本发明具体涉及一种纳米智能隔热窗膜，特别适合粘贴在建筑物的玻璃表面或者汽车的玻璃表面。
背景技术：
据统计，建筑物能耗约占社会总能耗的三分之一，而建筑物窗体又是建筑物围护结构中的重要组成部分，经研究表明，窗体能耗损失占整个建筑物围护结构能耗损失的50%左右。窗体及幕墙改造是建筑物节能的关键，对既有建筑物玻璃绿色改造的办法只有二种选择：一是拆掉原有的玻璃换上节能玻璃，二是给原有玻璃贴上建筑用隔热膜。方法一中拆掉原有玻璃不仅会造成大量的建筑垃圾的产生，而且更换节能玻璃的成本较高；方法二中采用玻璃贴膜的方法，可以在不改变原有透明玻璃外观、保持高采光情况下，大幅降低遮阳系数，使建筑物用电明显下降。
目前市面上的隔热窗膜，可以起到很好的红外线阻隔功能，但到了冬季，人们希望太阳光能进入室内带来热量，而目前的隔热膜却不能做到；汽车的使用越来越普遍，而在国内几乎每辆车都会粘贴汽车隔热窗膜，汽车隔热窗膜作为兼具隔热、防紫外、美观、防眩光等多能于一体的产品，其隔热节能功能越来越受到重视，但也存在一个问题，在车内温度较低时，隔热膜将太阳中的热量也阻隔了不能进入车内。
申请号为201210019446.x中国专利公开了一种智能温控节能复合贴膜，该智能温控节能复合贴膜可以实现冷热双向调节，从而达到冬天保暖、夏天隔热的效果。但其产品结构中的基膜为普通基膜，因此，辐射率较高，对于冬季有供暖设施的环境下会出现热辐射大造成热量流失，并不适用于北方冬寒夏热的气候。
申请号为200810033032.6中国专利公开了一种智能隔热保温膜及其制备方法，但其结构为单层结构，耐候性无法保证，涂层在基材表面的附着力也存在问题，耐磨耐划伤性能差，同时在实际应用中其施工也会存在问题。
申请号为201410568704.9中国专利公开了温控窗膜及温控窗膜的制备方法，其采用的是干式涂布法即磁控溅射法，要在柔性基材上多次溅射，生产工艺复杂，成本高，同时其涂层在基材上的附着力无法保证，该温控窗膜无法直接贴玻璃使用，需要再进行涂胶才能粘贴到玻璃上使用。
技术实现要素：
本发明的目的是：提供一种纳米智能隔热窗膜，具有较低的辐射率和较高的可见光透过率，在不影响采光的情况下具有良好的保温效果；同时其还可以根据环境温度的高低，自动的选择性地阻隔或者透过红外线阻隔率，应用在汽车和建筑物玻璃上，达到隔热节能的效果。
实现本发明目的的技术方案是：一种纳米智能隔热窗膜，它是由抗划伤层、聚酯膜或聚碳酸酯膜基材、智能隔热胶层、带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材、紫外阻隔压敏胶层和离型膜构成，且各层复合为一体；
所述抗划伤层紫外光固化结合在聚酯膜或聚碳酸酯膜基材的一个表面上，智能隔热胶层热固化结合在聚酯膜或聚碳酸酯膜基材的另一个表面上，带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材的金属镀层表面复合在智能隔热胶层的外表面，紫外阻隔压敏胶层热固化结合在带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材的另一个表面上，离型膜复合在紫外阻隔压敏胶层的外表面；
所述智能隔热胶层是用纳米智能隔热材料、胶粘剂、固化剂、乙酸乙酯和甲苯组成的混合物料涂覆在聚酯膜或聚碳酸酯膜基材的另一个表面上，在温度80～150℃，放置10～180秒后固化得到的，其中，所述纳米智能隔热材料是二氧化钒、掺杂二氧化钒中的一种或两种组合，胶粘剂为丙烯酸胶粘剂或聚氨酯胶粘剂，固化剂为金属盐或三聚氰胺或异氰酸酯。
在上述技术方案中，形成所述智能隔热胶层的混合物料是由纳米智能隔热材料1～50wt%，溶剂乙酸乙酯 20～35 wt%，溶剂甲苯10～25wt%，，胶粘剂50～65wt%，固化剂0.5～2.0 wt% 组成，上述各组分之和为100 wt％；配制时，在上述范围内选择各组分用量，在环境温度为18～28℃下，先将纳米智能隔热材料与溶剂甲苯混合并搅拌12～18分钟后，再与溶剂乙酸乙酯的混合物并搅拌12～18分钟后，加入丙烯酸胶粘剂，搅拌18～22分钟后，加入固化剂再搅拌12～18分钟后，用旋转粘度计或者是用蔡恩杯测量粘度为80～300厘泊，即可保存备用，其中，所述纳米智能隔热材料是二氧化钒、掺杂二氧化钒中的一种，或者是质量比为1～30：1～50的二氧化钒和掺杂二氧化钒的组合物。
在上述技术方案中，作为所述纳米智能隔热材料的纳米掺杂二氧化钒，其掺杂元素为钨、钼、铌、铬、钛、铝、锰、铜、氟和氢中的一种或多种。
在上述技术方案中，形成所述紫外阻隔压敏胶层的混合物料是按胶粘剂：溶剂：紫外吸收剂：固化剂的质量比为20：20：0.3：0.3混合而成。
在上述技术方案中，所述聚酯膜或聚碳酸酯膜基材是表面经过电晕处理或化学处理的透明聚酯膜或聚碳酸酯膜基材，或者是染色聚酯膜或聚碳酸酯膜基材、或者是原色聚酯膜或聚碳酸酯膜基材，或者是紫外阻隔聚酯膜或聚碳酸酯膜基材，或者是镀铝聚酯膜或聚碳酸酯膜基材，或者是磁控溅射聚酯膜或聚碳酸酯膜基材。
在上述技术方案中，所述带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材的金属镀层是通过磁控溅射附着在聚酯膜或聚碳酸酯膜基材的一个表面上，该镀层的金属材料是镍、银、金、铜、铬、钛、铝、钨、铟中的一种或者几种 ，或者是前述金属的氧化物中的一种或者几种。
在上述技术方案中，所述纳米智能隔热窗膜厚度为50～444μm，其中，抗划伤层的厚度为1～5μm；聚酯膜或聚碳酸酯膜基材的厚度为12～175μm；纳米智能隔热胶层的厚度为6～25μm；带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材的厚度为12～175μm；紫外阻隔压敏胶层的厚度为6～25μm；离型膜的厚度为19～39μm。
在上述技术方案中，所述聚酯膜或聚碳酸酯膜基材和带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材的厚度相同或者不同。
在上述技术方案中，形成所述抗划伤层的混合物料、形成智能隔热胶层的混合物料及形成紫外阻隔压敏胶层的混合物料是采用狭缝式涂布，或者刮刀式涂布方法进行涂覆形成涂层的。
本发明的技术效果是：本发明纳米智能隔热窗膜具有复合结构，它是由抗划伤层、聚酯膜或聚碳酸酯膜基材、智能隔热胶层、带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材、紫外阻隔压敏胶层和离型膜构成且各层复合为一体，各层具有相互协同作用；本发明纳米智能隔热窗膜中的智能隔热胶层中含有适当数量的纳米智能隔热材料，该材料在低于人体不舒适温度时发生相变，让太阳中的红外线透过，提高室内环境的温度，而在温度较高时，有效阻隔红外线的透过，达到隔热的效果；同时该发明中采用的带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材较低的辐射率，表明其以热辐射的形式与环境发生热交换少，具有较好的隔热保温性能，在北方冬季取暖地区，可以将热辐射留在室内，达到保温稳定的效果；同时本发明还具有抗划伤耐磨功能。此外，本发明的纳米智能隔热窗膜的制备方法简单易操作，各层之间结合牢固，使用十分方便，使用时，将最外层的离型膜剥离后，粘贴在汽车车窗、建筑物的玻璃表面，即具有较低的辐射率和较高的可见光透过率的效果，在不影响采光的情况下具有良好的保温效果；同时其还可以根据环境温度的高低，自动的选择性地阻隔或者透过红外线，应用在汽车和建筑物玻璃上，达到隔热节能的效果。
附图说明
图1为本发明的一种纳米智能隔热窗膜的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步具体描述，但不受此限制。
实施例所用原料，除另有说明外，均为市售工业品，通过商业渠道可以购得。
如图1所示，一种纳米智能隔热窗膜，它是由抗划伤层1、聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-1、智能隔热胶层3、带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-2、紫外阻隔压敏胶层4和离型膜5构成，且各层复合为一体；
所述抗划伤层1紫外光固化结合在聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-1的一个表面上，智能隔热胶层3热固化结合在聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-1的另一个表面上，带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-2的金属镀层表面复合在智能隔热胶层3的外表面，紫外阻隔压敏胶层4热固化结合在带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-2的另一个表面上，离型膜5复合在紫外阻隔压敏胶层4的外表面；
所述智能隔热胶层3是用纳米智能隔热材料、胶粘剂、固化剂、乙酸乙酯和甲苯组成的混合物料涂覆在聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-1的另一个表面上，在温度80～150℃，放置10～180秒后固化得到的，其中，所述纳米智能隔热材料是二氧化钒、掺杂二氧化钒中的一种或两种组合，胶粘剂为丙烯酸胶粘剂或聚氨酯胶粘剂，固化剂为金属盐或三聚氰胺或异氰酸酯。
在纳米智能隔热窗膜中，形成所述智能隔热胶层3的混合物料是由纳米智能隔热材料1～50wt%，溶剂乙酸乙酯 20～35 wt%，溶剂甲苯10～25wt%，，胶粘剂50～65wt%，固化剂0.5～2.0 wt% 组成，上述各组分之和为100 wt％；配制时，在上述范围内选择各组分用量，在环境温度为18～28℃下，先将纳米智能隔热材料与溶剂甲苯混合并搅拌12～18分钟后，再与溶剂乙酸乙酯的混合物并搅拌12～18分钟后，加入丙烯酸胶粘剂，搅拌18～22分钟后，加入固化剂再搅拌12～18分钟后，用旋转粘度计或者是用蔡恩杯测量粘度为80～300厘泊，即可保存备用，其中，所述纳米智能隔热材料是二氧化钒、掺杂二氧化钒中的一种，或者是质量比为1～30：1～50的二氧化钒和掺杂二氧化钒的组合物。
在纳米智能隔热窗膜中，作为所述纳米智能隔热材料的纳米掺杂二氧化钒，其掺杂元素为钨、钼、铌、铬、钛、铝、锰、铜、氟和氢中的一种或多种。
在纳米智能隔热窗膜中，形成所述紫外阻隔压敏胶层4的混合物料是按胶粘剂：溶剂：紫外吸收剂：固化剂的质量比为20：20：0.3：0.3混合而成。
在纳米智能隔热窗膜中，所述聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-1是表面经过电晕处理或化学处理的透明聚酯膜或聚碳酸酯膜基材，或者是染色聚酯膜或聚碳酸酯膜基材、或者是原色聚酯膜或聚碳酸酯膜基材，或者是紫外阻隔聚酯膜或聚碳酸酯膜基材，或者是镀铝聚酯膜或聚碳酸酯膜基材，或者是磁控溅射聚酯膜或聚碳酸酯膜基材。
在纳米智能隔热窗膜中，所述带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-2的金属镀层是通过磁控溅射附着在聚酯膜或聚碳酸酯膜基材的一个表面上，该镀层的金属材料是镍、银、金、铜、铬、钛、铝、钨、铟中的一种或者几种，或者是前述金属的氧化物中的一种或者几种。
在纳米智能隔热窗膜中，所述纳米智能隔热窗膜厚度为50～444μm，其中，抗划伤层1的厚度为1～5μm；聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-1的厚度为12～175μm；纳米智能隔热胶层3的厚度为6～25μm；带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-2的厚度为12～175μm；紫外阻隔压敏胶层4的厚度为6～25μm；离型膜5的厚度为19～39μm。
在纳米智能隔热窗膜中，所述聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-1和带有金属镀层的聚酯膜或聚碳酸酯膜基材2-2的厚度相同或者不同。
在纳米智能隔热窗膜中，形成所述抗划伤层1的混合物料、形成智能隔热胶层3的混合物料及形成紫外阻隔压敏胶层4的混合物料是采用狭缝式涂布，或者刮刀式涂布方法进行涂覆形成涂层的。
实施例1~3制备纳米智能隔热窗膜A~C
具体操作如下：
（A）准备原料
①准备基材
厚度为23μm的透明聚酯膜基材2-1；准备厚度为23μm的带有金属镀层的聚酯膜基材2-2，其一个表面有磁控溅射的银金属层；准备厚度为23μm的离型膜5；
②配制形成抗划伤层1的混合物料
按质量比为1：1准备耐刮剂和溶剂乙酸乙酯，将二者混合均匀制得形成耐磨层的混合物料，保存备用，其中，耐刮剂为丹阳中顺化工有限公司生产的聚氨酯丙烯酸酯类涂料BW1001；乙酸乙酯来自常州源兴化工有限公司；
③配制形成智能隔热胶层3的混合物料A～C
形成所述智能隔热胶层的混合物料是由纳米智能隔热材料1～50wt%，溶剂乙酸乙酯 20～35 wt%，溶剂甲苯10～25wt%，，胶粘剂50～65wt%，固化剂0.5～2.0 wt% 组成，上述各组分之和为100 wt％，具体配方见表1。
按表1配方量称取各个组分，在环境温度为18～28℃下，在容器内，先将纳米智能隔热材料与溶剂甲苯混合并搅拌12～18分钟后，再与溶剂乙酸乙酯的混合物并搅拌12～18分钟后，加入丙烯酸胶粘剂，搅拌18～22分钟后，加入固化剂再搅拌12～18分钟后，用旋转粘度计或者是蔡恩杯测量粘度为80～300厘泊，即可分别制得形成智能隔热胶层的混合物料A～C，即可保存备用。
表1
表1所用纳米智能隔热材料的原料是上海沪正纳米科技有限公司生产的纳米二氧化钒分散液、纳米掺杂钨的二氧化钒分散液，其中，纳米二氧化钒分散液的纳米二氧化钒含量为10wt%，纳米掺杂钨的二氧化钒分散液的纳米掺杂钨的二氧化钒含量为15wt%；
表1中纳米智能隔热材料的用量是指所用分散液中实际含有的纳米二氧化钒、纳米掺杂钨的二氧化钒的数量；
胶粘剂为丙烯酸胶粘剂SAA1401，由西安航天三沃化学有限公司生产，其固体含量为40wt％～45wt％，或是聚氨酯胶粘剂为SOL-760由韩国爱敬化学株式会社生产，其固体含量为33wt％～37wt％；
固化剂为SAC12（与丙烯酸胶粘剂SAA1401配合使用）由乙酰丙酮铝5wt％，甲苯65wt％、异丙醇35wt％组成，为西安航天三沃化学有限公司生产，其固体含量为4.5wt％～5.5wt％，或是固化剂为DN-980S，它是4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，为韩国爱敬化学株式会社生产，其固体含量100wt％（与聚氨酯胶粘剂SOL-760配合使用）；
乙酸乙酯和甲苯为常州源兴化工有限公司生产；
④配制形成紫外阻隔压敏胶层4的混合物料
按胶粘剂：溶剂：紫外吸收剂：固化剂的质量比为20：20：0.3：0.3准备各组分，在环境温度为15～25℃下，搅拌均匀后保存备用；
其中，胶粘剂为西安航天三沃化学有限公司生产的SAA1401，其固体含量为40wt％～45wt％；紫外吸收剂是Tinuvin 571，为德国巴斯夫股份公司生产，其固体含量为99.9wt％；固化剂为西安航天三沃化学有限公司生产的SAC12，其固体含量为4.5wt％～5.5wt％；溶剂为乙酸乙酯，来自常州源兴化工有限公司；
（B）制备纳米智能隔热窗膜
①制备纳米智能隔热窗膜A
在透明聚酯膜2-1的一个表面上，涂覆形成抗划伤层1的混合物料后，在温度80～150℃，紫外光固化后得到抗划伤层1，在透明聚酯膜2-1的另一个表面上涂覆智能隔热胶层的混合物料A后，在温度80～130℃，放置10～120秒后固化得到智能隔热胶层3，带有金属银镀层的聚酯膜2-2的金属镀层表面复合在智能隔热胶层3的外表面，在带有金属银镀层的聚酯膜2-2的另一个表面上涂覆形成紫外阻隔压敏胶层的混合物料后，在温度80～130℃，放置10～120秒后固化得到紫外阻隔压敏胶层4,再将离型膜5复合在紫外阻隔压敏胶层4外表面，从而得到各层复合为一体的纳米智能的隔热窗膜A（如附图1所示）。
②制备纳米智能隔热窗膜B
与制备纳米智能隔热窗膜A方法基本相同，不同点是用智能隔热胶层的混合物料B替换智能隔热胶层的混合物料A，制得纳米智能隔热窗膜B（如附图1所示）。
③制备纳米智能隔热窗膜C
与制备纳米智能隔热窗膜C方法基本相同，不同点是用智能隔热胶层的混合物料C替换智能隔热胶层的混合物料A，制得纳米智能隔热窗膜B（如附图1所示）。
（C）检测纳米智能隔热窗膜性能
对上述制备的纳米智能隔热窗膜A～C的性能进行检测，结果见表2。
表2
注：表2中，各项数据是按下述方法对实施例制得的本发明纳米智能隔热窗膜A～C进行检测获得的：
①透光率：采用深圳市林上科技有限公司生产的太阳膜透过率测试仪（型号LS103），参照ASTM D1003标准方法进行；
②紫外阻隔率：采用日本岛津UV-3600型分光光度仪测试，参照国家标准GB/T 2680进行检测；
③剥离强度：参照国家标准GB/T 2792进行检测；
④硬度：参照国家标准GB/T 6739进行检测。
从表2检测结果可以看出，本发明的纳米智能隔热窗膜，在温度高时能有效地阻隔红外线，在温度低时透过大量红外线，同时又不影响用户视线，紫外阻隔率＞99％。其产品透光性、硬度、剥离强度均符合用户要求。
使用本发明的纳米智能隔热窗膜非常简单，只要根据具体尺寸裁剪后，将离型膜5的最外层剥离后粘贴在玻璃表面即可。在建筑物、汽车等玻璃上粘贴本发明纳米智能隔热窗膜后，能够很好起到保温和隔热节能的效果。本发明具有较低的辐射率和较高的可见光透过率，在不影响采光的情况下具有良好的保温效果；同时其还可以根据环境温度的高低，自动的选择性地阻隔或者透过红外线阻隔率，应用在汽车和建筑玻璃上，达到隔热节能的效果。