一种防刮耐磨的节能隔热薄膜及其制备方法

本发明属于建筑节能隔热，具体涉及一种防刮耐磨的节能隔热薄膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着科技发展和社会进步，节能环保已成为全世界关注的重点话题。建筑能耗在能源消耗中占比约达到30％-40％，其中，采暖和空调是能源消耗的主要来源。随着现在交通的便捷，汽车的使用日益普及广泛，对车用玻璃表面的隔热性能也提出了高的要求。在建筑玻璃和车用玻璃节能隔热需求的双重背景下，急需开发一款透明隔热材料。传统的隔热膜，采用金属镀膜热反射玻璃和各种热反射贴膜，来阻隔部分太阳光达到隔热目的。但大多存在隔热效果不佳的缺点，另外，其隔热薄膜对日常生活中广泛存在的中远红外能量阻隔的效果十分有限。因此，隔热薄膜在即需要一定透过率，又需要对全波段红外能量高效阻隔的建筑物玻璃或汽车玻璃等环境下具有极大的需求。

2、一种高红外能量阻隔的节能隔热薄膜是一种由特殊材料制作而成，通过刮涂或喷涂等形式，制作成薄膜，通过粘贴于玻璃之上来达到节省能量消耗的效果。通过减少室外高温进入室内或减少室内热量流失的方法，降低室内空调或采暖设备的使用能耗，达到节能减排的效果，具有重要的实用价值和应用前景。

3、现有技术中主要通过材料对近红外波段的能量进行阻隔屏蔽。公开号为cn116970193的中国专利公开了一种基于高透明性的室温相变材料制备的复合隔热薄膜的方法，二氧化钒对近红外光有反射和吸收作用，起到隔热效果。公开号为cn103507351的中国专利公开了一种全防紫外线太阳能隔热膜及其制作方法，主要通过纳米材料层屏蔽近红外能量，纳米材料层主要包括纳米氧化锡锑、氧化铟锡、硒化镉等，红外线的屏蔽率达90％以上。但是，在日常生活中，广泛引起室内、车内温度升高的红外线辐射能量，除了太阳光照的近红外辐射能量，还主要有周围物体辐射的中远红外能量，这就导致单纯的依靠近红外阻隔材料屏蔽红外辐射能量明显不足，需要进一步阻隔或反射中远红外辐射能量，提升整个红外波段的整体阻隔能力。另外，现有技术中对于涂层的防刮耐磨的提升没有明确有效的方法。

4、因此，需提供一种不仅能对近红外能量进行阻隔也能对中远红外能量进行高反射或高阻隔的防刮耐磨节能隔热薄膜。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有节能隔热薄膜所欠缺的中远红外辐射能量的阻隔能力以及涂层薄膜的耐久性应用，采用对中远红外波段能量具有高反射率的金属纳米填料，与对近红外能量具有高吸收的纳米填料，组成复合节能隔热涂料，通过膜层施工工艺制成高红外能量阻隔的节能薄膜，起到节能减排的良好效果，在涂覆的膜层表面再添加一层防护层，在不明显影响膜层阻隔性能的前提下，有效的提升膜层整体的耐磨耐久性，大幅提升涂层的使用寿命，拓宽应用场景。

2、为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案，提供一种防刮耐磨的节能隔热薄膜，所述薄膜包括依次设置的保护层、纳米涂料层、基材、安装胶层以及安装胶保护膜，所述保护膜的膜层厚度不大于1μm，

3、所述纳米涂料层包括纳米银线或铯钨青铜。

4、本申请所提供的防刮耐磨的节能隔热薄膜，还具有这样的特征，所述纳米银线尺寸为直径5-50nm，长度为5-30μm，所述铯钨青铜的粒径为20-50nm。

5、本申请所提供的防刮耐磨的节能隔热薄膜，还具有这样的特征，所述保护层为在硅烷树脂、特氟龙树脂和聚四氟乙烯树脂中选出的一种或几种树脂涂层；

6、所述基材为pet薄膜或玻璃或织物布料；

7、所述安装胶层为聚氨酯树脂；

8、所述安装保护胶膜为pet薄膜。

9、本申请所提供的防刮耐磨的节能隔热薄膜，还具有这样的特征，所述薄膜的膜层厚度分布为：

10、

11、本申请的另一目的在于，提供一种如前述任一项所述防刮耐磨的节能隔热薄膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

12、s1：在pet基材的非电晕面涂覆纳米涂料，形成纳米涂料层，所述纳米涂料层厚度为300-400nm；

13、s2：在纳米涂料层表面，进一步涂覆保护层，所述保护层厚度不大于1μm；

14、s3：在pet基材的电晕面涂覆安装胶层，所述安装胶层厚度为10-40μm；

15、s4：在安装胶层上复合安装胶保护膜，安装胶保护膜的离型面与安装胶层复合，所述安装胶保护膜的厚度为15-40μm。

16、本申请所提供的制备方法，还具有这样的特征，所述纳米涂料层为一层或两层。

17、本申请所提供的制备方法，还具有这样的特征，所述保护层厚度为700-900nm。

18、本申请所提供的制备方法，还具有这样的特征，所述纳米涂料层的制备方法如下：

19、a、制备质量分数为20％-30％的pvp分散液；

20、b、将铯钨青铜纳米颗粒、乙醇、pvp分散液按质量比(1-3):(10-15):(5-10)盛入烧杯，利用磁力搅拌器进行预混合，得到铯钨青铜溶液；

21、c、取纳米银线分散液、分散剂、透明高聚物，按质量比(60-70)：(0.5-1.5)：(8-15)，混合为填料聚合物混合液；

22、d、将铯钨青铜溶液和填料聚合物混合液按照(2-5)：(1-3)的比例混合，得到纳米涂料层溶液。

23、本申请所提供的制备方法，还具有这样的特征，所述pvp分散液为含pvp树脂的乙醇溶液；

24、所述分散剂为从dmso、cf-10和pe-100中选出的一种或多种分散剂；

25、所述透明高聚物为从聚氨酯树脂、丙烯酸树脂和pmma树脂中选的一种或几种高聚物。

26、本申请所提供的制备方法，还具有这样的特征，所述保护层为树脂与乙醇按照1：1比例混合搅拌制成的树脂混合溶液，所述树脂包括从硅烷树脂、特氟龙树脂和聚四氟乙烯树脂中选出的一种或多种树脂。

27、有益效果

28、本发明所提供的节能隔热薄膜在厚度为300nm-2μm时，即可得到如下性能：近红外阻隔率70-95％，中远红外反射率65％-85％，可见光透过率45％-80％。具有优异的红外能量阻隔特性，且兼具一定的可见光透过特性。膜层整体的表面硬度达到3h，防水抗磨耐刮蹭。

技术特征：

1.一种防刮耐磨的节能隔热薄膜，其特征在于，所述薄膜包括依次设置的保护层、纳米涂料层、基材、安装胶层以及安装胶保护膜，所述保护膜的膜层厚度不大于1μm，

2.根据权利要求1所述的防刮耐磨的节能隔热薄膜，其特征在于，所述纳米银线尺寸为直径5-50nm，长度为5-30μm，所述铯钨青铜的粒径为20-50nm。

3.根据权利要求1所述的防刮耐磨的节能隔热薄膜，其特征在于，所述保护层为在硅烷树脂、特氟龙树脂和聚四氟乙烯树脂中选出的一种或几种树脂涂层；

4.根据权利要求1所述的防刮耐磨的节能隔热薄膜，其特征在于，所述薄膜的膜层厚度分布为：

5.一种如权利要求1-4任一项所述防刮耐磨的节能隔热薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述纳米涂料层为一层或两层。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述保护层厚度为700-900nm。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述纳米涂料层的制备方法如下：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述pvp分散液为含pvp树脂的乙醇溶液；

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述保护层为树脂与乙醇按照1：1比例混合搅拌制成的树脂混合溶液，所述树脂包括从硅烷树脂、特氟龙树脂和聚四氟乙烯树脂中选出的一种或多种树脂。

技术总结本发明提供了一种防刮耐磨的节能隔热薄膜，属于建筑节能隔热技术领域，所述薄膜包括依次设置的保护层、纳米涂料层、基材、安装胶层以及安装胶保护膜，所述保护膜的膜层厚度不大于1μm。本发明所提供的中远红外能量阻隔薄膜膜层的在厚度为300nm‑2μm时，即可得到如下性能：近红外阻隔率70‑95％，中远红外反射率65％‑85％，可见光透过率45％‑80％。具有优异的红外能量阻隔特性，且兼具一定的可见光透过特性。膜层整体的表面硬度达到3H，防水抗磨耐刮蹭。技术研发人员：张航,何泽明,杨明,陈哲受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/5