CN103408863A - 一种红外反射材料及其制得的膜 - Google Patents

Abstract

一种红外反射材料及其制得的膜。本发明涉及一种红外反射材料，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯30-60份，环氧大豆油1-10份，纳米铟锡金属氧化物0.1-5份，热稳定剂1-10份，抗静电剂0.1-5份。本发明提供的红外反射材料，其红外光线的反射率高，可见光线的透过率高，耐热，满足隔热要求。

Description

一种红外反射材料及其制得的膜

技术领域

本发明涉及一种红外反射材料及其制得的膜，尤其涉及一种PVC为主料的红外反射材料及其制得的膜。

背景技术

热传递的方式有三种，分别为传导、对流和辐射。太阳辐射热是影响物体热过程的主要热源。

根据波长长短，太阳光可以分为紫外光、可见光和红外线。紫外线的波长小于400nm，约占太阳总能量的5%。可见光波长在400～760nm，约占太阳总能量的45%。而红外线的波长大于760nm，约占太阳总能量的50%。红外线又称为红外热辐射，由德国科学家赫歇尔于1800年发现，为太阳光线中众多不可见光线中的一种，是导致物体吸收太阳能之后产生热量的主要因素。

物体接收到的红外光发出的大量热能辐射，会使表面温度升高，给人类的日常生活带来诸多问题和不便。如汽车表面接收到的热能，使车内的温度升高，降低了驾驶室内的舒适度以及汽车的使用寿命。一些化工容器和露天的反应釜，特别是在炎热的夏天因受到太阳光的直接照射，表面温度升高，罐内液体温度随之升高，带来一定的危险性。另外，高温也不利于粮食，蔬菜，药品的储存，加速了材料的腐蚀、老化和降解过程，降低材料的使用寿命，限制了某些材料的应用。

为了应对高温，人们选择使用各种各样的设备使温度降低到适宜的程度，这有利于促进人们生活水平的提高，也有助于延长物品的存放期限。但是我们应该看到因此带来的电能消耗。特别是每到夏天，空调、风扇等降温设备所消耗的能源，占每年能源消耗的20%，造成了极大的浪费。我们亟需寻找一种符合环保、节能概念的产品来达到降温效果。

针对影响物体热过程的主要热源，利用反射特性，根据物体的反射率随物体的表面状况而不同，可以制作高反射率的红外反射材料，以反射的形式，改变辐射能的传输方向。

现今，国内外有很多关于红外反射产品的研究，市面上也有很多红外反射的产品，例如红外反射颜料、红外反射玻璃和红外反射板等等。但是，对红外反射PVC膜的研究则比较少。具有热反射功能的红外反射PVC膜能够弥补以往红外反射产品适用领域的局限性，红外反射PVC膜的研制有着十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外反射材料，其红外光线的反射率高，可见光线的透过率高，耐热，满足隔热要求。

本发明所提供的红外反射材料，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯30-60份，例如为33份、36份、39份、42份、45份、48份、53份、56份、58份等，环氧大豆油1-10份，例如为3份、5份、7份、8份、9份等，纳米铟锡金属氧化物0.1-5份，例如为0.4份、0.9份、1.3份、1.7份、2.1份、2.6份、3份、3.5份、3.8份、4.2份、4.7份等，热稳定剂1-10份，例如为2份、4份、6份、7份、8.5份、9份等，抗静电剂0.1-5份，例如为0.3份、0.6份、0.9份、1.4份、1.6份、1.8份、2.5份、2.7份、3.3份、3.6份、4份、4.3份、4.6份、4.9份等。

作为优选技术方案，本发明所述的红外反射材料，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯40-60份，环氧大豆油2-5份，纳米铟锡金属氧化物0.5-2份，热稳定剂1-5份，抗静电剂0.1-2份。

作为优选技术方案，本发明所述的红外反射材料，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯50份，环氧大豆油4份，纳米铟锡金属氧化物1份，热稳定剂3份，抗静电剂1份。

聚氯乙烯，简称PVC（Polyvinyl chloride polymer），是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。PVC具有较好的机械性能、抗张强度及优异的介电性能，但对光和热的稳定性差，因此需要添加热稳定剂增加其对光和热的稳定性。

热稳定剂是一类能抑制聚合物在加工与使用过程中发生热老化的物质。通常是无机物或有机金属化合物，如镉、钡和锌的化合物、非硫有机锡、含硫有机锡、二盐基硬脂酸铅、水合三盐基硫酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、二盐基亚磷酸铅等等。本发明优选使用的热稳定剂为钡、锌、钙、镉、铅的有机化合物中的1种或2种以上的混合物，进一步优选为钡、锌的有机化合物。

本发明采用偏苯三酸三辛酯（TOTM)代替通常使用的邻苯二甲酸二辛脂增塑剂(DOP)。偏苯三酸三辛酯（TOTM)的挥发性低，136℃下7天热老化测试，热挥发只有4.4%，远较双季戊四醇酯为优。同时具有耐热耐久两种特点，迁移性比聚酯增塑剂小，耐肥皂水抽出性能也比聚酯增塑剂好得多，热稳定性以及相溶性、加工性、低温性亦较聚酯增塑剂为优。相容性、加工性、低温性能等又类似于邻苯二甲酸脂类，所以它具有单体型增塑剂和聚酯型增塑剂两者的优点。适用于氯乙烯共聚物，硝酸纤维素、乙基纤维素，聚甲基丙烯酸甲酯等多种塑料。

环氧大豆油为聚氯乙烯的无毒增塑剂兼稳定剂，与PVC树脂相容性好，挥发性低、迁移性小。具有优良的热稳定性和光稳定性，耐水性和耐油性亦佳，可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电性能，且无毒性。一般环氧值越高，耐热性越好，碘价越低则和PVC的兼容性越好，越不容易析出。本发明所用的环氧大豆油的环氧值≥6.0%，碘值≤3。

纳米铟锡金属氧化物(ITO)，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线，对500～800nm波长的可见光有较好的透过性，但对1250～1800nm的红外光却有极强的反射能力。本发明添加ITO可使制得的纳米复合材料对红外光具有高反射率，同时对太阳光具有很好的隔热效果。

抗静电剂是一类能降低材料或制品表面电阻和体积电阻，适度提高导电性、阻止静电蓄积的物质。抗静电剂多系表面活性剂，可使塑料表面亲合水分，离子型表面活性剂还有导电作用，因而可以使静电及时泄漏。常用的抗静电剂有胺的衍生物，季铵盐，硫酸酯、磷酸酯等的离子型表面活性剂以及聚乙二醇类的衍生物等的非离子表面活性剂，本发明优选使用非离子型抗静电剂。

本发明通过上述特定物质按一定的比例组合获得了红外反射性能优异的材料，拓展了红外反射产品的领域，同时弥补了以往的红外反射效果不佳或成本较高的缺陷。

作为优选技术方案，本发明所述的红外反射材料，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯30-60份，环氧大豆油1-10份，纳米铟锡金属氧化物0.1-5份，钡、锌、钙、镉、铅的有机化合物中的1种或2种以上的混合物1-10份，非离子型抗静电剂0.1-5份。

作为优选技术方案，本发明所述的红外反射材料，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯40-60份，环氧大豆油2-5份，纳米铟锡金属氧化物0.5-2份，钡、锌、钙、镉、铅的有机化合物中的1种或2种以上的混合物1-5份，非离子型抗静电剂0.1-2份。

作为优选技术方案，本发明所述的红外反射材料，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯50份，环氧大豆油4份，纳米铟锡金属氧化物1份，钡、锌、钙、镉、铅的有机化合物中的1种或2种以上的混合物3份，非离子型抗静电剂1份。

本发明的红外反射材料可任选添加着色剂、润滑剂、填料等塑料助剂，以使制品具有特定的性质。

本发明的目的之一还在于提供所述的红外反射材料的制备方法，包括如下步骤：

(a)按照权利要求1-7任一项所述比例配料，混合；

(b)将步骤(a)所得混合料投入搅拌机搅拌；

(c)搅拌后的料经混炼，开炼后过滤即得；

优选地，所述步骤(c)过程如下：搅拌后的料进入密炼机混炼，然后进入开炼机开炼，最后经过滤机过滤即得；或为：搅拌后的料进入多螺杆挤出机混炼，开炼后过滤即得。

本发明的目的之一还在于提供所述的红外反射材料制得的膜。

所述的膜使用压延机进行成膜。

本发明所提供的红外反射材料，其红外光线的反射率高，可见光线的透过率高，耐热，满足隔热要求。本发明采用常规薄膜成型方式，如压延法成型，不须采用真空溅镀ITO等高成本工艺，同时还可利用真空溅镀的ITO废靶材料；另外，本发明制得的产品可采用负压吸附的方式与玻璃粘附，不须采用胶水粘附，更具价格和环保优势。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。

实施例1

按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯30份，环氧大豆油10份，纳米铟锡金属氧化物0.1份，复合钙锌热稳定剂2.5份，抗静电剂5份。

利用本发明提供的方法制得材料。

实施例2

按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯60份，环氧大豆油（环氧值6.3%，碘值2.5）1份，纳米铟锡金属氧化物5份，复合钙锌热稳定剂2.5份，非离子型抗静电剂0.5份。

利用本发明提供的方法制得材料。

实施例3

按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯50份，环氧大豆油（环氧值7.3%，碘值2.1）4份，纳米铟锡金属氧化物1份，2-乙基己酸钡3份，山梨糖醇1份。

利用本发明提供的方法制得材料。

实施例4

按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯50份，环氧大豆油（环氧值6.6%，碘值2.4）4份，纳米铟锡金属氧化物0.2份，硬脂酸钙3份，乙醇酰胺1份。

利用本发明提供的方法制得材料。

实施例5

按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯50份，环氧大豆油（环氧值6.5%，碘值2.7）4份，纳米铟锡金属氧化物0.5份，二盐基邻苯二甲酸铅3份，聚氧乙烯山梨醇羊毛脂衍生物1份。

利用本发明提供的方法制得材料。

实施例6

按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯50份，环氧大豆油（环氧值7.0%，碘值2.1）4份，纳米铟锡金属氧化物0.8份，二盐基亚磷酸铅3份，失水山梨醇月桂酸酯1份。

利用本发明提供的方法制得材料。

实施例7

按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯40份，环氧大豆油（环氧值6.8%，碘值2.3）2份，纳米铟锡金属氧化物2份，苯甲酸镉5份，聚氧乙烯氧丙烯油酸酯0.5份。

利用本发明提供的方法制得材料。

实施例8

按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯35份，环氧大豆油（环氧值7.8%，碘值1.8）5份，纳米铟锡金属氧化物0.5份，二盐基硬脂酸铅2份，聚氧乙烯十六烷基醚2份。

利用本发明提供的方法制得材料。

性能检测：将实施例1-8按本发明提供的方法制得膜，将本发明制得的膜与真空溅镀产品进行透光率和红外透过率检测，所得结果见表1。

表1

检验项目	透光率/%	红外透过率/%
			实施例1	84	45
实施例2	88	40
			实施例3	83	31
实施例4	80	52
			实施例5	80	37
实施例6	82	28
			实施例7	81	39
实施例8	77	44
			真空溅镀产品	89	35

本发明所制得的膜的透光率及红外透过率与真空溅镀产品的基本相当，本发明用远低于真空溅镀的成本制得了效果与真空溅镀产品相当的材料，大大降低了产品成本，可实现大规模生产。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种红外反射材料，其特征在于，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯30-60份，环氧大豆油1-10份，纳米铟锡金属氧化物0.1-5份，热稳定剂1-10份，抗静电剂0.1-5份。

2.根据权利要求1所述的红外反射材料，其特征在于，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯40-60份，环氧大豆油2-5份，纳米铟锡金属氧化物0.5-2份，热稳定剂1-5份，抗静电剂0.1-2份。

3.根据权利要求1所述的红外反射材料，其特征在于，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯50份，环氧大豆油4份，纳米铟锡金属氧化物1份，热稳定剂3份，抗静电剂1份。

4.根据权利要求1-3任一项所述的红外反射材料，其特征在于，所述的热稳定剂为钡、锌、钙、镉、铅的有机化合物中的1种或2种以上的混合物；

优选地，所述的抗静电剂为非离子型抗静电剂。

5.根据权利要求1所述的红外反射材料，其特征在于，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯30-60份，环氧大豆油1-10份，纳米铟锡金属氧化物0.1-5份，钡、锌、钙、镉、铅的有机化合物中的1种或2种以上的混合物1-10份，非离子型抗静电剂0.1-5份。

6.根据权利要求1所述的红外反射材料，其特征在于，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯40-60份，环氧大豆油2-5份，纳米铟锡金属氧化物0.5-2份，钡、锌、钙、镉、铅的有机化合物中的1种或2种以上的混合物1-5份，非离子型抗静电剂0.1-2份。

7.根据权利要求1所述的红外反射材料，其特征在于，按重量份数含有以下组份：聚氯乙烯100份，偏苯三酸三辛酯50份，环氧大豆油4份，纳米铟锡金属氧化物1份，钡、锌、钙、镉、铅的有机化合物中的1种或2种以上的混合物3份，非离子型抗静电剂1份。

8.权利要求1-7任一项所述的红外反射材料的制备方法，包括如下步骤：

(a)按照权利要求1-7任一项所述比例配料，混合；

(b)将步骤(a)所得混合料投入搅拌机搅拌；

(c)搅拌后的料经混炼，开炼后过滤即得；

优选地，所述步骤(c)过程如下：搅拌后的料进入密炼机混炼，然后进入开炼机开炼，最后经过滤机过滤即得；或为：搅拌后的料进入多螺杆挤出机混炼，开炼后过滤即得。

9.权利要求1-7任一项所述的红外反射材料制得的膜。

10.权利要求9所述的膜的制备方法，其特征在于，使用压延机进行成膜。