本发明涉及一种投影屏，尤其涉及一种基于pet胶膜的透明防紫外投影屏及其制备方法。
背景技术：
目前，高射投影仪和幻灯机广泛被用作一种演讲者在会议等场合显示材料的方式。同样，使用液晶的视频投影仪和电影投影仪也广泛用在普通家庭中。这些投影仪的投影方法包括用投射型液晶面等调制从光源输出的光线以形成图像光线，并通过诸如透镜等的光学系统发射图像光线，从而投影到屏幕上。投影仪发射的短波光线接近紫外线的波长定义10-400纳米时，紫外线就会漫反射到人体身上，从而对人体造成危害。
传统的投影屏大部分基色是白色，反射到人眼中的3d图像是借助3d眼镜整合错位投影的图像形成立体感，不仅佩戴眼镜不方便，成像清晰度低，而且信号本身的色彩得不到真实的还原，对比度和图像景深都不够，不能到达广告传媒及其他实用性的行业的标准。
中国专利公开号为cn103472667b公开了一种透明防紫外投影屏，但其中纳米粒子夹层的制作工艺相对落后，只适用于手工少量生产，生产效率低下，无法应用于批量生产及产业化；且纳米粒子在夹层中分散工艺过简单，使纳米粒子在夹层中分散不均匀，影响透明成像的效果。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于pet胶膜的透明防紫外投影屏及其制备方法，本发明方法生产效率高，成本低，制备工艺简单，透明成像清晰度高。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种基于pet胶膜的透明防紫外投影屏，包括由上至下依次层叠的增透膜层(1)、pet胶膜夹层(3)和胶粘层(4)，所述pet胶膜夹层(3)内包括纳米粒子(2)，所述纳米粒子分布密度为0.008-1.6g/mm·m2(厚度为1mm，面积为1m2的pet胶膜夹层内均匀分布0.008-1.6g纳米粒子)，所述纳米粒子(2)由质量比为(1-81)：9的二氧化钛纳米粒子与无机盐纳米粒子组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明不但生产工艺更加简单，生产效率高、成本低，而且得到的产品透明度与清晰度更高，透明成像效果更加显著，纳米二氧化钛粒子和无机盐粒子均匀地分散在pet胶膜夹层中，通过纳米粒子瑞利(rayleigh)散射成像能直接显示2.5d或3d影像，无需3d眼镜，观察者即可在产品前方任何位置看到射入投影屏的2.5d或3d影像，使用更加方便，同时产品中的纳米粒子在透光的情况下能够吸收紫外线，有效避免紫外线漫反射到人体身上而对人体造成危害，可广泛用于室内广告、建筑玻璃、车窗gps显示等领域。
同时本发明产品的透明度与清晰度高，透明成像效果更加显著，在透光的情况下还能够吸收紫外线，避免人体受到损伤，其对可见光的透光率可达到95％-99％，对紫外线的吸收率可达到78％-88％，采用本发明方法的生产工艺更加简单，更加适合大批量生产，一条生产线每天的产量可达到1000-1300平方米。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
作为本发明的一种优选实施方式，所述二氧化钛纳米粒子的直径为20-100nm，所述无机盐纳米粒子直径为100-300nm，所述二氧化钛纳米粒子为锐钛型结晶结构和/或金红石型结晶结构，所述无机盐纳米粒子为硫酸钡纳米粒子、碳酸钡纳米粒子和碳酸钙的纳米粒子中的一种或几种的混合物。
采用上述优选方案的有益效果是：二氧化钛纳米粒子和无机盐纳米粒子混合使用，不仅能使纳米粒子瑞利(rayleigh)散射成像效果更佳，还能更加有效地吸收紫外线，并利用光催化作用催化室内有害物质分解，净化室内甲醛、苯等有害气体，使用更加安全。
作为本发明的一种优选实施方式,所述pet胶膜夹层(3)的厚度为0.05-5mm。
采用上述优选方案的有益效果是：能有效保证产品的透明度与清晰度高，透明成像效果显著，具有优异的强韧性、耐热、耐寒性和尺寸稳定性，具有更广泛的应用范围。
本发明提供一种基于pet胶膜的透明防紫外投影屏的制备方法，它包括以下步骤：
a、将0.001-0.2重量份的纳米粒子、0.001-0.004重量份的分散剂和16-30重量份的溶剂进行超声分散，得到纳米粒子分散液；
b、将100重量份的pet树脂、0.1-5的重量份抗氧化剂、0.1-5重量份的光稳定剂与步骤a中所得的纳米粒子分散液投入高速混合机，并在熔融状态下混合均匀，再结晶干燥，最后加入螺杆挤出机中经过拉伸挤出、牵引，得到pet胶膜夹层(3)，并使pet胶膜夹层(3)内的纳米粒子(2)分布密度为0.008-1.6g/mm·m2；
c、采用真空溅射法将镀膜材料镀在步骤b中得到的pet胶膜夹层上表面，得到增透膜层；
d、将丙烯酸乙酯、松香树脂和乙二醇混合均匀，得到混合物，将混合物均匀涂覆于步骤b中得到的pet胶膜夹层下表面，得到胶粘层，即得基于pet胶膜的透明防紫外投影屏。
作为本发明的一种优选实施方式,在步骤a中，所述分散剂为聚磷酸类、聚硅酸类、聚羧酸类、聚酯类、聚醚类超分散剂中的一种或几种的混合物；优选聚羧酸类超分散剂；所述溶剂为甲醇、乙醇和丙酮中的一种或几种的混合物。
采用上述优选方案的有益效果是：可以使纳米粒子更加均匀地分散在溶剂中，更加简单、快速的得到均一稳定的纳米粒子分散液。
作为本发明的一种优选实施方式,在步骤b中，所述超声分散频率为20-2000khz，分散时间为20-600min。
采用上述优选方案的有益效果是：可以使纳米粒子更加均匀地分散在溶剂中，更加简单、快速的得到均一稳定的纳米粒子分散液。
作为本发明的一种优选实施方式,在步骤b中，所述抗氧化剂为四[β–(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯、硫代二丙酸双十八醇酯中的一种或几种的混合物；所述光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯中的一种或几种的混合物。
采用上述优选方案的有益效果是：可以更加简单、快速、高效的将纳米粒子分散液与pet树脂混合均匀，更加方便pet胶膜的挤出拉伸挤出成型。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤b中所述的纳米粒子分散液以喷雾的形式加入高速混合机与熔融状态的pet树脂以及抗氧化剂、光稳定剂进行混合，高速混合机转速控制在1500-2000rpm，并分散混合10-20min；所述挤出温度控制在80-130℃。
作为本发明的一种优选实施方式,在步骤c中，所述镀膜材料为氟化镁、二氧化钛、硫化铅、硒化铅中的一种或几种的混合物。
采用上述优选方案的有益效果是：能有效地增加投射光线的透射、减少投射光线的反射，提高进入pet胶膜的光线强度，从而有效地增加产品的透明度与清晰度，使透明成像效果更加显著。
作为本发明的一种优选实施方式,在步骤d中，所述丙烯酸乙酯、松香树脂和乙二醇的质量比为(2.5-3.5)：1：(2.5-3.5)，所述混合温度控制在50-60℃。
采用上述优选方案的有益效果是：胶粘层的生产制造简单，生产效率高、成本低，本产品使用时通过胶粘层(清澈透明、粘性强)与透明支持板(如普通玻璃板等)粘贴在一起既简单、方便、牢靠，又不影响产品透明成像的效果。
附图说明
图1为本发明制备的基于pet胶膜的透明防紫外投影屏的剖视结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件如下：
1、增透膜层，2、纳米粒子，3、pet胶膜夹层，4、胶粘层。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
a、将0.0001g平均直径为20nm的纳米二氧化钛粒子(二氧化钛纳米粒子为锐钛型结晶结构和/或金红石型结晶结构)与0.0009g平均直径为100nm的硫酸钡纳米粒子、0.001g聚酯类超分散剂和16g甲醇进行超声分散，超声分散频率为20khz，分散时间为20min，得到纳米粒子分散液；
b、将0.1gβ-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、0.1g按质量比1:1混合的2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮与双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯与步骤a中所得的纳米粒子分散液以喷雾的形式加入高速混合机与熔融状态的100gpet树脂进行混合，高速混合机转速控制在1500rpm，并分散混合10min；再结晶干燥，最后加入螺杆挤出机中经过拉伸挤出、牵引，挤出温度控制在80℃，得到pet胶膜夹层(3)，并使pet胶膜夹层(3)内的纳米粒子(2)分布密度为0.008/mm·m2，pet胶膜夹层厚度为0.05mm；
c、采用真空溅射法将氟化镁镀在步骤b中得到的pet胶膜夹层上表面，得到增透膜层(1)；
d、将丙烯酸乙酯、松香树脂和乙二醇按质量比为2.5：1：2.5，在50℃条件下进行混合，得到混合物，将混合物均匀涂覆于步骤b中得到的pet胶膜夹层下表面，得到胶粘层(4)，即得基于pet胶膜的透明防紫外投影屏。
实施例2
a、将0.09g平均直径为100nm的纳米二氧化钛粒子(二氧化钛纳米粒子为锐钛型结晶结构和/或金红石型结晶结构)与0.01g平均直径为300nm的碳酸钡纳米粒子、0.003g聚醚类超分散剂和23g乙醇进行超声分散，超声分散频率为1000khz，分散时间为310min，得到纳米粒子分散液；
b、将5g亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯、5g按质量比1:1混合的双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯与步骤a中所得的纳米粒子分散液以喷雾的形式加入高速混合机与熔融状态的100gpet树脂进行混合，高速混合机转速控制在1800rpm，并分散混合15min；再结晶干燥，最后加入螺杆挤出机中经过拉伸挤出、牵引，挤出温度控制在100℃，得到pet胶膜夹层(3)，并使pet胶膜夹层(3)内的纳米粒子(2)分布密度为0.8/mm·m2，pet胶膜夹层厚度为5mm；
c、采用真空溅射法将二氧化钛镀在步骤b中得到的pet胶膜夹层上表面，得到增透膜层(1)；
d、将丙烯酸乙酯、松香树脂和乙二醇按质量比为3.5：1：3.5在60℃条件下进行混合，得到混合物，将混合物均匀涂覆于步骤b中得到的pet胶膜夹层下表面，得到胶粘层(4)，即得基于pet胶膜的透明防紫外投影屏。
实施例3
a、将0.1g平均直径为60nm的纳米二氧化钛粒子(二氧化钛纳米粒子为锐钛型结晶结构和/或金红石型结晶结构)与0.1g平均直径为200nm的碳酸钙纳米粒子、0.004g聚羧酸类超分散剂和30g丙酮进行超声分散，超声分散频率为2000khz，分散时间为600min，得到纳米粒子分散液；
b、将2.5g按质量比1:1混合的四[β–(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸双十八醇酯、2.6g按质量比1:1：1混合的2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯与步骤a中所得的纳米粒子分散液以喷雾的形式加入高速混合机与熔融状态的100gpet树脂进行混合，高速混合机转速控制在2000rpm，并分散混合20min；再结晶干燥，最后加入螺杆挤出机中经过拉伸挤出、牵引，挤出温度控制在130℃，得到pet胶膜夹层(3)，并使pet胶膜夹层(3)内的纳米粒子(2)分布密度为1.6/mm·m2，pet胶膜夹层厚度为2.75mm；
c、采用真空溅射法将硫化铅镀在步骤b中得到的pet胶膜夹层上表面，得到增透膜层(1)；
d、将丙烯酸乙酯、松香树脂和乙二醇按质量比为3：1：3在55℃条件下进行混合，得到混合物，将混合物均匀涂覆于步骤b中得到的pet胶膜夹层下表面，得到胶粘层(4)，即得基于pet胶膜的透明防紫外投影屏。
实施例1至实施例3所制得的本发明产品投影屏透光率为95-99％，紫外线吸收率可达78-88％，现有产品透光率为60-70％，紫外线吸收率可达30-40％，具体根据本发明产品与现有产品通过投影屏观看电影实验对比可知，通过本发明的投影屏观看电影时画面呈现清晰，并且眼镜不干涩，没有头晕头痛的感觉，而通过现有产品的投影屏观看电影就会出现眼镜干涩、头晕头痛的感觉，并且画面不够清晰,此外本发明产品在运输过程中不易损坏，有一定的机械强度，其制备方法简单，易于批量化生产，一条生产线每天的产量可达到1000-1300平方米。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。