过在PET基底膜表面喷涂或辊涂的方式实现；所述的表面功能化以后的PET隔热层与第一层TPU弹性体胶片以及第三层TPU弹性体胶片通过加热加压的方法得到具有隔热性能的复合型弹性体胶片；三层材料加热加压的实现方法主要有以下两种：(1)将第一层热塑性聚氨酯弹性体胶片、第二层隔热功能PET层和第三层热塑性聚氨酯弹性体胶片通过双辊连续挤压得到所述的隔热性能的复合型弹性体胶片；(2)首先在平板模具上依次铺设第一层热塑性聚氨酯弹性体胶片、第二层隔热功能PET层和第三层热塑性聚氨酯弹性体胶片，通过预热后的压辊机械施压，实现热塑性聚氨酯弹性体胶片与PET隔热功能层粘接。双辊连续挤压时两辊之间的距离根据挤出产品总厚度进行调整，温度设置原则上要比聚氨酯弹性体胶片的熔融温度低10-20℃。挤压设备的压辊表面要具有防粘功能，并且表面加工为网纹或磨砂结构用上述方法制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有隔热性能的复合型弹性体胶片，其特征在于，依次包括第一层热塑性聚氨酯弹性体胶片、第二层隔热功能PET层和第三层热塑性聚氨酯弹性体胶片，隔热功能PET层厚度控制在50‑250μm范围内，隔热功能是在PET基材上制备近红外短波阻隔纳米薄膜，纳米薄膜包括氧化铟锡、氧化铟锌和银中的一种或几种的组合，纳米薄膜的厚度为50‑200nm；第一层热塑性聚氨酯弹性体胶片、第二层隔热功能PET层和第三层热塑性聚氨酯弹性体胶片通过加热加压的方法实现复合粘接，即可得到具有隔热性能的复合型弹性体胶片。

【技术特征摘要】
1.一种具有隔热性能的复合型弹性体胶片，其特征在于，依次包括第一层热塑性聚氨酯弹性体胶片、第二层隔热功能PET层和第三层热塑性聚氨酯弹性体胶片，隔热功能PET层厚度控制在50-250μm范围内，隔热功能是在PET基材上制备近红外短波阻隔纳米薄膜，纳米薄膜包括氧化铟锡、氧化铟锌和银中的一种或几种的组合，纳米薄膜的厚度为50-200nm；第一层热塑性聚氨酯弹性体胶片、第二层隔热功能PET层和第三层热塑性聚氨酯弹性体胶片通过加热加压的方法实现复合粘接，即可得到具有隔热性能的复合型弹性体胶片。2.如权利要求1所述的一种具有隔热性能的复合型弹性体胶片，其特征在于，第二层隔热功能PET层的最佳厚度为75-175μm。3.如权利要求1所述的一种具有隔热性能的复合型弹性体胶片，其特征在于，所述近红外短波阻隔纳米薄膜的制备方法是利用卷对卷磁控溅射技术实现薄膜连续化制备，或将所述氧化铟锡、氧化铟锌和银中的一种或几种组合的纳米粒子首先进行分散形成纳米分散液，然后在PET基材上用喷涂或辊涂的方法进行制备。4.如权利要求1所述的一种具有隔热性能的复合型弹性体胶片，其特征在于，所述近红外短波阻隔纳米薄膜的最佳厚度为75-150nm。5.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓雯，刘宏燕，郑梦瑶，刘其广，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11