一种高隔热透明聚合物胶膜及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高隔热透明聚合物胶膜及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。
【背景技术】
[0002]我国建筑能耗约占全国总能耗的25%左右，属于高能耗产业，建筑能耗包括建筑围护结构能耗(窗、墙体、地板、屋面)，照明能耗，通风能耗等，其中建筑围护结构能耗是主要能耗部分。所以提高建筑围护结构的隔热性能是节约能源的一个有效途径。
[0003]我国政府提出建筑节能65%的目标，为达到目标，目前建筑中广泛使用透明夹胶玻璃，可有效阻隔外部红外线或紫外线，保持建筑物冬暖夏凉，显著提升建筑节能效率。夹胶安全玻璃以其安全、隔音、隔热、抗紫外线等优异性能被广泛用于建筑和汽车行业。就夹胶玻璃而言，在玻璃材质一定的情况下，夹胶玻璃的隔热效果取决于中间膜材料的隔热性能，所以，对中间膜材料进行隔热改性是制备隔热型夹胶玻璃的关键。夹胶玻璃中的胶膜，主要使用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，离子聚合物中间膜(SGP)，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氨酯(PU)等多种聚合物作为夹胶胶膜基体材料，被广泛用于夹胶玻璃膜、汽车前挡风玻璃膜、功能性棚膜、包装膜以及热熔胶、电缆电线等领域。太阳光主要波长处于可见光、红外和紫外，其中红外所占比例45%，可见光50%，紫外5%。在不影响正常光线的情况下，必须要保留可见光阻隔红外和紫外。由于红外所占比例远大于紫外，所以隔热材料主要是阻隔红外线的穿过。普通玻璃的热导率约为1.0W/(m.K)，可作为中间膜基材的聚合物膜材料的热导率比普通玻璃低得多，无机纳米粒子对聚合物胶膜进行改性，可有效制备热导率更低的胶膜材料。普通隔热改性剂改性的玻璃夹胶膜，与玻璃粘接强度下降，透明性降低;普通纳米粒子改性的玻璃夹胶膜，透明性较好，而隔热性提高有限。
【发明内容】
[0004]本发明针对国内外夹胶玻璃胶膜的隔热性差，透光率不高的问题，提供了一种经济、易操作的制备透明隔热胶膜及其制备方法。本发明所制得聚合物胶膜透明度高、隔热性能优异、机械性能良好，适用于建筑幕墙、窗户、屋顶等节能场所隔热保温材料，或其它隔热装置用隔热材料。
[0005]为了解决上述技术问题本发明所采用的技术方案如下:
[0006]—种高隔热透明聚合物胶膜的制备方法，将有序微孔氧化物纳米粒子分散在溶剂中，加入乙烯基树脂单体、胶膜树脂、引发剂；由引发剂引发下于30°C?100°C进行原位聚合
0.5-30h，除去溶剂，烘干得到高隔热透明聚合物胶膜；
[0007]其中，胶膜树脂、乙烯基树脂单体、引发剂、有序微孔氧化物纳米粒子、溶剂的质量比为 100:1?50:0.05?5:0.01 ?30:100?500;
[0008]所述有序微孔氧化物纳米粒子的主要成分为铟、锡、硅、铝或锑的氧化物中的一种或几种。
[0009]进一步地，在上述技术方案中，所述有序微孔氧化物纳米粒子由模板法制备如下:将模板剂溶于水中，碱性条件下加入前驱体，在20-100°C反应0.2_10h;反应结束后过滤、洗涤，在无水乙醇中超声分散，酸解;离心，洗涤，真空干燥，即得到有序微孔氧化物纳米粒子；模板剂、前驱体、水的质量比为:100:300-5000:1O3?106。
[0010]所述前驱体，包括氢氧化铟、氯化铟、硝酸铟等铟的金属盐、正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、乙烯基硅酸酯、氢氧化铝、硅酸钠、二氯化锡、四氯化锡等锡卤化物以及氯化锑、锑酸钾、NaSb (OH) 6等的一种或几种。
[0011 ]进一步地，在上述技术方案中，所述胶膜树脂选自聚乙烯醇缩丁醛，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚氨酯中的一种。
[0012]进一步地，在上述技术方案中，所述模板剂是阴离子模板剂、阳离子模板剂和中性模板剂中的一种或几种，包括四丙基溴化铵、十二烷基肌氨酸钠、十二烷基磺酸钠、乙二胺四乙酸二钠、聚乙二醇、聚丙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、聚甲基丙烯酸甲酯、二甲基十四烷基胺。
[0013]进一步地，在上述技术方案中，所述乙稀基树脂单体为乙稀基醚、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、异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几种。
[0014]进一步地，在上述技术方案中，所述引发剂为偶氮类引发剂、过氧化物引发剂和氧化-还原引发剂，包括偶氮二异丁腈，偶氮二异庚腈，过硫酸铵、过硫酸钾，过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化二异丙苯等，本发明选用其中一种或几种的混合物。
[0015]进一步地，在上述技术方案中，所述溶剂是丙酮、乙酸乙酯、氯苯、苯、甲苯、氯仿或乙醇中一种或几种混合物。
[0016]本发明提供一种上述制备方法得到的高隔热透明聚合物胶膜。
[0017]所述高隔热透明聚合物胶膜，厚度为0.4_时，隔热温差达到8-10°C。
[0018]本发明提供一种上述高隔热透明聚合物胶膜制备的夹层玻璃，所述夹层玻璃可见光透过率为85?92%。隔热性能好。
[0019]采用本发明提供的方法所制备的透明隔热夹胶玻璃胶膜经过实验测试，其隔热性能明显改善，透明度高，机械性能好，综合性能优良。
【附图说明】
[°02°]图1是隔热箱示意图；
[0021 ]图2是激光粒径仪对实施例3制备的有序微孔氧化物纳米粒子的粒径测试曲线图；
[0022]图3是实施例7制备的聚合物胶膜的透光率曲线图。
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本发明的具体实施方案。有必要指出实施例仅用于对本发明做进一步补充说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0024]测试仪器
[0025]激光粒度仪DTS 5101 英国MARLVER LTD U.K。
[0026]透光率用紫外/可见/近红外分光光度计测试Lambda 750s,PerkinElmer，扫描范围190?2500nm，带宽0.17?5nm连续可调。将胶片夹在两载玻片之间测试。
[0027]胶膜隔热温差在自制隔热箱(参见图1，照射灯为普通红外灯)中测试。在两片尺寸为100_X 10mm普通玻璃之间，夹一层10mm X 10mm的本发明方法制备的胶膜，胶膜厚度约为0.4mm，然后将夹胶玻璃周围用医用胶布封边。记录夹胶玻璃上下两侧的温度差T1，去除中间胶膜，将上下两块玻璃压紧，采用同样方法检测，记录玻璃上下两侧的温度差!^，!^与T2差值即为隔热温差。测试4个重复样，取平均值。胶膜厚度约为0.4mm。玻璃为普通玻璃。
[0028]剥离强度的检测按照国标GB/T 7124-2008/IS0 4587:2003测试，胶膜夹在两片载玻片之间进行测试。
[0029]实施例1
[0030]将0.4kg二甲基十四烷基胺溶解在200L去离子水，加入1.2L 2M NaOH水溶液，60°C磁力搅拌。加入2kg氢氧化铟反应4h。产物经过滤，洗涤，在80L无水乙醇中分散，加入1.5L浓盐酸回流。离心，乙醇洗涤，真空干燥，得到有序微孔氧化物纳米粒子。
[0031 ]将Ikg有序微孔氧化物纳米粒子加入反应釜，加入15L甲苯，快速搅拌或超声使纳米粒子均匀分散;将5kg聚乙烯醇缩丁醛，2kg苯乙烯，0.03kg过氧化苯甲酰加入反应釜混合均匀，25°C反应。反应结束后转入模具中，表面结皮后，干燥固化，得到高隔热透明聚合物胶膜。
[0032]由上述高隔热透明聚合物胶膜制备夹胶玻璃。
[0033]经测试胶膜的隔热温差达到9_10°C。
[0034]剥离强度为48N/cm。
[0035]实施例2
[0036]将0.4kg聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物溶解在200L去离子水，加入1.2L 2MNaOH水溶液，60 0C磁力搅拌。加入2kg 二氯化锡反应4h。产物经过滤，洗涤，在80L无水乙醇中分散，加入1.5L浓盐酸回流。离心，乙醇洗涤，真空干燥，得到有序微孔氧化物纳米粒子。
[0037]将0.5kg有序微孔氧化物纳米粒子加入反应釜，加入15L甲苯，快速搅拌或超声使纳米粒子均匀分散;将5kg聚对苯二甲酸乙二醇酯，0.03kg过氧化苯甲酰，0.5kg甲基丙烯酸甲酯加入反应釜混合均匀，35°C反应。反应结束后转入模具中，表面结皮后，干燥固化，得到高隔热透明聚合物胶膜。
[0038]由上述高隔热透明聚合物胶膜制备夹胶玻璃。
[0039]经测试胶膜的隔热温差达到9°C。
[0040]剥离强度为48N/cm。
[0041 ] 实施例3
[0042]有序微孔氧化物纳米粒子的制备:
[0043]将十二烷基磺酸钠0.4kg在150L去离子水中溶解，加入1.2L 2M NaOH水溶液，80°C磁力搅拌。加入1.2kg氯化铟反应2h ο产物经过滤，洗涤，在无水乙醇中分散，加入1.5L浓盐酸回流。离心，乙醇洗涤，真空干燥，得到有序微孔氧化物纳米粒子。
[0044