一种隔热耐候玻璃防爆膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及高分子材料制造技术领域，具体为一种隔热耐候玻璃防爆膜及其制备方法。


背景技术：

2.车辆玻璃在爆炸、交通事故中，伤人最多的是玻璃碎片，通过在玻璃表面贴合高性能防爆膜是在事故发生时保障人生安全最有效的途径。目前市场产品均为传统玻璃防爆膜，这种防爆膜采用两层较厚的pet膜的简单复合，通过增加厚度有一定的防飞溅的作用，但完全没有防爆效果，且两层较厚的硬而脆的pet基膜复合极易脱层，抗冲击性能差，极容易贯穿。同时，对于车辆玻璃使用过程中，通过对防爆膜进行高性能和高功能化是目前市场迫切需要，特别是防爆膜具有很好防爆性能的同时，赋予隔热效果可以节约能源，赋予调光效果可以防刺目眩光及增强视觉效果，轻松营造舒适的私密空间。目前，国内玻璃贴膜产品仅仅是具有单一性能，防爆膜有一定抗冲击性，没有隔热和调光功能；而一般玻璃贴膜产品要么仅仅具有隔热性能，要么仅仅具有调光性能。国内车辆数量庞大，对车辆使用安全要求越来越高，对车辆玻璃贴膜要求也越来越高，迫切需要高性能隔热调光玻璃防爆膜的产品，填补国内在这一产品领域的空白。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种隔热耐候玻璃防爆膜及其制备方法，解决了车辆玻璃贴膜要么仅仅具备抗冲击性，要么仅仅具有调光性能，性能单一，不便于使用的问题。
5.(二)技术方案
6.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
7.一种隔热耐候玻璃防爆膜的制备方法，包括如下步骤：
8.s1、首先，将tpu在80℃下真空烘箱中干燥4h，再将烘干的tpu和制备好的聚丙烯酸修饰的ceo2、抗uv剂以及抗氧剂润滑剂搅拌均匀混合到一起，用单螺杆挤出机进行共混挤出，经过挤出机螺杆的熔融塑化作用输送至衣架型片材机头中，从机头中挤出的tpu片材经过流延辊的冷却、夹棍的夹持最终完成收卷，得到耐黄变tpu薄膜；
9.s2、接着，对得到的耐黄变tpu薄膜表面进行改性处理，提升耐黄变tpu薄膜与玻璃层和pet薄膜之间的粘接性能；
10.s3、分别将玻璃层、光固化表面防刮层、pet薄膜以及耐黄变tpu薄膜用乙醇清洗干净后放入烘箱中80℃干燥4h，将烘干后的样品按照隔热耐候玻璃防爆膜的基本结构进行叠合，随后将叠合后的样品放入真空烘箱，在130℃的真空环境内加热3h，在加热的过程中样品上需放置1kg的砝码加速排气、促进贴合；
11.s4、最后，将加热完成后样品进行自然冷却，即得到一种隔热耐候玻璃防爆膜。
12.进一步地，所述聚丙烯酸修饰的ceo2制备步骤如下：
13.s11、将柠檬酸和ce(no3)3.6h2o分别溶解在乙醇和水的混合溶液中，等到柠檬酸溶液和ce(no3)3.6h2o溶液，其中：柠檬酸和ce(no3)3.6h2o的摩尔比为3:1，乙醇和水的体积比为1:1；
14.s12、将上述的ce(no3)3.6h2o溶液在55℃下油浴加热搅拌，并逐滴滴加柠檬酸溶液，滴加完后敞口挥发溶剂直至溶液变成凝胶状；
15.s13、然后将上述的凝胶在115℃下烘干10h，将得到的固体研磨成细粉，在420℃下煅烧2h，研磨粉碎得到纳米级的ceo2粉末；
16.s14、称量0.5gceo2粉末加入到10ml甲苯中，利用超声搅拌30min得到悬浮液；
17.s15、在乙二醇中加入1.5g聚丙烯酸，通氮气后110℃下加热搅拌至完全溶解，加入ceo2悬浮液反应50min，将温度调节至220℃继续反应3h后反应结束，等待反应物冷却至室温后，加入乙醇沉淀，经离心洗涤干燥后得到聚丙烯酸修饰的ceo2。
18.进一步地，所述耐黄变tpu薄膜表面进行改性处理步骤如下：
19.s21、首先进行硅烷偶联剂溶液的配制：其中硅烷偶联剂质量分数为1.5wt％，去离子水质量分数为3.5wt％，无水乙醇质量分数为95wt％，随后利用磁力搅拌机得到硅烷偶联剂溶液；
20.s22、将tpu置于80℃烘箱中干燥4h后，利用无水乙醇擦拭表面去除灰尘，随后将其完全浸泡在硅烷偶联剂溶液中，通过超声处理可以使硅烷偶联剂分子分散更均匀，将超声处理后的薄膜洗净干燥，最终得到成品。
21.所述的制备方法制备的隔热耐候玻璃防爆膜，隔热耐候玻璃防爆膜包括玻璃层、耐黄变tpu薄膜、pet薄膜、热屏蔽层和光固化表面防刮层，且玻璃层、耐黄变tpu薄膜、pet薄膜、热屏蔽层和光固化表面防刮层从下到上逐层分布设置。
22.(三)有益效果
23.与现有技术相比，本发明提供了一种隔热耐候玻璃防爆膜及其制备方法，具备以下有益效果：
24.本发明，利用耐黄变tpu薄膜将pet薄膜和玻璃层稳定的连接到一起，随后在将热屏蔽层和光固化表面防刮层按顺序涂覆到pet薄膜上，完成隔热耐候玻璃防爆膜的制备，使得玻璃具备较好的抗冲击性，以及良好的隔热性能，并且还具备良好的调光性，便于更好的满足使用需求。
附图说明
25.图1为本发明中隔热耐候玻璃防爆膜的结构示意图。
26.图中：1、玻璃层；2、耐黄变tpu薄膜；3、pet薄膜；4、热屏蔽层；5、光固化表面防刮层。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例
29.本发明一个实施例提出的：一种隔热耐候玻璃防爆膜的制备方法，包括如下步骤：
30.s1、首先，将tpu在80℃下真空烘箱中干燥4h，再将烘干的tpu和制备好的聚丙烯酸修饰的ceo2、抗uv剂以及抗氧剂润滑剂搅拌均匀混合到一起，用单螺杆挤出机进行共混挤出，经过挤出机螺杆的熔融塑化作用输送至衣架型片材机头中，从机头中挤出的tpu片材经过流延辊的冷却、夹棍的夹持最终完成收卷，得到耐黄变tpu薄膜；
31.其中：tpu和制备好的聚丙烯酸修饰的ceo2、抗uv剂以及抗氧剂润滑剂的重量份为：85-95、0.5-10、0.3-5、0.3-2、0.2-2；
32.单螺杆挤出温度为：160-200℃，单螺杆挤出速度为：40-60rpm，流延机头温度为：175-185℃，流延辊温度：30-50℃，流延辊转速为：2-3m/min；
33.耐黄变tpu薄膜作为中间层材料，在无机玻璃与pet薄膜之间起到粘接作用，将二者稳定的连接到一起，保证整体的完整性；
34.s2、接着，对得到的耐黄变tpu薄膜表面进行改性处理，提升耐黄变tpu薄膜与玻璃层和pet薄膜之间的粘接性能；
35.由于耐黄变tpu薄膜与玻璃层之间主要依靠氢键进行粘接，但氢键强度容易受到环境的影响，在实际使用过程中容易出现粘接强度变弱的风险，因此通过对耐黄变tpu薄膜的表面进行改性，可以使耐黄变tpu薄膜与玻璃层之间形成化学性质更稳定的共价键，进一步提高其与pet薄膜之间的粘接性能；
36.s3、分别将玻璃层、光固化表面防刮层、pet薄膜以及耐黄变tpu薄膜用乙醇清洗干净后放入烘箱中80℃干燥4h，将烘干后的样品按照隔热耐候玻璃防爆膜的基本结构进行叠合，随后将叠合后的样品放入真空烘箱，在130℃的真空环境内加热3h，在加热的过程中样品上需放置1kg的砝码加速排气、促进贴合；
37.s4、最后，将加热完成后样品进行自然冷却，即得到一种隔热耐候玻璃防爆膜。
38.其中，聚丙烯酸修饰的ceo2制备步骤如下：
39.s11、将柠檬酸和ce(no3)3.6h2o分别溶解在乙醇和水的混合溶液中，等到柠檬酸溶液和ce(no3)3.6h2o溶液，其中：柠檬酸和ce(no3)3.6h2o的摩尔比为3:1，乙醇和水的体积比为1:1；
40.s12、将上述的ce(no3)3.6h2o溶液在55℃下油浴加热搅拌，并逐滴滴加柠檬酸溶液，滴加完后敞口挥发溶剂直至溶液变成凝胶状；
41.s13、然后将上述的凝胶在115℃下烘干10h，将得到的固体研磨成细粉，在420℃下煅烧2h，研磨粉碎得到纳米级的ceo2粉末；
42.s14、称量0.5gceo2粉末加入到10ml甲苯中，利用超声搅拌30min得到悬浮液；
43.s15、在乙二醇中加入1.5g聚丙烯酸，通氮气后110℃下加热搅拌至完全溶解，加入ceo2悬浮液反应50min，将温度调节至220℃继续反应3h后反应结束，等待反应物冷却至室温后，加入乙醇沉淀，经离心洗涤干燥后得到聚丙烯酸修饰的ceo2。
44.其中，耐黄变tpu薄膜表面进行改性处理步骤如下：
45.s21、首先进行硅烷偶联剂溶液的配制：其中硅烷偶联剂质量分数为1.5wt％，去离子水质量分数为3.5wt％，无水乙醇质量分数为95wt％，随后利用磁力搅拌机得到硅烷偶联
剂溶液；
46.s22、将tpu置于80℃烘箱中干燥4h后，利用无水乙醇擦拭表面去除灰尘，随后将其完全浸泡在硅烷偶联剂溶液中，通过超声处理可以使硅烷偶联剂分子分散更均匀，将超声处理后的薄膜洗净干燥，最终得到成品。
47.其中，热屏蔽pet薄膜制备步骤如下：
48.采用的原材料为钨酸钠(na2wo
4.
2h2o)和碳酸铯(cs2co3)，还原剂为柠檬酸，合成出了(cs
x
wo3)纳米粉体，而后利用超声波技术将合成的(cs
x
wo3)纳米粉体，进行超细化处理同时加入分散剂等其它助剂得到(cs
x
wo3)纳米粉体浆液，采用涂覆的方式(cs
x
wo3)纳米粉体均匀涂覆在pet材料表面，在满足透光性的要求的前提下，调高pet薄膜的对近红外材料的屏蔽，以达到隔热的作用；
49.在100g二水合钨酸钠中加入去离子水配制成0.5mol/l的钨酸钠溶液，将上述溶液经强酸型阳离子交换树脂柱处理得到钨酸溶胶，加入适量浓度的还原诱导剂(如苹果酸、柠檬酸、草酸等)，再取用适量的加入cs2co3制得相应的混合溶液，再将混合溶液导入高压反应釜内，升温至180℃，水热时间为48小时，后将水热产物进行超声震荡，而后进行提纯、烘干，得到cs
x
wo3，将取所得产物cs
x
wo3加入水醇溶液中加入一定量的分散助剂，置于球磨机中加入锆球研磨后抽滤，再加入聚乙烯醇(pva)所得的cs
x
wo3纳米分散液进行超声波震荡，得到分散性、温度性较好的功能分散液，而后均匀涂覆在pet薄膜表面，放入80℃烘箱烘干得到热屏蔽pet薄膜。
50.如图1所示，本发明一个实施例提出的：制备方法制备的隔热耐候玻璃防爆膜，隔热耐候玻璃防爆膜包括玻璃层1、耐黄变tpu薄膜2、pet薄膜3、热屏蔽层4和光固化表面防刮层5，且玻璃层1、耐黄变tpu薄膜2、pet薄膜3、热屏蔽层4和光固化表面防刮层5从下到上逐层分布设置。
51.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。