一种彩色超薄调光膜及其制备方法与流程

本发明属于调光膜技术领域，具体涉及一种彩色超薄调光膜及其制备方法。

背景技术：

智能调光膜又叫PDLC膜属于新兴的节能环保材料，是聚合物分散液晶Polymer Dispersed Liquid Crystal的英文简称，在其具有高透光率的同时，也能提供便捷有效的隐私保护功能，极低的能耗，以及优秀的保温，阻隔紫外线能力倍受客户的青睐。其核心技术是该产品内部一种PDLC液晶膜的研制。该膜是将PDLC液晶材料涂布在两层ITO-PET导电塑胶膜之间，在外加电压调节下快速实现从散射态不透明到透明状态的切换，得到的具有电光响应特性的薄膜。PDLC膜实际是一种薄膜显示元件，通过干法夹层玻璃工艺，将该产品与两片浮法玻璃及PVB聚乙烯醇缩丁醛胶片叠合在一起，制备为智能调光玻璃产品。也可以通过在PDLC膜一面附着备胶的方式将PDLC膜材附着在玻璃等透明介质表面，制备为智能调光贴膜产品。

PDLC膜系列产品在被研发出来之后，汽车厂商一直希望其能投入到车用玻璃领域，但是由于汽车玻璃上使用的玻璃厚度比较薄，其不适合采用智能调光玻璃的产品形式。然而普通的PDLC贴膜产品在防水性方面存在着一定缺陷，并且普通PDLC膜，厚度在0.5mm以上，其硬度较高。在实际应用中容易出现腐蚀、以及贴膜后应力集中导致脱落、开胶等问题。而且客户对于普通PDLC膜材的颜色的满意度也不高。因此PDLC膜在汽车市场一直能有效推广。

自从汽车发明以来，汽车市场一直保持着高速的增长，此市场的潜力巨大。本司一直致力于研究PDLC膜的汽车应用方向，先后研发了防水调光膜以及高黏车用防爆调光膜等产品，在该领域的技术一直属于世界领先地位。而然该产品想要拓展汽车领域市场，其颜色多样性和柔软性方面必须获得突破。

柔软性方面的关键点在于必须降低PDLC膜的厚度，而现有的生产工艺，无论是国内还是国外的，都生产不了50～150um的PDLC膜。

可见，现有技术还存在较大缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种彩色超薄调光膜及其制备方法。达到降低彩色调光膜的厚度，延长其使用寿命的目的。

为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：

一种彩色超薄调光膜，其特征在于，包括上层透明导电ITO薄膜层、下层透明导电ITO薄膜层，以及设置于两层薄膜层之间的高分子-液晶混合功能层；

所述透明导电ITO薄膜层厚度为20～75um。

进一步的，所述高分子-液晶混合功能层由13～65wt％的高分子中间体、30～82wt％的液晶、1～8wt％的促进剂和0.01～10wt％的颜色填料制成。

进一步的，所述高分子中间体为环氧丙烯酸脂、聚氨丙烯酸脂中的一种或两种。

进一步的，所述液晶为胆甾醇壬酸脂。

进一步的，所述促进剂为聚乙烯。

进一步的，所述的颜色填料为分散系染料、直接系染料、硫化染料、活性染料中的一种或几种，且其颜色具有多样性，并不局限于某一种单一颜色。

本发明还提供了上述彩色超薄调光膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将高分子中间体、液晶和促进剂按比例取料，高速搅拌混合；

2)将步骤1)所得混合物均匀涂布到下层ITO薄膜层上；

3)将步骤2)所得进行紫外光固化，即得成品。

进一步的，所述高速搅拌混合，是在28℃～55℃之间避光通风的环境中、转速4500转/分钟以上并且持续时间不少于10小时的充分搅拌。

进一步的，所述均匀涂布是指在10万或100万级无尘环境下，使用压合前张紧装置，并控制涂布厚度在10～20微米、误差精度不超过1微米的条件下进行的上胶涂覆，然后在厚度为50微米～200微米之间采用混合材料复合辊进行辊压工作，使两层透明导电ITO薄膜与高分子-液晶混合功能层形成三层合一。

进一步的，所述紫外光固化是指在紫外光辐射强度20～28瓦特/平方厘米的光照条件下，固化温度控制在20℃～45℃之间并持续130～200秒的固化过程。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的彩色超薄调光膜通过改进彩色高分子液晶混合液的配比，结构更合理，使调光膜在保持原有性能的同时，可以具备多种多样的颜色，突破了颜色多样性的关键点。经过实验性生产，本发明的彩色超薄调光膜的性能指标完全达到国内外普通产品的质量要求，其成品率高达95％以上，完全符合批量生产的要求；

2、本发明的彩色超薄调光膜的制备方法适合于自动化更强、生产效率更高的生产线生产，使得彩色超薄调光膜国产化的目的得以实现。

3、本发明的彩色超薄调光膜通过夹层工艺生产而成，是一种智能环保节能便捷的新型科技建材，其透光性随外加电压在一定范围内变化而改变，具有高透光率的同时，也能提供便捷有效的遮蔽性，极低的能耗，以及优秀的保温、阻隔紫外线能力，同时可通过光控、声控、无线感应等多种感应设备进行控制，操作十分简单便利。另外通过新工艺的改造，使得其厚度大大降低，柔软度极大提高，从而使得在汽车车窗三维弧度玻璃上贴合后，能与玻璃很好结合，消除了普通智能调光膜因为三维弯曲所产生的应力集中点，使得彩色超薄调光膜不容易从车窗脱落，并且其色彩多样化，完全符合车用要求。

附图说明

图1为本发明的彩色超薄调光膜的工艺流程示意图；

图2是本发明的彩色超薄调光膜的生产设备示意图。

附图标记：1、上放卷辊；2、下放卷辊；3、无应力辊；4、涂覆喷头；5、混合材料复合辊；6、紫外固化箱；7、光检箱；8、传动辊；9、收卷器；10、张紧装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的一种彩色超薄调光膜，包括两层透明导电ITO薄膜层，以及设置于两层薄膜层之间的高分子-液晶混合功能层，所述高分子-液晶混合功能层由10～65wt％的高分子中间体、25～82wt％的液晶、1～8wt％的促进剂和0.01～10wt％的颜色填料制成。

所述高分子中间体为环氧丙烯酸脂、聚氨丙烯酸脂中的一种或两种。所述液晶为胆甾醇壬酸脂。所述促进剂为聚乙烯。所述的颜色填料为分散系染料、直接系染料、硫化染料、活性染料中的一种或几种，且其颜色具有多样性，并不局限于某一种单一颜色。

如图1所示，为本发明的彩色超薄调光膜的制备方法，包括以下步骤：

1、将高分子中间体、液晶、促进剂颜色填料在28℃～55℃之间避光通风的环境中、转速4500转/分钟以上并且持续时间不少于10小时的充分搅拌混合；

2、在10万/100万级无尘环境下，使用压合前张紧装置，并控制涂布厚度在10～20微米、误差精度不超过1微米的条件下进行的上胶涂覆，然后在厚度为50～200微米之间采用混合材料复合辊进行辊压工作，使两层透明导电ITO薄膜与高分子-液晶混合功能层形成三层合一。

3、在紫外光辐射强度20～28瓦特/平方厘米的光照条件下，固化温度控制在20℃～45℃之间并持续130～200秒的固化，即得。

如图2所示，为本发明的生产流程图。在上、下放卷辊上分别放置25微米～75微米厚的透明导电ITO薄膜，镀有导电膜层的ITO薄膜分别从上、下放卷辊开始，先进行定位与位置纠正，并通过张紧装置将薄膜张紧、展平，防止因为膜材柔软度过高而导致褶皱等问题，涂覆喷头4进行涂镀工段，均匀涂镀15～20微米厚、误差不大于1微米厚的高分子-液晶混合液；下层透明导电ITO薄膜与上层透明导电ITO薄膜同时进入混合材料复合辊5位置进行辊压工段，使之形成透明导电ITO薄膜层—高分子-液晶混合功能层—透明导电ITO薄膜层的三层组合结构的半成品。

半成品在传动辊8的传动牵引下进入紫外线固化箱6进行辐照工段，从而形成最终产品彩色超薄调光膜，并在产品后端加入光检箱7与成品收卷器9，对设备细节的优化设计让整个生产系统的自动化性能得到更进一步的提升。

实施例1一种彩色超薄调光膜

本实施例的一种彩色超薄调光膜，包括两层透明导电ITO薄膜层，以及设置于两层薄膜层之间的高分子-液晶混合功能层，所述高分子-液晶混合功能层由15wt％的环氧丙烯酸脂单体(高分子中间体)、78wt％的胆甾醇壬酸脂(液晶)、2wt％的聚乙烯(促进剂)和5wt％的分散系染料(颜色填料)制成。

本实施例的彩色超薄调光膜的制备方法，包括以下步骤：

1、将高分子中间体、液晶、促进剂和颜色填料在28℃避光通风的环境中、转速4500转/分钟并且持续时间10小时的充分搅拌混合；

2、在10万/100万级无尘环境下，使用压合前张紧装置，并控制在涂布厚度18微米、误差精度不超过1微米的条件下，将步骤1中搅拌好的组合混液上胶涂覆到25微米厚的ITO膜材上，然后在厚度为50微米采用混合材料复合辊进行辊压工作，使两层透明导电ITO薄膜与高分子-液晶混合功能层形成三层合一，得到合成膜；

3、将步骤2中的合成膜通过传动辊进入紫外光辐射强度20～28瓦特/平方厘米的光照条件下，固化温度控制在20℃，持续130秒固化，即得彩色超薄调光膜；

4、将步骤3中的产品依次通过光检、成品收卷，便得到最终产品。

实施例2一种彩色超薄调光膜

本实施例的一种彩色超薄调光膜，包括两层透明导电ITO薄膜层，以及设置于两层薄膜层之间的高分子-液晶混合功能层，所述高分子-液晶混合功能层由59wt％的聚氨丙烯酸脂单体(高分子中间体)、35wt％的胆甾醇壬酸脂(液晶)、5wt％的聚乙烯(促进剂)和1wt％直接系染料(颜色填料)制成。

本实施例的彩色超薄调光膜的制备方法，包括以下步骤：

1、将高分子中间体、液晶、促进剂和颜色填料在55℃避光通风的环境中、转速6000转/分钟并且持续时间15小时的充分搅拌混合；

2、在10万/100万级无尘环境下，使用压合前张紧装置，并控制涂布厚度在15微米、误差精度不超过1微米的条件下，将步骤1中搅拌好的组合混液上胶涂覆到50微米厚的ITO膜材上，然后在厚度为100微米采用混合材料复合辊进行辊压工作，使两层透明导电ITO薄膜与高分子-液晶混合功能层形成三层合一，得到合成膜；

3、将步骤2中的合成膜通过传动辊进入紫外光辐射强度20～28瓦特/平方厘米的光照条件下，固化温度控制在45℃，持续200秒固化，即得彩色超薄调光膜；

4、将步骤3中的产品依次通过光检、成品收卷，便得到最终产品。

实施例3一种彩色超薄调光膜

本实施例的一种彩色超薄调光膜，包括两层透明导电ITO薄膜层，以及设置于两层薄膜层之间的高分子-液晶混合功能层，所述高分子-液晶混合功能层由42wt％的聚氨丙烯酸脂单体(高分子中间体)、40wt％的胆甾醇壬酸脂(液晶)、8wt％的聚乙烯(促进剂)和10wt％的活性染料(颜色填料)制成。

本实施例的彩色超薄调光膜的制备方法，包括以下步骤：

1、将高分子中间体、液晶、促进剂和颜色填料在40℃避光通风的环境中、转速5200转/分钟并且持续时间12小时的充分搅拌混合；

2、在10万/100万级无尘环境下，使用压合前张紧装置，并控制涂布厚度在10微米、误差精度不超过1微米的条件下，将步骤1中搅拌好的组合混液上胶涂覆到75微米厚的ITO膜材上，然后在厚度为150微米采用混合材料复合辊进行辊压工作，使两层透明导电ITO薄膜与高分子-液晶混合功能层形成三层合一，得到合成膜；

3、将步骤2中的合成膜通过传动辊进入紫外光辐射强度20～28瓦特/平方厘米的光照条件下，固化温度控制在30℃，持续150秒固化，即得彩色超薄调光膜；

4、将步骤3中的产品依次通过光检、成品收卷，便得到最终产品。

实施例4一种彩色超薄调光膜

本实施例的一种彩色超薄调光膜，包括两层透明导电ITO薄膜层，以及设置于两层薄膜层之间的高分子-液晶混合功能层，所述高分子-液晶混合功能层由30wt％的环氧丙烯酸脂单体(高分子中间体)、69wt％的胆甾醇壬酸脂(液晶)、1wt％的聚乙烯(促进剂)和0.01wt％硫化染料(颜色填料)制成。

本实施例的彩色超薄调光膜的制备方法，包括以下步骤：

1、将高分子中间体、液晶、促进剂和颜色填料在28℃避光通风的环境中、转速5000转/分钟并且持续时间20小时的充分搅拌混合；

2、在10万/100万级无尘环境下，使用压合前张紧装置，并控制涂布厚度在20微米、误差精度不超过1微米的条件下，将步骤1中搅拌好的组合混液上胶涂覆到75微米厚的ITO膜材上，然后在厚度为200微米采用混合材料复合辊进行辊压工作，使两层透明导电ITO薄膜与高分子-液晶混合功能层形成三层合一，得到合成膜；

3、将步骤2中的合成膜通过传动辊进入紫外光辐射强度20～28瓦特/平方厘米的光照条件下，固化温度控制在45℃，持续180秒固化，即得彩色超薄调光膜；

4、将步骤3中的产品依次通过光检、成品收卷，便得到最终产品。

实施例5一种彩色超薄调光膜

本实施例的一种彩色超薄调光膜，包括两层透明导电ITO薄膜层，以及设置于两层薄膜层之间的高分子-液晶混合功能层，所述高分子-液晶混合功能层由64wt％的聚氨丙烯酸脂单体(高分子中间体)、25wt％的胆甾醇壬酸脂(液晶)、1wt％的聚乙烯(促进剂)和10wt％的分散系染料(颜色填料)制成。

本实施例的彩色超薄调光膜的制备方法，包括以下步骤：

1、将高分子中间体、液晶和促进剂在55℃避光通风的环境中、转速7000转/分钟并且持续时间30小时的充分搅拌混合；

2、在10万/100万级无尘环境下，使用压合前张紧装置，并控制涂布厚度在10微米、误差精度不超过1微米的条件下，将步骤1中搅拌好的组合混液上胶涂覆到25微米厚的ITO膜材上，然后在厚度为75微米采用混合材料复合辊进行辊压工作，使两层透明导电ITO薄膜与高分子-液晶混合功能层形成三层合一，得到合成膜；

3、将步骤2中的合成膜通过传动辊进入紫外光辐射强度20～28瓦特/平方厘米的光照条件下，固化温度控制在20℃，持续140秒固化，即得彩色超薄调光膜；

4、将步骤3中的产品依次通过光检、成品收卷，便得到最终产品。

实施例6一种彩色超薄调光膜

本实施例的一种彩色超薄调光膜，包括两层透明导电ITO薄膜层，以及设置于两层薄膜层之间的高分子-液晶混合功能层，所述高分子-液晶混合功能层由20wt％的环氧丙烯酸脂单体(高分子中间体)、76wt％的胆甾醇壬酸脂(液晶)、4wt％的聚乙烯(促进剂)和0.01wt％的直接系染料(颜色填料)制成。

本实施例的彩色超薄调光膜的制备方法，包括以下步骤：

1、将高分子中间体、液晶和促进剂在35℃避光通风的环境中、转速5800转/分钟并且持续时间20小时的充分搅拌混合；

2、在10万/100万级无尘环境下，使用压合前张紧装置，并控制涂布厚度在10微米、误差精度不超过1微米的条件下，将步骤1中搅拌好的组合混液上胶涂覆到50微米厚的ITO膜材上，然后在厚度为125微米采用混合材料复合辊进行辊压工作，使两层透明导电ITO薄膜与高分子-液晶混合功能层形成三层合一，得到合成膜；

3、将步骤2中的合成膜通过传动辊进入紫外光辐射强度20～28瓦特/平方厘米的光照条件下，固化温度控制在35℃，持续200秒固化，即得彩色超薄调光膜；

4、将步骤3中的产品依次通过光检、成品收卷，便得到最终产品。

实施例7一种彩色超薄调光膜

本实施例的一种彩色超薄调光膜，包括两层透明导电ITO薄膜层，以及设置于两层薄膜层之间的高分子-液晶混合功能层，所述高分子-液晶混合功能层由42wt％的环氧丙烯酸脂单体(高分子中间体)、49wt％的胆甾醇壬酸脂(液晶)、6wt％的聚乙烯(促进剂)和3wt％的硫化染料(颜色填料)制成。

本实施例的彩色超薄调光膜的制备方法，包括以下步骤：

1、将高分子中间体、液晶和促进剂在37℃避光通风的环境中、转速5100转/分钟并且持续时间48小时的充分搅拌混合；

2、在10万/100万级无尘环境下，使用压合前张紧装置，并控制涂布厚度在10微米、误差精度不超过1微米的条件下，将步骤1中搅拌好的组合混液上胶涂覆到75微米厚的ITO膜材上，然后在厚度为175微米采用混合材料复合辊进行辊压工作，使两层透明导电ITO薄膜与高分子-液晶混合功能层形成三层合一，得到合成膜；

3、将步骤2中的合成膜通过传动辊进入紫外光辐射强度20～28瓦特/平方厘米的光照条件下，固化温度控制在20℃，持续156秒固化，即得彩色超薄调光膜；

4、将步骤3中的产品依次通过光检、成品收卷，便得到最终产品。

实施例8一种彩色超薄调光膜

本实施例的一种彩色超薄调光膜，包括两层透明导电ITO薄膜层，以及设置于两层薄膜层之间的高分子-液晶混合功能层，所述高分子-液晶混合功能层由56wt％的环氧丙烯酸脂单体(高分子中间体)、35wt％的胆甾醇壬酸脂(液晶)、2wt％的聚乙烯(促进剂)和7wt％的活性染料(颜色填料)制成。

本实施例的彩色超薄调光膜的制备方法，包括以下步骤：

1、将高分子中间体、液晶和促进剂在48℃避光通风的环境中、转速4800转/分钟并且持续时间24小时的充分搅拌混合；

2、在10万/100万级无尘环境下，使用压合前张紧装置，并控制涂布厚度在10微米、误差精度不超过1微米的条件下，将步骤1中搅拌好的组合混液上胶涂覆到25微米厚的ITO膜材上，然后在厚度为80微米采用混合材料复合辊进行辊压工作，使两层透明导电ITO薄膜与高分子-液晶混合功能层形成三层合一，得到合成膜；

3、将步骤2中的合成膜通过传动辊进入紫外光辐射强度20～28瓦特/平方厘米的光照条件下，固化温度控制在45℃，持续168秒固化，即得彩色超薄调光膜；

4、将步骤3中的产品依次通过光检、成品收卷，便得到最终产品。

本发明实施例1～8生产所得的彩色超薄调光膜，由于采用了张紧装置，使得超薄调光膜的生产能避免由于25微米～75微米的ITO膜太薄褶皱而产生的废品率，从而降低了30％的生产和原料成本，极大的提高了生产自动化能力和成品率，所得膜材性能等同于现阶段国内外同等产品质量。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。