本发明涉及汽车用膜领域，尤其涉及一种高强度防撕裂汽车膜及其制造方法。
背景技术：
汽车膜简单可以分为两类，一类是汽车玻璃膜，就是贴在汽车玻璃上用于控制阳光的。其基本性能包括安全、清晰、防眩光、隔紫外线、隔热、防划伤、足够的保质期及保护隐私等；另一类是汽车改色贴膜，主要是起装饰作用。现有技术中的汽车膜都只是单纯的光线膜，不能在玻璃破裂时提供防护功能，但相关实践证明，多数伤害均为车辆发生撞击后生成的二次伤害带来的，其中玻璃碎裂后伤人的案例更是屡见不鲜。
因此，市面上急需一种化学性质稳定、抗老化性能强、稳定性好、表面硬度高、耐磨损的高强度防撕裂汽车膜及其制造方法。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种化学性质稳定、抗老化性能强、稳定性好、表面硬度高、耐磨损的高强度防撕裂汽车膜及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高强度防撕裂汽车膜的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：准备足量纯铝、足量甲烷、足量环氧丙烷、足量环氧乙烷、足量戊五醇、足量溶质质量分数20％的氢氧化钠溶剂、足量二异氰酸脂；
②辅助工艺材料准备：准备足量纯铜粉；
③设备及工装准备：准备超音速火焰喷涂装置、内置有碳纤维热源的平板陶瓷模具、雾化装置、保护气氛加热炉、金属蒸镀设备、硬质阳极氧化电镀槽液；
2)汽车膜内层制备
①在1)中步骤③准备的保护气氛加热炉炉腔内设置1)中步骤③准备平板陶瓷模具；
②采用1)中步骤③准备的超音速火焰喷涂装置，以1)中步骤②准备的纯铜粉为原料，在平板陶瓷模具表面喷涂厚度5μm-8μm的纯铜层；
③在保护气氛加热炉炉腔内以150sccm-180sccm的速率通入还原性气氛；
④气氛持续通入5min后，将模具通过30min-35min加热，均匀升温至1020℃-1050℃；
⑤将还原性气氛通入速率调整至15sccm-20sccm，以80sccm-100sccm的速率通入甲烷；
⑥持续35min-40min，生成汽车膜内层；
3)汽车膜外层制备
①采用3bar-5bar气压的氮气将2)中步骤⑥获得的汽车膜内层及模具冷却至300℃-350℃；
②按重量比配置环氧丙烷、环氧乙烷、戊五醇、氢氧化钠溶剂以5∶3∶3∶0.2混合的混合溶液，将混合溶液采用1)中步骤③准备的雾化装置雾化后通入密闭空间内；
③在密闭空间内加载负静电场，通过不断喷雾保持雾气浓度不变，至零件缓冷至室温，获得在石墨烯内膜表面复合有与石墨烯紧密结合的五羟基聚氧化丙烯醚；
④浸入含二异氰酸脂的液态环境内进行聚合，即完成聚氨酯外层的生产，得到待处理汽车膜；
4)表面防护膜集成
①将阶段3)获得的待处理汽车膜置于金属蒸镀设备中，以阶段1)步骤②准备的纯铝为原料对待处理汽车膜后完成表面进行单面蒸镀，至待处理汽车膜呈现半透明浅银灰色时中止蒸镀，获得表面镀金属汽车膜；
②将步骤①获得的表面镀金属汽车膜浸入硬质阳极氧化电镀槽液中，控制温度-3℃-5℃，持续0.5h-1h，即获得所需高强度防撕裂汽车膜。
采用上述方法制造的高强度防撕裂汽车膜，由内及外分别为厚度0.1mm-0.2mm的石墨烯膜层、0.05mm-0.08mm的聚氨酯层和致密的0.2μm-0.3μm氧化铝膜层。
与现技术比较，本发明由于采用了上述方案，具有以下优点：(1)采用在喷涂的铜上化学气相沉积石墨烯，成本低，结构致密，活性高，在负静电场的作用力下，更易于与外层聚氨酯原料之一的五羟基聚氧化丙烯醚结合紧密，使两者有机结合，然后通过合适的工艺使聚氨酯的聚合反应直接在石墨烯表面进行，这样获得的聚醚型聚氨酯与石墨烯的结合力将远优于简单的物理粘接；由于采用了电化学制备工艺，获得内层为等边六角形晶粒形状的石墨烯膜，由于石墨烯是现有已知材料中比强和韧性最好的材料，也为本发明提供了足够的强度支撑及抗破损能力。(2)聚醚型聚氨酯具有优良的综合性能，使最终成型的汽车膜具有非常好的弹性和强度，同时有一定的聚氨酯柔垫缓冲，韧性也能满足使用要求，加之石墨烯的结构支撑，韧性也优于同等条件下的任何汽车膜；工艺设计合理，步骤简短易实现，采用较粗放的方式制取的石墨烯不同于高精生产的电学或光学需求石墨烯，其质地相对粗糙、散乱，且不是单层结构，但本发明所需的强度、韧性、传热、抗撕裂等性能完全能得到满足，成本大大低于高精度石墨烯，本发明的拉断力平均值182n-199n，没有针孔和可见缺陷。(3)采用了不同于现有技术的刷镀镍、银等稳定金属而是蒸镀活性金属铝的工艺，一方面大大加强了金属与膜的结合力(蒸镀结合力明显优于刷镀，这是由于蒸镀的金属处于高速高温高活性状态，可将膜层表面活化后增加结合力)，另一方面也使镀膜层更薄更均匀。(4)采用了现有汽车膜没有采用的硬质阳极氧化工艺，这其实是铝铸件表面耐磨及防腐双重处理工艺，在汽车用膜领域还从未应用过，由于合理地控制了温度，使本发明的铝原子氧化比例很高(之所以采用远低于现有技术中硬质阳极化工艺的处理时间，是由于本发明的膜层极薄，在较短时间内即可完成极大部分铝原子的氧化)，在膜表面形成了致密的氧化铝陶瓷膜层(由于膜层极薄，只有0.2μm-0.3μm厚，仍然使本发明保持半透明状，使用性能好)，既可反射部分光线又可极大地提升本发明的耐磨性和抗划伤能力。
具体实施方式
实施例1：
一种高强度防撕裂汽车膜，由内及外分别为厚度0.1mm的石墨烯膜层、0.05mm的聚氨酯层和致密的0.2μm氧化铝膜层。
上述高强度防撕裂汽车膜的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：准备足量纯铝、足量甲烷、足量环氧丙烷、足量环氧乙烷、足量戊五醇、足量溶质质量分数20％的氢氧化钠溶剂、足量二异氰酸脂；
②辅助工艺材料准备：准备足量纯铜粉；
③设备及工装准备：准备超音速火焰喷涂装置、内置有碳纤维热源的平板陶瓷模具、雾化装置、保护气氛加热炉、金属蒸镀设备、硬质阳极氧化电镀槽液；
2)汽车膜内层制备
①在1)中步骤③准备的保护气氛加热炉炉腔内设置1)中步骤③准备平板陶瓷模具；
②采用1)中步骤③准备的超音速火焰喷涂装置，以1)中步骤②准备的纯铜粉为原料，在平板陶瓷模具表面喷涂厚度5μm的纯铜层；
③在保护气氛加热炉炉腔内以150sccm的速率通入还原性气氛；
④气氛持续通入5min后，将模具通过30min加热，均匀升温至1020℃；
⑤将还原性气氛通入速率调整至15sccm，以80sccm的速率通入甲烷；
⑥持续35min，生成汽车膜内层；
3)汽车膜外层制备
①采用3bar气压的氮气将2)中步骤⑥获得的汽车膜内层及模具冷却至300℃；
②按重量比配置环氧丙烷、环氧乙烷、戊五醇、氢氧化钠溶剂以5∶3∶3∶0.2混合的混合溶液，将混合溶液采用1)中步骤③准备的雾化装置雾化后通入密闭空间内；
③在密闭空间内加载负静电场，通过不断喷雾保持雾气浓度不变，至零件缓冷至室温，获得在石墨烯内膜表面复合有与石墨烯紧密结合的五羟基聚氧化丙烯醚；
④浸入含二异氰酸脂的液态环境内进行聚合，即完成聚氨酯外层的生产，得到待处理汽车膜；
4)表面防护膜集成
①将阶段3)获得的待处理汽车膜置于金属蒸镀设备中，以阶段1)步骤②准备的纯铝为原料对待处理汽车膜后完成表面进行单面蒸镀，至待处理汽车膜呈现半透明浅银灰色时中止蒸镀，获得表面镀金属汽车膜；
②将步骤①获得的表面镀金属汽车膜浸入硬质阳极氧化电镀槽液中，控制温度-3℃-，持续0.5h，即获得所需高强度防撕裂汽车膜。
根据本实施例生产的汽车膜，可阻挡50％的光线，表面莫氏硬度5.5h(低于氧化铝陶瓷，但高于常用硬物的5)，使用寿命(以不变色不变质计)8年，可以在钢化玻璃裂后防止其脱落或至少阻止其向膜内的人员移动。
实施例2：
整体与实施例1一致，差异之处在于：
一种高强度防撕裂汽车膜，由内及外分别为厚度0.2mm的石墨烯膜层、0.08mm的聚氨酯层和致密的0.3μm氧化铝膜层。
上述高强度防撕裂汽车膜的制造方法，包括以下步骤：
2)汽车膜内层制备
②采用1)中步骤③准备的超音速火焰喷涂装置，以1)中步骤②准备的纯铜粉为原料，在平板陶瓷模具表面喷涂厚度8μm的纯铜层；
③在保护气氛加热炉炉腔内以180sccm的速率通入还原性气氛；
④气氛持续通入5min后，将模具通过35min加热，均匀升温至1050℃；
⑤将还原性气氛通入速率调整至20sccm，以100sccm的速率通入甲烷；
⑥持续40min，生成汽车膜内层；
3)汽车膜外层制备
①采用5bar气压的氮气将2)中步骤⑥获得的汽车膜内层及模具冷却至350℃；
4)表面防护膜集成
②将步骤①获得的表面镀金属汽车膜浸入硬质阳极氧化电镀槽液中，控制温度-5℃，持续1h，即获得所需高强度防撕裂汽车膜。
根据本实施例生产的汽车膜，可阻挡57％的光线，表面莫氏硬度6.0h(低于氧化铝陶瓷，但高于常用硬物的5)，使用寿命(以不变色不变质计)10年，可以在钢化玻璃裂后防止其脱落或至少阻止其向膜内的人员移动。
对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。