一种超薄磁控溅射紫外膜及其制备方法与流程

本发明涉及隔热膜，具体涉及用于在汽车车身上或建筑物体表面降温隔热的超薄磁控溅射紫外膜及其制备方法。

背景技术：

1、常规贴在汽车玻璃以及建筑物玻璃上的贴膜，通常简称为窗膜，用以提供隔热、防紫外线的功能。目前传统的窗膜因耐刮、耐酸雨、表面易氧化、可弯曲性的局限性，因此不能贴于车外和室外，局限于贴于汽车玻璃以及建筑玻璃内侧，随着新能源汽车的发展，多款车型为全尺寸玻璃天幕，全尺寸玻璃天幕一般为半透明或透明玻璃，太阳光线通过玻璃天幕后会使汽车车内的温度不断上升，汽车在使用过程中为了维持车内适当的温度而大大增加了耗电量以及增加了碳排放量。而且天幕本身设计的时候往往会根据汽车外形进行设计带特定曲率的形状，通常市面上的双银隔热遮阳膜由于材质为pet，双银隔热遮阳膜在安装之前需要根据玻璃的外形曲率进行加热烘烤定形，但其形变量不宜过大；由于带特定曲率的形状的汽车车顶玻璃天幕曲率过大，pet材质的双银隔热遮阳膜无法通过加热烘烤得到大曲率或大弧度的形状，因此常规的双银隔热遮阳膜无法在不影响美观的情况下很好的安装贴合在大曲率或大弧度的汽车玻璃全景天幕上。市面上通常流通的纳米隔热tpu车衣膜，其隔热材料为有机或无机的吸热阻隔材料研磨至微米级通过一定比例添加到压敏胶内，再通过涂布滚涂或刮涂的工艺安装在tpu一侧，因为隔热材料为吸热材料，因此贴合在汽车车身或汽车玻璃天幕外侧不能有效阻隔太阳光线中的红外线，纳米隔热tpu车衣膜反而表面吸收大量的红外线导致本身材质温度过高，特别室外温度过高的地区汽车玻璃天幕外侧如果安装纳米隔热tpu车衣膜，天幕有爆裂的风险，从而导致汽车安全性不足。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明提供一种超薄磁控溅射紫外膜及其制备方法。该超薄磁控溅射紫外膜可以用于汽车或建筑物表面，在阳光曝晒的环境下起到隔热降温节能的作用。

2、一种超薄磁控溅射紫外膜，包括依次层叠的以下各层：

3、（1）基材层，其厚度为2～50μm，优选厚度为2～16μm，进一步优选厚度为2～10μm，且基材层的材料为tpu(热塑性聚氨酯弹性体)、tph(热塑性塑料弹性体)、pet或pp；tpu材料是一种热塑性聚氨酯弹性体，由二苯甲烷二异氰酸酯(mdi)或甲苯二异氰酸酯(tdi)和大分子多元醇、低分子多元醇(扩链剂)共同反应聚合而成的高分子材料；tpu材料的硬度范围宽，耐磨、耐油，透明，弹性好，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用；tpu材料的主要成分包括聚醚醚酮、聚酯和异氰酸酯。tph材料也是一种热塑性弹性体，是一种高强度、高耐水性、高耐磨损的弹性材料；它能够经受极端的温度、压力和化学腐蚀，同时还能维持很好的物理性能。pet膜又名耐高温聚酯薄膜，具有优异的物理性能、化学性能及尺寸稳定性、透明性、可回收性；机械性能优良，其强韧性是所有热塑性塑料中最好的，抗张强度和抗冲击强度比一般薄膜高得多，且挺力好，尺寸稳定，还具有优良的耐热、耐寒性和良好的耐化学药品性和耐油性。pp薄膜分为未拉伸聚丙烯薄膜和双向拉伸聚丙烯薄膜，未拉伸聚丙烯薄膜有挤出吹塑法生产的吹塑聚丙烯薄膜（ipp）和t模法生产的挤出流延聚丙烯（cpp）；双向拉伸聚丙烯薄膜(bopp)是以代替玻璃纸为目的而发展起来的一种新型薄膜，它具有机械强度高、韧性好，透明度和光泽度较好等特点。优选地，基材层的材料为热塑性弹性体tpu或pet，更优选地，基材层的材料为pet；

4、（2）双银磁控层，其厚度为94.4～315nm（即0.094～0.315μm）；所述双银磁控层由依次层叠的以下各层组成：

5、第一高折射率层，其厚度为10～60nm；

6、第一金属氧化物层，其厚度为2～30nm；

7、第一银层，其厚度为5～20nm；

8、第一阻隔层，其厚度为0.2～10nm；

9、第二高折射率层，其厚度为50～75nm；

10、第二金属氧化物层，其厚度为2～30nm；

11、第二银层，其厚度为5～20nm；

12、第二阻隔层，其厚度为0.2～10nm；

13、第三高折射率层，其厚度为20～60nm。

14、进一步地，第一高折射率层、第二高折射率层和第三高折射率层的材料均为tio2（二氧化钛）、ti3o5（五氧化三钛）、ta2o5（五氧化二钽）、nb2o5（五氧化二铌）、sin（氮化硅）中的一种或多种；

15、优选地，第一高折射率层、第二高折射率层和第三高折射率层的材料均为ti3o5，其折射率为2.2～2.5，其550nm波长折射率为2.25n～2.35n，透明区为350～1100nm。

16、进一步地，第一金属氧化物层和第二金属氧化物层的材料均为azo（锌铝氧化物，也叫掺铝氧化锌）、ato（锡锑氧化物，也叫掺锑二氧化锡）、cto（铯钨氧化物，即掺铯氧化钨）、ito（铟锡氧化物，即氧化铟锡合成材料）中的一种或多种；其550nm波长折射率为1.95n～2.05n；

17、优选地，第一金属氧化物层和第二金属氧化物层的材料均为azo(锌铝氧化物)，其折射率为2.02。

18、进一步地，第一阻隔层和第二阻隔层的材料均为镍。

19、进一步地，基材层的可见光波段透过率≥89％。

20、上述的超薄磁控溅射紫外膜的制备方法实施，包括以下步骤：

21、（1）准备一层膜层作为保护层，通过涂布工艺在保护层的一侧涂布安装胶，覆合离型膜；其中，保护层为pet聚酯薄膜，离型膜为pet聚酯薄膜；

22、（2）通过涂布工艺对覆合离型膜后的保护层进行固化；其中，固化温度为30～70℃，持续120小时；

23、（3）剥离固化后的离型膜，在保护层的安装胶侧覆合基材层；其中，基材层为tpu、tph、pet或pp膜。

24、（4）在基材层的另一侧依次溅射ti3o5、azo、银、镍、ti3o5、azo、银、镍、ti3o5，即形成第一高折射率层、第一金属氧化物层、第一银层、第一阻隔层、第二高折射率层、第二金属氧化物层、第二银层、第二阻隔层、第三高折射率层；

25、（5）剥离磁控溅射后的基材层另一侧的保护层，形成超薄磁控溅射紫外膜。

26、在本发明另一优选实施方式中，超薄磁控溅射紫外膜的制备方法为：

27、（1）准备一层膜层作为保护层，通过涂布工艺在保护层的一侧涂布安装胶，覆合离型膜；其中，保护层为pet聚酯薄膜，离型膜为pet聚酯薄膜；

28、（2）通过涂布工艺对覆合离型膜后的保护层进行固化；其中，固化温度为30～50℃，持续120小时；

29、（3）剥离固化后的离型膜，在保护层的安装胶侧覆合基材层；其中，基材层为pet膜。

30、（4）在基材层的另一侧依次溅射ti3o5、azo、银、镍、ti3o5、azo、银、镍、ti3o5，即形成第一高折射率层、第一金属氧化物层、第一银层、第一阻隔层、第二高折射率层、第二金属氧化物层、第二银层、第二阻隔层、第三高折射率层；

31、（5）剥离磁控溅射后的基材层另一侧的保护层，形成超薄磁控溅射紫外膜。

32、上述的超薄磁控溅射紫外膜可以用于汽车金属表面以及玻璃表面或建筑物表面的隔热，贴合在汽车金属车顶、表面金属板或建筑物表面，可以很大程度地提高汽车或建筑物的隔热性能，避免汽车或建筑物在阳光曝晒下热量大量传递给汽车车内以及建筑物里面，以及能够解决汽车全景天幕贴双银隔热膜的问题。

33、tpu或tph基材的特性是容易拉伸、延展性大、收缩性大、可以任意弯曲，制备全tpu或tph磁控双银隔热车衣膜时，拉伸延展性没有控制在有效的范围值会导致双银磁控膜破坏，基于这两种基材不同于pet基材的特有性质，通过超薄的pet基材和tpu或tph进行覆合，能够有效控制高阻隔热车衣膜的延展性以及不影响其特性。但复合基材制成的车衣膜厚度偏高，安装时不易贴合，贴合度不高车衣膜容易起皱或起泡，会影响汽车或建筑物的美观。

34、本发明的有益效果：本发明提供的具有节能降温隔热效果的超薄磁控溅射紫外膜的厚度薄、颜色透明，其厚度可降至复合基材车衣膜厚度的十分之一，可以任意贴在汽车车顶等位置，不影响汽车自身的颜色的情况下，可以对红外线950nm太阳能阻隔率≥86%，红外线1400nm太阳能阻隔率≥97%和紫外线365nm太阳能阻隔率≥99.5%，可见光透过率≥70%(使用太阳膜测试仪ls182型号测量）；而且具有良好的柔性和收缩性，粘附在汽车上时不易起皱、不易产生气泡。本发明提供的超薄磁控溅射紫外膜的制备方法流程简单，可以有效地控制金属材料溅射在pet基材表面的牢固度以及抗氧化性，制备时的任意拉伸或弯曲不影响外观和隔热的效果。

35、本发明的超薄磁控溅射紫外膜与现有的发明专利cn109971382a所公开的车衣膜及其制备方法不同点为：为确保磁控双银膜的功能不受外力的破坏，以pet、pe或opp透明聚酯薄膜层作为基材层，有效控制隔热车衣膜的延展性，控制隔热车衣膜的延展长度，从而很好的保护磁控双银功能层特性。制备时叠加pet聚酯薄膜作为保护层，以满足金属层磁控溅射的工艺需求。tpu和tph材料是一种热塑性弹性体，其特点有很好的延展性，当tpu和tph基材作为磁控双银膜基材使用时，tpu和tph材料在施工过程当中没有有效控制其延展长度，导致磁控双银膜层金属丝断裂，从而导致磁控双银膜反射阻隔红外线的功能降低。另外双银膜层金属丝断裂后银层没有得到有效的保护，从而会导致磁控双银膜层氧化，以及磁控双银膜的功能失效。本发明的膜层结构设计和制备方法有效解决了该问题。