本發(fā)明屬于玻璃材料領(lǐng)域，具體涉及一種高隔熱護(hù)眼護(hù)膚型PVB膠片及其制備方法。

背景技術(shù)：

1938年美國通過了在汽車上使用聚乙烯醇縮丁醛(以下簡稱PVB)膜片的夾層玻璃的法律，至此打開了大量使用PVB膜片的大門。經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，人們對PVB膜片提出了越來越多的要求。

節(jié)能與環(huán)保是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的永恒主題，在全球氣候變暖的背景下，以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的“低碳經(jīng)濟(jì)”成為全球熱點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們賦予PVB夾膠玻璃更多的功能，例如隔熱、變色、隔音、隱私、防盜等。

近年來，隨著我國房地產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，玻璃幕墻被廣泛使用于大型建筑中，但隨之帶來的安全隱患也越來越多。同時，目前國內(nèi)安全玻璃行業(yè)普遍使用PVB中間膜，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對安全玻璃提出了更高的節(jié)能要求。

太陽光輻射的波長主要是在200-2500nm，其中紫外線的波長為200-380nm之間，可見光的波長在380-780nm之間，紅外線的波長在780-2500nm之間(其中780nm-1500nm是近紅外線，1500nm-2500nm為中紅外線)。紫外線在總的太陽光比例中比較小，約為5％，但它是各種材料加速老化的主要原因。紅外線的能量占比比較高，約為50％，它是使室內(nèi)溫度升高的主要因素。

為了獲得具有隔熱效果的PVB夾膠玻璃，一種方法是在夾膠玻璃上鍍上low-e隔熱層或中空隔熱層；一種方法是在夾膠玻璃上貼帶有隔熱效果的窗膜；一種方法是在PVB生產(chǎn)過程中摻雜有機(jī)紅外線吸收染料從而制備彩色膜；還有一種方法是在制作PVB膜的過程中加入少量的無機(jī)納米隔熱漿料來制備PVB納米隔熱膠膜。但是前三種方法改變了夾膠玻璃的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝，且透過率比較低，使用壽命比較短，只有最后一種方法效果更佳。因此，需要隔熱效果更好同時透明度也要高，但是目前的隔熱膜中，隔熱效果好的透明度和清晰度要差，透明度和清晰度高的隔熱效果又差。因此需要一種隔熱效果好，同時又能保持良好的透明度和清晰度的隔熱膜。

中國專利CN203530211U、CN103044828A、CN1555989A和CN102863917A公布了通過添加ATO或ITO納米紅外功能粒子改善PVB膜的隔熱效果，缺點(diǎn)是只能阻隔中紅外(1500～2500nm)和遠(yuǎn)紅外線(＞2500nm)，對人體熱敏感的近紅外線(790～1500nm)阻隔效果很差。中國專利CN104262874A采用銫鎢青銅等無機(jī)納米材料，公開了一種動態(tài)阻隔紅外線并防紫外線的PVB薄膜的制備方法。中國專利CN104877582A公開了一種高性能PVB隔熱膠膜，其選用的是氧化鎢納米漿料，制備出了性能優(yōu)于使用納米ATO、ITO、AZO等制備的PVB隔熱膠膜。中國專利CN104059548A提出一種紅外阻隔PVB膠片及其制備方法，選用GTO納米分散液作為近紅外線吸收劑，與PVB樹脂粉、增塑劑、抗氧劑及紫外線吸收劑混合均勻后投入到雙螺桿擠出機(jī)中得到紅外阻隔PVB膠片。中國專利CN202344958公開了一種XIR薄膜熱反射夾層節(jié)能膠片，雖然達(dá)到了降低能耗、節(jié)能的目的，但是其制備工藝復(fù)雜、復(fù)合加工工序繁雜費(fèi)時，在加工過程中，容易產(chǎn)生氣泡，且隔熱膜容易產(chǎn)生收縮變形現(xiàn)象，而導(dǎo)致殘品率偏高，造成了大量的浪費(fèi)，大大增加了生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中PVB膠片變色及紅外阻隔差的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種高隔熱護(hù)眼護(hù)膚型PVB膠片的制備方法，采用納米DTO為功能粒子，經(jīng)有機(jī)溶劑、分散劑、包覆劑以及增塑劑采用超聲波分散制成分散液后，經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)擠出，然后流延成型制得。該方法制得的納米分散液能有效改善分層、納米粒子團(tuán)聚以及與樹脂粉不兼容的問題，所述的高隔熱護(hù)眼護(hù)膚型PVB膠片具有優(yōu)異的力學(xué)性能以及超強(qiáng)的紅外阻隔和反射能力，同時它的透光率也比較好，而且不會出現(xiàn)變色的問題，可以直接用于玻璃深加工行業(yè)中，生產(chǎn)護(hù)眼、護(hù)膚、安全的多功能安全玻璃。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種高隔熱護(hù)眼護(hù)膚型PVB膠片，其配方由下列重量份的原料組成：

其中DTO納米分散液的組成如下：

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述高隔熱護(hù)眼護(hù)膚型PVB膠片的其配方由下列重量份的原料組成：

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述DTO納米分散液的組成如下：

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述增塑劑選自三甘醇酯、四甘醇酯、癸二酸酯或磷酸酯中的一種或幾種的混合物。更優(yōu)選的所述增塑劑為三甘醇二異辛酸酯。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述抗氧劑選自酚類與亞磷酸酯類的混合物，其中所述的酚類選自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一種；所述的亞磷酸酯類選自三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯、雙十八烷基醇季戊二亞磷酸酯、雙(3，5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯中的一種。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的紫外光吸收劑為苯并三唑類紫外線吸收劑，選自2-(2ˊ-羥基-5ˊ-甲基)-苯并三唑、2-(2ˊ-羥基-3ˊ-叔丁基-5ˊ-甲基)-5-氯-苯并三唑、2-(2ˊ-羥基-3ˊ5ˊ-二叔丁基)-5-氯-苯并三唑、2-(2ˊ-羥基-3ˊ5ˊ-二叔戊基)-苯并三唑、2-(2ˊ-羥基-5ˊ-叔辛基)-苯并三唑中一種。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇或三甘醇二異辛酸酯中的一種或多種。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的分散劑為BYK180、高分子聚合物聚硅氧烷溶液HX-4030、硅烷偶聯(lián)劑KH-570、硅烷偶聯(lián)劑6598中的一種或多種。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的DTO納米粉粒徑小于20nm。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的包覆劑為正辛基膦酸、甲基膦酸、11-羥基十一烷基膦酸、十八烷基膦酸、(1-膦?；煌榛?膦酸、(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8，-十三氟辛基膦酸、芐基膦酸、(11-丙-2-炔基氧基十一烷基)膦酸、五氟芐基膦酸、(11-丙烯酰氧基十一烷基)膦酸、五溴芐基膦酸中的一種或多種。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述制備方法具體包括以下步驟：

(1)按照配比，將納米DTO粉和有機(jī)溶劑混合均勻后，進(jìn)行粗磨，然后加入分散劑繼續(xù)研磨，充分研磨后加入包覆劑研磨5-10分鐘，制得納米DTO分散液；

(2)按照配比，混合攪拌步驟(1)制備的DTO納米分散液、PVB樹脂粉、增塑劑、抗氧劑及紫外線吸收劑，之后投入到雙螺桿擠出機(jī)，得到PVB膠片，經(jīng)冷卻定型，卷取即為高隔熱護(hù)眼護(hù)膚型PVB膠片。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比36:1。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(2)的工藝條件為：在溫度為160℃-190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為60-100RPM的條件下熔融塑化，通過開口0.5mm-0.8mm的T型模具。

DTO是鎢青銅摻雜得到的化合物半導(dǎo)體，它是一種新型的納米新材料，從外觀、形態(tài)、特性、功能這些方面都要比ATO、ITO粉體優(yōu)異，特別是在近紅外波長小于1500nm的區(qū)域比ATO、ITO粉體隔熱性能更好，ATO、ITO粉體在近紅外區(qū)隔熱性能僅達(dá)到70％，而DTO粉體的隔熱性能可達(dá)到96％以上，紅外阻隔的效果比ATO和ITO都好，且價格也比較低廉。最重要的是，一般的的鎢青銅分散液在做成PVB膜片之后，在紫外線的作用下會變色，如同ATO，這對玻璃行業(yè)的應(yīng)用來說，非常不能接受，這也限制了隔熱PVB膜片在市場上的應(yīng)用，因此，針對這個問題，申請人研究了變色機(jī)理，提出了這個能有效解決變色問題的方案，最終通過測試，得到了不變色、霧度低、耐候性好、隔熱效果明顯優(yōu)于ATO和ITO的隔熱膜片。

本發(fā)明隔熱PVB膠片可以用在建筑幕墻及汽車領(lǐng)域，使室內(nèi)或車內(nèi)的溫度不至于升得很高，具有節(jié)能降溫和保護(hù)室內(nèi)物品不被暴曬的功效。既節(jié)省貼膜成本又起到安全防盜作用、與此同時還能減少耗能節(jié)能減排。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明還具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明的高隔熱護(hù)眼護(hù)膚型PVB膠片具有優(yōu)異的力學(xué)性能以及超強(qiáng)的紅外阻隔和反射能力，同時它的透光率也比較好，而且不會出現(xiàn)變色的問題，可以直接用于玻璃深加工行業(yè)中，生產(chǎn)護(hù)眼、護(hù)膚、安全的多功能安全玻璃，同時，進(jìn)行了生產(chǎn)流程的優(yōu)化，這種PVB膠片安全節(jié)能等特性，具有很強(qiáng)的市場推廣和應(yīng)用前景。

(2)本發(fā)明是將納米DTO均勻分散到有機(jī)溶劑體系中，保證了PVB膠片在各個位置阻隔紅外的一致性。

(3)本發(fā)明的DTO納米分散液能有效改善分層、納米粒子團(tuán)聚以及與樹脂粉不兼容的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施方案或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施方案或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方案，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1-4的紅外阻隔圖。

其中：1-對比實(shí)施例2、2-對比實(shí)施例1、3-實(shí)施例1、4-實(shí)施例2、5-實(shí)施例3、6-實(shí)施例4。

具體實(shí)施方式

下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下述實(shí)施例中的使用的原料均可通過市售購買獲得。

實(shí)施例1

(1)制備納米DTO分散液

取7.8kg分散介質(zhì)異丙醇、1kg納米DTO粉,混合在一起后，在球磨機(jī)上進(jìn)行3-5個小時的粗磨，再加入1kg分散劑硅烷偶聯(lián)劑6598和0.2kg包覆劑(11-丙烯酰氧基十一烷基)膦酸,然后繼續(xù)在球磨機(jī)上研磨4-7天，制得納米DTO分散液。

(2)將100kgPVB樹脂粉，0.4kg抗氧劑混合物(由266.8g四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與133.2g三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯組成)，0.1kg紫外線吸收劑混合物(由50g 2-(2ˊ-羥基-5ˊ-叔辛基)-苯并三唑和50g2-(2ˊ-羥基-5ˊ-甲基)-苯并三唑組成)，加入到拌粉機(jī)中，在1000RPM轉(zhuǎn)速下高速攪拌20分鐘?？刂圃O(shè)備的溫度，使攪拌過程中料溫在40℃到50℃之間。最后在20RPM的轉(zhuǎn)速下加入增塑劑三甘醇二異辛酸酯36kg以及步驟(1)制備的納米DTO分散液0.4kg，低速攪拌5到10分鐘。然后將上述混合料以計(jì)量的方式投入到長徑比36：1的雙螺桿擠出機(jī)，加工溫度設(shè)定在160℃到190℃之間，在螺桿轉(zhuǎn)速80RPM的條件下熔融塑化，通過開口0.5mm-0.8mm的T型模具，形成厚度均勻的PVB膠片，經(jīng)冷卻定型，卷取為成品。

實(shí)施例2

(1)制備納米DTO分散液

取8.2kg分散介質(zhì)異丙醇、1.2kg納米DTO粉,混合在一起后，在球磨機(jī)上進(jìn)行3-5個小時的粗磨，再加入0.4kg分散劑硅烷偶聯(lián)劑6598和0.2kg包覆劑(11-丙烯酰氧基十一烷基)膦酸,然后繼續(xù)在球磨機(jī)上研磨4-7天，制得納米DTO分散液。

(2)將100kgPVB樹脂粉，0.4kg抗氧劑混合物(由266.8g四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與133.2g三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯組成)，0.1kg紫外線吸收劑混合物(由50g 2-(2ˊ-羥基-5ˊ-叔辛基)-苯并三唑和50g2-(2ˊ-羥基-5ˊ-甲基)-苯并三唑組成)，加入到拌粉機(jī)中，在1000RPM轉(zhuǎn)速下高速攪拌20分鐘。控制設(shè)備的溫度，使攪拌過程中料溫在40℃到50℃之間。最后在20RPM的轉(zhuǎn)速下加入增塑劑三甘醇二異辛酸酯36kg以及步驟(1)制備的納米DTO分散液0.4kg，低速攪拌5到10分鐘。然后將上述混合料以計(jì)量的方式投入到長徑比36：1的雙螺桿擠出機(jī)，加工溫度設(shè)定在160℃到190℃之間，在螺桿轉(zhuǎn)速80RPM的條件下熔融塑化，通過開口0.5mm-0.8mm的T型模具，形成厚度均勻的PVB膠片，經(jīng)冷卻定型，卷取為成品。

實(shí)施例3

(1)制備納米DTO分散液

取7.6kg分散介質(zhì)異丙醇、1.2kg納米DTO粉,混合在一起后，在球磨機(jī)上進(jìn)行3-5個小時的粗磨，再加入1kg分散劑硅烷偶聯(lián)劑6598和0.2kg包覆劑(11-丙烯酰氧基十一烷基)膦酸,然后繼續(xù)在球磨機(jī)上研磨4-7天，制得納米DTO分散液。

(2)將100kgPVB樹脂粉，0.4kg抗氧劑混合物(由266.8g四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與133.2g三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯組成)，0.1kg紫外線吸收劑混合物(由50g 2-(2ˊ-羥基-5ˊ-叔辛基)-苯并三唑和50g2-(2ˊ-羥基-5ˊ-甲基)-苯并三唑組成)，加入到拌粉機(jī)中，在1000RPM轉(zhuǎn)速下高速攪拌20分鐘?？刂圃O(shè)備的溫度，使攪拌過程中料溫在40℃到50℃之間。最后在20RPM的轉(zhuǎn)速下加入增塑劑三甘醇二異辛酸酯36kg以及步驟(1)制備的納米DTO分散液0.5kg，低速攪拌5到10分鐘。然后將上述混合料以計(jì)量的方式投入到長徑比36：1的雙螺桿擠出機(jī)，加工溫度設(shè)定在160℃到190℃之間，在螺桿轉(zhuǎn)速80RPM的條件下熔融塑化，通過開口0.5mm-0.8mm的T型模具，形成厚度均勻的PVB膠片，經(jīng)冷卻定型，卷取為成品。

實(shí)施例4

(1)制備納米DTO分散液

取8kg分散介質(zhì)異丙醇、0.5kg納米DTO粉,混合在一起后，在球磨機(jī)上進(jìn)行3-5個小時的粗磨，再加入1kg分散劑硅烷偶聯(lián)劑6598和0.5kg包覆劑(11-丙烯酰氧基十一烷基)膦酸,然后繼續(xù)在球磨機(jī)上研磨4-7天，制得納米DTO分散液。

(2)將100kgPVB樹脂粉，0.4kg抗氧劑混合物(由266.8g四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與133.2g三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯組成)，0.1kg紫外線吸收劑混合物(由50g 2-(2ˊ-羥基-5ˊ-叔辛基)-苯并三唑和50g2-(2ˊ-羥基-5ˊ-甲基)-苯并三唑組成)，加入到拌粉機(jī)中，在1000RPM轉(zhuǎn)速下高速攪拌20分鐘?？刂圃O(shè)備的溫度，使攪拌過程中料溫在40℃到50℃之間。最后在20RPM的轉(zhuǎn)速下加入增塑劑三甘醇二異辛酸酯36kg以及步驟(1)制備的納米DTO分散液1kg，低速攪拌5到10分鐘。然后將上述混合料以計(jì)量的方式投入到長徑比36：1的雙螺桿擠出機(jī)，加工溫度設(shè)定在160℃到190℃之間，在螺桿轉(zhuǎn)速80RPM的條件下熔融塑化，通過開口0.5mm-0.8mm的T型模具，形成厚度均勻的PVB膠片，經(jīng)冷卻定型，卷取為成品。

對比實(shí)施例1

(1)制備納米DTO分散液

取8kg分散介質(zhì)異丙醇、1kg納米DTO粉,混合在一起后，在球磨機(jī)上進(jìn)行3-5個小時的粗磨，再加入0.8kg分散劑硅烷偶聯(lián)劑6598和0.2kg包覆劑(11-丙烯酰氧基十一烷基)膦酸,然后繼續(xù)在球磨機(jī)上研磨4-7天，制得納米DTO分散液。

(2)將100kgPVB樹脂粉，0.4kg抗氧劑混合物(由266.8g四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與133.2g三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯組成)，0.1kg紫外線吸收劑混合物(由50g 2-(2ˊ-羥基-5ˊ-叔辛基)-苯并三唑和50g2-(2ˊ-羥基-5ˊ-甲基)-苯并三唑組成)，加入到拌粉機(jī)中，在1000RPM轉(zhuǎn)速下高速攪拌20分鐘?？刂圃O(shè)備的溫度，使攪拌過程中料溫在40℃到50℃之間。最后在20RPM的轉(zhuǎn)速下加入增塑劑三甘醇二異辛酸酯36kg以及步驟(1)制備的納米DTO分散液0.3kg，低速攪拌5到10分鐘。然后將上述混合料以計(jì)量的方式投入到長徑比36：1的雙螺桿擠出機(jī)，加工溫度設(shè)定在160℃到190℃之間，在螺桿轉(zhuǎn)速80RPM的條件下熔融塑化，通過開口0.5mm-0.8mm的T型模具，形成厚度均勻的PVB膠片，經(jīng)冷卻定型，卷取為成品。

對比實(shí)施例2

將100kgPVB樹脂粉，0.4kg抗氧劑混合物(由266.8g四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與133.2g三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯組成)，0.1kg紫外線吸收劑混合物(由50g 2-(2ˊ-羥基-5ˊ-叔辛基)-苯并三唑和50g 2-(2ˊ-羥基-5ˊ-甲基)-苯并三唑組成)，加入到拌粉機(jī)中，在1000RPM轉(zhuǎn)速下高速攪拌20分鐘。控制設(shè)備的溫度，使攪拌過程中料溫在40℃到50℃之間。最后在20RPM的轉(zhuǎn)速下加入增塑劑三甘醇二異辛酸酯36kg，低速攪拌5到10分鐘。然后將上述混合料以計(jì)量的方式投入到長徑比36：1的雙螺桿擠出機(jī)，加工溫度設(shè)定在160℃到190℃之間，在螺桿轉(zhuǎn)速80RPM的條件下熔融塑化，通過開口0.5mm-0.8mm的T型模具，形成厚度均勻的PVB膠片，經(jīng)冷卻定型，卷取為成品。

下表1是實(shí)施例1、2、3、4、對比實(shí)施例1、2生產(chǎn)的PVB膠片的數(shù)據(jù)對比：

表1 各個實(shí)施例生產(chǎn)的PVB膠片的性能比較

從表一中看出，DTO納米分散液的加入，使得拉伸強(qiáng)度增大，而且紅外阻隔效果有一個質(zhì)的提升，從遮陽系數(shù)的變小能夠很直觀的看出來，但是，它的加入也會使霧度變大。但仍在可控的范圍內(nèi)。

將實(shí)施例1、2、3、4、對比實(shí)施例1和2制成的PVB膠片合片制成夾層玻璃后用紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)對樣品進(jìn)行測量(型號是安捷倫公司，UV5000)，并與對比例普通PVB膜片制成的夾層玻璃進(jìn)行對照比較，觀察對波長900～2500nm的紅外線阻斷情況結(jié)果，結(jié)果見圖1，其中橫坐標(biāo)表示紅外線的波長，縱坐標(biāo)為透過率，從圖1可以看出，加了納米DTO溶液的樣品對900～2500nm的紅外線有明顯的阻隔，阻隔率隨DTO濃度的增加而增大，實(shí)施例4的效果尤為顯著。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。