本发明涉及汽车及建筑物上使用的窗膜技术领域，具体涉及一种适用于汽车及建筑物上的光致变色窗膜。
背景技术：
窗膜作为一种新兴的功能性薄膜，有效的填补了玻璃门窗功能性上的不足，较好的满足了这一日益增长的市场需求。传统的窗膜通常具有隔热节能、防紫外线、安全保护、私密、美观等这几方面的功能，但由于窗膜使用环境的多样性，因此在不同的环境中对于窗膜的性能要求也有所差异，而传统的窗膜一旦制备完成，其性能就会相对固定。在不同的光照条件下，上述窗膜的颜色以及透光率都是固定不变的，这就使得使用者的视线受到影响。
技术实现要素：
本发明的目的是：提供一种具有变色功能的光致变色窗膜，以改善窗膜在不同光照条件下的适用性，即在弱光照强度下窗膜呈现浅色或透明，在强光照条件下窗膜呈现深色状态，以满足不同光照环境下的使用需求。
实现本发明目的的技术方案是：一种光致变色窗膜，其创新点在于，它是由耐磨防划伤聚酯层、第一个透明基膜、光致变色树脂层、第二个透明基膜、紫外阻隔压敏胶层和透明离型膜构成，且各层复合为一体；
所述耐磨防划伤聚酯层光固化结合在第一个透明基膜的一个表面，光致变色树脂层热固化结合在第一个透明基膜的另一个表面，第二个透明基膜的一个表面热固化结合在光致变色树脂层的外表面，紫外阻隔压敏胶层热固化结合在第二个透明基膜的另一个表面，透明离型膜复合在紫外阻隔压敏胶层的外表面；
所述光致变色树脂层是用胶粘剂、混合溶剂、紫外吸收剂、光致变色材料和固化剂组成的混合物料涂覆在第一个透明基膜的另一个表面上，在温度90～120℃，放置100～150秒后固化得到的。
在上述技术方案中，形成所述耐磨防划伤聚酯层的混合物料是由预聚物30~60 wt%、活性单体40~60 wt%、光引发剂1~5 wt%及流平剂0.2~1 wt%组成，上述各组分之和为100 wt％，所述耐磨防划伤聚酯层的硬度达到4H，其中，预聚物为聚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、不饱和聚酯中的一种或多种；活性单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、乙酸乙烯酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟基甲基丙烷三醇三丙烯酸酯中的一种或多种；光引发剂为二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或多种。
在上述技术方案中，所述第一个透明基膜和第二个透明基膜均为经过电晕处理和/或化学处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯基膜、聚碳酸酯基膜、聚甲基丙烯酸甲酯基膜、聚氨酯基膜中的任意一种，其中，所述电晕处理是指使用电晕放电设备利用高频交流电压对上述透明基膜进行表面处理，使其表面能达到40达因以上；所述化学处理是指在透明基膜上涂覆一层树脂，以改变基膜表面的极性。
在上述技术方案中，形成所述光致变色树脂层混合物料是由胶粘剂30~60 wt%、混合溶剂30~60 wt%、紫外吸收剂0.5~2.0 wt%、光致变色材料0.3~1.8 wt%、固化剂0.5~3.0 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25±5℃下，先将紫外吸收剂与溶剂混合并搅拌10～15分钟后，加入光致变色材料混合并搅拌10～15分钟后，再加入胶粘剂，搅拌20～25分钟后，加入固化剂再搅拌10分钟左右，即可保存备用。
在上述技术方案中，形成所述光致变色树脂层混合物料中的光致变色材料为下述化合物即：螺毗喃、螺唔嗓、俘精酸醉、二芳基乙烯、偶氮苯化合物中的一种或多种。
在上述技术方案中，所述光致变色材料是由螺毗喃、螺唔嗓、俘精酸醉、二芳基乙烯、偶氮苯中任意两种组成的混合物料，两者的质量比为1～10∶1～10，或者是由螺毗喃、螺唔嗓、俘精酸醉、二芳基乙烯、偶氮苯中任意三种组成的混合物料，三者的质量比为1～10∶1～10∶1～10，或者是由螺毗喃、螺唔嗓、俘精酸醉、二芳基乙烯、偶氮苯中任意四种组成的混合物料，四者的质量比为1～10∶1～10∶1～10∶1～10，或者是由螺毗喃、螺唔嗓、俘精酸醉、二芳基乙烯、偶氮苯按质量比为1～10∶1～10∶1～10∶1～10∶1～10组成的混合物料。
在上述技术方案中，形成紫外阻隔压敏胶层混合物料是由胶粘剂30~60wt%、混合溶剂30 ~60wt%、紫外吸收剂0.4~1.5wt%、固化剂0.5 ~2.0wt%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20～30℃以及湿度为50±10%的环境下，将紫外吸收剂、混合溶剂、紫外吸收剂和固化剂依次加入搅拌器中，以800~1000rpm的搅拌速度搅拌 20 ~30min，即可保存备用。
在上述技术方案中，形成所述耐磨防划伤聚酯层的混合物料、光致变色树脂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、微凹涂布或者刮刀式涂布进行涂覆的。
在上述技术方案中，所述光致变色窗膜厚度为61～164μm，其中，耐磨防划伤聚酯层的厚度为1～4μm；第一个透明基膜的厚度为16～50μm；光致变色树脂层的厚度为6～12μm；第二个透明基膜的厚度为16～50μm；紫外阻隔压敏胶层的厚度为6～12μm；透明离型膜的厚度为16～36μm。
在上述技术方案中，所述第一个透明基膜和第二个透明基膜的厚度相同或者不同。
本发明的技术效果是：本发明光致变色窗膜具有复合结构，它是由耐磨防划伤聚酯层、第一个透明基膜、光致变色树脂层、第二个透明基膜、紫外阻隔压敏胶层和透明离型膜构成且各层复合为一体，各层具有相互协同作用：其中，耐磨防划伤聚酯层可以具有耐磨防划伤功能，光致变色树脂层可以在弱光照环境下为透明无色，随光照增强逐渐变为蓝色，紫外阻隔压敏胶层能有效防止紫外线功能，上述各层配合，使得玻璃上贴有本发明光致变色窗膜后的可见光透射比40～75%，在弱光照环境下为透明无色，随光照增强逐渐变为蓝色，有效的拓宽了现有用于建筑物装饰玻璃、门窗玻璃及汽车窗玻璃的窗膜在不同光照条件下的适用性，既满足了在弱光照环境下的光照要求，也保证了强光照环境下的遮蔽要求，对于消除夜间行车时车灯对于汽车驾驶员判断力造成的干扰具有显著效果，同时还具有高耐磨防划伤等功能。此外，本发明的多光致变色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，将最外层的透明离型膜剥离后，粘贴在汽车车窗、建筑物装饰玻璃或是门窗玻璃表面，具有变色功能，以改善窗膜在不同光照条件下的适用性，即在弱光照强度下窗膜呈现浅色或透明，在强光照条件下窗膜呈现深色状态，以满足不同光照环境下的使用需求。
附图说明
图1为本发明的一种光致变色窗膜的结构示意图。
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，一种光致变色窗膜，它是由耐磨防划伤聚酯层1、第一个透明基膜2、光致变色树脂层3、第二个透明基膜4、紫外阻隔压敏胶层5和透明离型膜6构成，且各层复合为一体；
所述耐磨防划伤聚酯层1光固化结合在第一个透明基膜2的一个表面，光致变色树脂层3热固化结合在第一个透明基膜2的另一个表面，第二个透明基膜4的一个表面热固化结合在光致变色树脂层3的外表面，紫外阻隔压敏胶层5热固化结合在第二个透明基膜4的另一个表面，透明离型膜6复合在紫外阻隔压敏胶层5的外表面；
所述光致变色树脂层3是用胶粘剂、混合溶剂、紫外吸收剂、光致变色材料和固化剂组成的混合物料涂覆在第一个透明基膜2的另一个表面上，在温度90～120℃，放置100～150秒后固化得到的。
在上述光致变色窗膜中，形成所述耐磨防划伤聚酯层1的混合物料是由预聚物30~60 wt%、活性单体40~60 wt%、光引发剂1~5 wt%及流平剂0.2~1 wt%组成，上述各组分之和为100 wt％，所述耐磨防划伤聚酯层1的硬度达到4H，其中，预聚物为聚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、不饱和聚酯中的一种或多种；活性单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、乙酸乙烯酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟基甲基丙烷三醇三丙烯酸酯中的一种或多种；光引发剂为二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或多种。
在上述光致变色窗膜中，所述第一个透明基膜2和第二个透明基膜4均为经过电晕处理和/或化学处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯基膜、聚碳酸酯基膜、聚甲基丙烯酸甲酯基膜、聚氨酯基膜中的任意一种。所述电晕处理是指使用电晕放电设备利用高频交流电压对透明基膜进行表面处理，使其表面能达到40达因（dyne）以上；所述化学处理是指在透明基膜上涂覆一层树脂，以改变基膜表面的极性。
在上述光致变色窗膜中，形成所述光致变色树脂层3混合物料是由胶粘剂30~60 wt%、混合溶剂30~60 wt%、紫外吸收剂0.5~2.0 wt%、光致变色材料0.3~1.8 wt%、固化剂0.5~3.0 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25±5℃下，先将紫外吸收剂与溶剂混合并搅拌10～15分钟后，加入光致变色材料混合并搅拌10～15分钟后，再加入胶粘剂，搅拌20～25分钟后，加入固化剂再搅拌10分钟左右，即可保存备用。
在上述光致变色窗膜中，形成所述光致变色树脂层3混合物料中的光致变色材料为下述化合物即：螺毗喃、螺唔嗓、俘精酸醉、二芳基乙烯、偶氮苯中的一种或多种。
在上述光致变色窗膜中，所述光致变色材料是由螺毗喃、螺唔嗓、俘精酸醉、二芳基乙烯、偶氮苯中任意两种组成的混合物料，两者的质量比为1～10∶1～10，或者是由螺毗喃、螺唔嗓、俘精酸醉、二芳基乙烯、偶氮苯中任意三种组成的混合物料，三者的质量比为1～10∶1～10∶1～10，或者是由螺毗喃、螺唔嗓、俘精酸醉、二芳基乙烯、偶氮苯中任意四种组成的混合物料，四者的质量比为1～10∶1～10∶1～10∶1～10，或者是由螺毗喃、螺唔嗓、俘精酸醉、二芳基乙烯、偶氮苯按质量比为1～10∶1～10∶1～10∶1～10∶1～10组成的混合物料。例如，上海孚善特化工科技有限公司的感光变色材料天空蓝15 （Sky Blue15），含螺毗喃，感光变色材料蓝25 （Blue25）含螺毗喃、螺唔嗓、偶氮苯，三者的质量比为1～10∶1～10∶1～10，感光变色材料黄13 （Yellow13），含螺毗喃、螺唔嗓、俘精酸醉，三者的质量比为1～10∶1～10∶1～10，感光变色材料橙12 （Orange12），含螺毗喃、偶氮苯，两者的质量比为1～10∶1～10，感光变色材料红11 （Red11），含螺毗喃，二芳基乙烯，两者的质量比为1～10∶1～10。
在上述光致变色窗膜中，形成紫外阻隔压敏胶层5混合物料是由胶粘剂30~60wt%、混合溶剂30 ~60wt%、紫外吸收剂0.4~1.5wt%、固化剂0.5 ~2.0wt%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20～30℃以及湿度为50±10%的环境下，将紫外吸收剂、混合溶剂、紫外吸收剂和固化剂依次加入搅拌器中，以800~1000rpm的搅拌速度搅拌 20 ~30min，即可保存备用。
在上述光致变色窗膜中，形成所述耐磨防划伤聚酯层1的混合物料、光致变色树脂层3的混合物料及形成紫外阻隔压敏胶层5的混合物料是采用狭缝式涂布、微凹涂布或者刮刀式涂布进行涂覆的。
在上述光致变色窗膜中，所述光致变色窗膜厚度为61～164μm，其中，耐磨防划伤聚酯层1的厚度为1～4μm；第一个透明基膜2的厚度为16～50μm；光致变色树脂层3的厚度为6～12μm；第二个透明基膜4的厚度为16～50μm；紫外阻隔压敏胶层5的厚度为6～12μm；透明离型膜6的厚度为16～36μm。
在上述光致变色窗膜中，所述第一个透明基膜2和第二个透明基膜4的厚度相同或者不同。
实施例1~3制备光致变色窗膜A~C
具体操作如下：
（A）准备原料
①准备基材
准备厚度为25μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯基膜作为第一个透明基膜2；准备厚度为36μm的聚甲基丙烯酸甲酯基膜作为第二个透明基膜4，它是使用电晕放电设备利用高频交流电压对透明基膜进行了表面处理，其表面能达到40达因（dyne）以上；准备厚度为23μm的透明离型膜6；
②配制形成耐磨防划伤聚酯层1的混合物料A~C
形成所述耐磨防划伤聚酯层1的混合物料是由预聚物30~60 wt%、活性单体40~60 wt%、光引发剂1~5 wt%及流平剂0.2~1 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，在温度25±5℃、湿度为50±10%的环境下，将放入预聚物、活性单体、光引发剂及流平剂放入搅拌器内，以600～800rpm的搅拌速度搅拌20min, 分别制得形成耐磨防划伤聚酯层1的混合物料A～C，保存备用。
表1
其中，形成耐磨防划伤聚酯层的混合物料A中的预聚物为聚氨酯丙烯酸酯，活性单体为季戊四醇三丙烯酸酯，光引发剂为二苯甲酮，流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷；形成耐磨防划伤聚酯层的混合物料B中的预聚物为聚氨酯丙烯酸酯，活性单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯，光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷；形成耐磨防划伤聚酯层的混合物料C中的预聚物为不饱和聚酯，活性单体为己二醇二丙烯酸酯，光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮中，流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷。
③配制形成光致变色树脂层3的混合物料A~C
形成所述光致变色树脂层3混合物料是由胶粘剂30~60 wt%、混合溶剂30~60 wt%、紫外吸收剂0.5~2.0 wt%、光致变色材料0.3~1.8 wt%、固化剂0.5~3.0 wt%组成，上述各组分之和为100 wt％，具体配方见表2。
按表2配方量称取各个组分，在环境温度25±5℃下，先将紫外吸收剂与溶剂混合并搅拌10～15分钟制得混合溶液后，再加入光致变色材料混合并搅拌10～15分钟后，加入胶粘剂，搅拌20～25分钟后，加入固化剂再搅拌10分钟左右，即可保存备用。
表2
其中，形成光致变色树脂层的混合物料A中的光致变色材料为光变色材料天空蓝15 （SkyBlue15），形成光致变色树脂层的混合物料B中的光致变色材料为感光变色材料蓝25（Blue25），形成光致变色树脂层的混合物料C中的光致变色材料为感光变色材料黄13 （Yellow13），上述光致变色材料均为上海孚善特化工科技有限公司产品。
④配制紫外阻隔压敏胶层5的混合物料
按由胶粘剂：混合溶剂：紫外吸收剂：固化剂的质量比为50：48：0.8：1.2，进行配置，配制时，在上述范围内选择各组分用量，在环境温度20～30℃以及湿度为50±10%的环境下，将紫外吸收剂、混合溶剂、紫外吸收剂和固化剂依次加入搅拌器中，以800~1000rpm的搅拌速度搅拌 20~30min，即可保存备用。
（B）制备光致变色窗膜
①制备光致变色窗膜A
使用精密涂布方法将耐磨防划伤聚酯层1的混合物料A均匀涂布在第一个透明基膜2的一个表面上，并经过紫外光照射固化形成耐磨防划伤聚酯层1，在第一个透明基膜2的另一个表面上，使用精密涂布方法涂布形成光致变色树脂层3的混合物料A后，在温度 70～130℃干燥得到光致变色树脂层3，并与第二个透明基膜4的一个表面复合，在第二个透明基膜4的另一个表面，通过微凹涂布方法涂布形成紫外阻隔压敏胶层5的混合物料，在温度 70～130℃干燥得到紫外阻隔压敏胶层5，再将透明离型膜6复合在紫外阻隔压敏胶层5的外表面，从而得到各层复合为一体的光致变色窗膜A（如附图1所示），该光致变色窗膜厚度为107μm，其中，耐磨防划伤聚酯层的厚度为3μm；第一个透明基膜的厚度为25μm；光致变色树脂层的厚度为12μm；第二个透明基膜的厚度为36μm；紫外阻隔压敏胶层的厚度为8μm；透明离型膜的厚度为23μm。
②制备光致变色窗膜B
与制备光致变色窗膜A方法基本相同，不同点是用形成耐磨防划伤聚酯层1的混合物料B替换形成耐磨防划伤聚酯层1的混合物料A，用光致变色树脂层3的混合物料B替换光致变色树脂层3的混合物料A，制得光致变色窗膜B（如附图1所示），该光致变色窗膜厚度为106μm，其中，耐磨防划伤聚酯层的厚度为4μm；第一个透明基膜的厚度为25μm；光致变色树脂层的厚度为10μm；第二个透明基膜的厚度为36μm；紫外阻隔压敏胶层的厚度为8μm；透明离型膜的厚度为23μm。
③制备光致变色窗膜C
与制备光致变色窗膜A方法基本相同，不同点是用形成耐磨防划伤聚酯层1的混合物料C替换形成耐磨防划伤聚酯层1的混合物料A，用光致变色树脂层3的混合物料C替换光致变色树脂层3的混合物料A，制得光致变色窗膜C（如附图1所示），该光致变色窗膜厚度为109μm，其中，耐磨防划伤聚酯层的厚度为3μm；第一个透明基膜的厚度为25μm；光致变色树脂层的厚度为12μm；第二个透明基膜的厚度为36μm；紫外阻隔压敏胶层的厚度为10μm；透明离型膜的厚度为23μm。
（C）检测光致变色窗膜性能
对上述制备的光致变色窗膜A～C的性能进行检测，结果见表3。
表3
注：表3中，各项数据是按下述方法对实施例制得的本发明光致变色窗膜A～C进行检测获得的：
①可见光透射比/太阳能总阻隔率/遮蔽系数：采用珀金埃尔默企业管理有限公司生产的紫外可见近红外分光光度计（型号lambda 950S），参照GB/T 2680标准方法进行；
②表面硬度：参照国家标准GB/T 6739进行检测。
从表3的检测结果可以看出，本发明得到的可见光透射比为40～75%的光致变色窗膜，在弱光照环境下为透明无色，随光照增强逐渐变为蓝色，既满足了在弱光照环境下的光照要求，也保证了强光照环境下的遮蔽要求，同时又具有抗划伤等功能，其产品性能符合用户要求。
使用本发明的光致变色窗膜的使用方法简单易操作，只要根据具体尺寸裁剪后，将最外层的透明离型膜6剥离后粘贴在玻璃表面即可。
本发明的光致变色窗膜有效的拓宽了现有用于建筑物装饰玻璃、门窗玻璃及汽车窗玻璃的窗膜在不同光照条件下的适用性，尤其对于消除夜间行车时车灯对于汽车驾驶员判断力造成的干扰效果显著。