CN1916057A - 阳光控制低辐射透明薄膜及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明属于有机高分子和纳米无机微粒复合薄膜领域，特别涉及阳光控制低辐射保温节能透明薄膜及其制备方法和用途。采用砂磨的方法将掺杂的金属氧化物纳米粒子均匀分散于分散介质中，与有机高分子和助剂充分混合，干燥后得到母粒；母粒通过普通的塑化、密炼或挤出吹塑、压延、拉伸、挤出浇塑的方法制备得到阳光控制低辐射保温节能薄膜。薄膜的组分包含70～99.9wt％的有机高分子、0.1～30wt％的掺杂的金属氧化物纳米粒子和0～29.9wt％的助剂。薄膜可应用于建筑玻璃、车辆、轮船视窗的贴膜，具有良好的可见光透过率和阻隔阳光红外的作用。该薄膜还具有抗静电性和抗电磁辐射性。

Description

阳光控制低辐射透明薄膜及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及有机高分子和纳米无机微粒复合薄膜，特别涉及阳光控制低辐射保温节能透明薄膜及其制备方法和用途。

背景技术

投射到地球表面上太阳光能量的98％其波长在0.3～2.5μm的范围内，按其波长可分为三部分，即紫外光、可见光和红外光。紫外光(占其中3％)是不可见光，其波长小于380nm；可见光(占其中45％)其波长为380～780nm；红外光(占其中49％)也是不可见的，波长高于780nm。玻璃或视窗的保温节能效果通常由遮蔽系数(Sc)和传热系数(U)值来表征，并可由这两个参数作为玻璃节能性能的判定。Sc值低，表明透过的太阳辐射热少，隔热性好，U值低，表明其因温差传热而损失的热量少，保温性好。而由于建筑玻璃采光的需要，又需要玻璃有较好的可见光透过率。

阳光控制低辐射玻璃是目前普遍采用的一种建筑和视窗节能材料，制备方法大都为磁控溅射、PVD、CVD镀膜方法以及热喷雾方法镀膜于玻璃等基材上。例如：

中国专利公告号CN2194908Y公开了一种在玻璃基底上通过磁控溅射工艺镀制的单层TiN膜的阳光控制膜玻璃。

中国专利申请公开号1363530A公开了一种吸收式低辐射膜玻璃，用真空溅射方法在玻璃基板上先镀制了一层有一定吸收能力的金属或金属氮化物膜层，并以多层膜复合形成这种玻璃。

上述这些方法需要将玻璃置于专门的设备中加工，而制备具有阳光控制低辐射的保温节能塑料薄膜、贴膜，应用于玻璃或塑料视窗，是增加玻璃和视窗保温节能性能的方便易行的方法，并对已安装的玻璃仍可适用。例如：

美国专利4973511公开了一种多层膜层压复合的阳光控制/安全膜材料，其中的阳光控制层是通过金属沉积的方法制备的，比如用真空沉积法在基材上形成一层镀膜。

美国专利6166852公开了一种至少由两种聚合物薄膜复合而成的阳光控制膜，其中一种聚合物膜含有紫外吸收剂，另一种聚合物膜含有光学增亮剂(optical brightner)，复合膜可吸收300～410nm波段的光，但并未提及阳光红外或远红外的性能。

美国专利6514589B1公开了一种多层膜组成的阳光控制膜，其中包括全息刻蚀层-金属沉积层-表面保护防雾层-染色层-压敏粘结层。金属层的沉积采用真空沉积的方法。

溅射和CVD、PVD镀膜、真空沉积的方法需要在专门的设备和真空的条件下或一定的惰性气体氛围中进行，其设备价格昂贵，一次性投入大，成本高，对于基材和基材的形状、尺寸都有一定的限制。其中含有银层的镀膜薄膜，在镀膜后24小时之内必须进行真空封装，否则银层会被破坏而失去保温性能。若要在有机基材上制备镀膜还需采用低于200℃的条件，并常常又有附着力差的问题。热喷雾的方法虽然较溅射或真空镀膜的方法成本有所下降，但需要玻璃温度在摄氏400度以上的高温下才能实现，不适用于有机基材。

美国专利6107360公开了一种需紫外光固化的含阳光吸收剂的树酯复合遮阳涂层。以溶液涂敷的方法制备阳光控制低辐射涂层是一个相对成本低的方法，但其溶液的分散介质为毒性较大的有机溶剂，限制了这种方法的应用。

发明内容

本发明的一目的是提供具有良好的可见光透明性、可遮蔽红外、紫外光线的阳光控制低辐射保温节能透明薄膜。

本发明的另一目是提供一种制备阳光控制低辐射保温节能薄膜的方法。

本发明的还一目的是提供阳光控制低辐射保温节能薄膜的用途。

本发明的阳光控制低辐射保温节能薄膜是先通过砂磨处理得到掺杂的金属氧化物纳米粒子的分散液，再与有机高分子和助剂充分混合，干燥得到母粒；母粒通过普通的挤出吹塑、压延、拉伸或挤出浇塑制备得到阳光控制低辐射保温节能薄膜。

本发明的阳光控制低辐射保温节能透明薄膜的组分包含70～99.9wt％的有机高分子、0.1～30wt％的掺杂的金属氧化物纳米粒子和0～29.9wt％的助剂。

本发明的薄膜厚度为5微米～1毫米，优选5微米～150微米。

本发明的阳光控制低辐射保温节能透明薄膜的制备方法包括以下步骤：

(1).掺杂的金属氧化物纳米粒子的分散液的制备：

将掺杂的金属氧化物纳米粉体粗产品分散在分散介质中，(这里的掺杂的金属氧化物纳米粉体粗产物中的掺杂的金属氧化物纳米粒子为团聚状态，不能以纳米尺寸均匀分散于介质中，称之为粗产品。此粗产品可从市场上购买或通过大家熟知的：共沉淀法、水热法、胶体法、喷雾热解法、包裹沉淀法、醇—水盐溶液加热法制备得到。见文献《无机精细化工工艺学》化学工业出版社，2002年)并加入分散剂组成反应体系，体系中掺杂的金属氧化物粉体粗产品为5～40wt％，分散介质为59.5～94.5wt％，分散剂为0.5～5wt％。在砂磨介质(比如氧化锆微珠)的存在下，通过砂磨的方法，得到平均粒径小于等于200nm(优选粒径为50nm或以下)均匀分散在分散介质中的掺杂的金属氧化物体系，即掺杂的金属氧化物纳米粒子的分散液。

(2).在步骤(1)制备出的掺杂的金属氧化物纳米粒子的分散液中加入有机高分子和助剂，充分搅拌、混合后，减压干燥得到母粒；

所述的母粒中含有70～99.9wt％的有机高分子、0.1～30wt％的掺杂的金属氧化物纳米粒子和0～29.9wt％的助剂。

(3).将步骤(2)得到的母粒通过本领域人员熟知的普通的挤出吹塑、压延、拉伸或挤出浇塑的方法及工艺条件，制备出阳光控制低辐射保温节能薄膜。

该掺杂的金属氧化物纳米粒子经过砂磨处理后，与所述的有机高分子材料具有良好的相容性，上述母粒经过塑化或密炼，其掺杂的金属氧化物可均匀分散在高分子材料中。所含纳米粒子的粒径、种类和薄膜厚度及组合可调节所制备薄膜的光学性能。

所述的掺杂的金属氧化物纳米粒子具有对红外光吸收和反射的作用，所述的金属氧化物为氧化铟、氧化锡、氧化锌、氧化镉、氧化钛、氧化钒或类似的掺杂后具有吸收和反射红外线的金属氧化物中的一种或一种以上的混合物。

所述的氧化铟中掺杂的金属选自锡、镓、锑、钛、钨、铜、铁、锆中的一种或一种以上的混合物等。掺杂金属与氧化铟中铟的摩尔比为0.1～20∶100。

所述的氧化锡中掺杂的金属选自锑、氟、磷、钛、钴、锌、钨、锰、铈、碲、铁、金、银、铂中的一种或一种以上的混合物等。掺杂金属与氧化锡中锡的摩尔比为0.1～20∶100。

所述的氧化锌中掺杂的金属选自铝、锑、铋、锡、钛、铟、铜、铁、镉、钨、锂、锰、镁、镓、铈、银中的一种或一种以上的混合物等。掺杂金属与氧化锌中锌的摩尔比为0.1～20∶100。

所述的氧化镉中掺杂的金属选自锡、镧、铋、氟、钨、铜中的一种或一种以上的混合物等。掺杂金属与氧化镉中镉的摩尔比为0.1～20∶100。

所述的氧化钛中掺杂的金属选自铌、锡、锌、镧中的一种或一种以上的混合物等。掺杂金属与氧化钛中钛的摩尔比为0.1～20∶100。

所述的掺杂氧化钒中的金属选自锡、钛、氟、钨、铜中的一种或一种以上的混合物等。掺杂金属与氧化钒中钒的摩尔比为0.1～20∶100。

所述的助剂选自增塑剂、偶联剂、稳定剂中的一种或一种以上的混合物。

所述的增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异辛酯、丁二酸二异癸酯、己二酸二辛酯、磷酸三辛酯、硬脂酸正丁酯、聚己二酸丙二醇酯、环氧硬脂酸辛酯、环氧大豆油中的一种或一种以上的混合物。

所述的偶联剂选自钛酸乙酯、钛酸丁酯、钛酸异丙酯、四乙氧基锡、辛酸锡酯、正硅烷乙酯、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-羟乙基氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷或上述类型的硅烷中甲氧基被乙氧基硅烷代替的硅烷中的一种或两种。

所述的稳定剂选自苯并***、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并***、2-(2’羟基-5’-甲基苯基)苯并***、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、N-(乙-苯基甲醚、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2，4-二羟基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲醚、N-(乙氧基羰基苯基)-N’-乙基-N’-5-磺酸二苯酮、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并***、1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷(抗氧剂CA)、亚磷酸三苯酯(TPP)、月桂酸二丁基锡或类似的化合物中的一种、二种或三种稳定剂的混合物。

所述的有机高分子包括热塑性的、可加工成型为透明薄膜的通用高分子材料，例如：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯中的一种，或这些高分子材料中的任意2～3种高分子的共聚、共混材料。

所述的分散介质是溶剂，选自乙醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、二甲苯、二氧六环、四氢呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)、环己烷、环己酮、氯仿、石油醚、乙酸乙酯、醋酸丁酯、白油、液态石蜡、聚乙烯醇中的一种或一种以上的混合物等。

所述的分散剂选自有机酸、有机氨、带羟基的表面活性剂中的一种或一种以上的混合物。

所述的有机酸选自己酸、十二酸、十四酸、苯甲酸、酒石酸中的一种或一种以上的混合物。

所述的有机氨选自三乙醇胺、三乙胺、二乙醇胺、二乙胺、乙醇胺、二异丙醇胺、丁基胺、二丁基胺中的一种或一种以上的混合物。

所述的带羟基的表面活性剂选自聚乙烯醇、吐温60，吐温80、斯潘(SPAN)60，斯潘(SPAN)80、特辛基酚聚氧乙烯醚(Tritonx-100)、聚乙二醇中的一种或一种以上的混合物。

本发明的薄膜厚度为5微米～1毫米，优选5微米～150微米，具有良好的可见光透明性，以及红外、紫外的遮蔽性能：可见光透过率为20～95％，同时可防止阳光中30％以上的红外光透过，对远红外光线也有反射和控制作用。本发明的薄膜可与压敏胶、热敏胶复合，做为建筑玻璃、车辆、轮船视窗的贴膜，增加其阳光控制低辐射性能；对于中空玻璃组件，可置于两层玻璃之间，或黏附于玻璃面向中空层的一面，增加其保温节能的作用。可以对已安装的玻璃和视窗进行改造和现场施工，受场地、气候、环境的限制小。

本发明的薄膜还具有抗静电性和抗电磁辐射性能。

本发明的薄膜可复合其它透明薄膜以得到更佳阳光控制和低辐射保温节能的效果。

本发明具有可大面、现场施工的优点，能够克服溶液方法可能具有的环境污染、施工受限多，以及溶液储存稳定性较差的缺点；同时克服各种溅射方法、真空镀膜方法在制备阳光控制低辐射薄膜时一次性投入高，成本高，对基材材料、尺寸的限制。

薄膜的光学性能是根据GB/T 2680-94，GB/T18915.1-18915.29，通过UV-4100 HITACHI SPECTROPHOTMETER测量得到；铅笔硬度按GB 6739的规定进行测定；遮蔽系数按照GB/T2680-94测定，U值按照GB/T8484-2002测定。

下面结合实施例对本发明的技术方案做详细的说明。

附图说明

图1.空白玻璃样品和本发明实施例5薄膜样品0～2700nm透射率光谱图。

具体实施方式

实施例1

(1)将购买的3wt％锡掺杂的氧化铟纳米粉粗产品与DMF、环己酮、丁基胺、吐温80按表1-1的重量百分比混合，并加入直径为0.8毫米的氧化锆微珠进行砂磨，分离出氧化锆珠，得到平均粒径为25纳米锡掺杂的氧化铟颗粒均匀分散的溶液体系。

                表1-1：

组成	重量百分比(％)
		3wt％锡掺杂的氧化铟纳米粉粗产品	32.47
DMF	32.46
		环己酮	32.47
丁基胺	1.3
		吐温80	1.3

将上述锡掺杂的氧化铟均匀分散的溶液体系，聚氯乙烯，乙烯基三甲氧基硅烷，邻苯二甲酸二辛酯，2-(2’羟基-5’-甲基苯基)苯并***，抗氧剂CA和TPP按照重量比为2∶100∶2∶25∶1.5∶1.3∶0.5的比例混合，并在真空烘箱中除去挥发性的小分子溶剂，得到母粒，组成如表1-2。表1-2中的重量百分比指母粒中各组分所占的比例。

                    表1-2：

组成	重量百分比(％)
		聚氯乙烯	76.05
锡掺杂的氧化铟纳米粉	0.5
		乙烯基三甲氧基硅烷	1.51
邻苯二甲酸二辛酯	19.01
		2-(2’羟基-5’-甲基苯基)苯并***	1.11
抗氧剂CA	0.91
		TPP	0.91

(2)将母粒经双螺杆在170～180℃塑化，190～200℃T型机头挤出，四辊压延，滚筒表面温度为165～175℃，压延机工作线速度为45～70m/min，得到厚度为120μm的薄膜。薄膜性能测试结果如表1-3，所得薄膜可与建筑玻璃复合，得到阳光控制节能玻璃。

                  表1-3

可见光透过率(@550nm)(％)	阳光红外屏蔽(％)	紫外屏蔽(％)	铅笔硬度
				75	38	99	2H

实施例2

(1)将购买的18wt％锡掺杂的氧化铟纳米粉粗产品与分散介质和分散剂以表2-1比例混合，并配合直径为0.8毫米的氧化锆微珠进行砂磨，分离出氧化锆珠，得到锡掺杂的氧化铟颗粒平均粒径为80纳米均匀分散的溶液体系。

                表2-1：

组成	重量百分比(％)
		18wt％锡掺杂的氧化铟粗产品	31.85
环己酮	31.85
		氯仿	31.85
十二酸	1.27
		斯潘80	3.18

将上述锡掺杂的氧化铟纳米微粒均匀分散的溶液，聚氯乙烯，乙烯基三甲氧基硅烷，邻苯二甲酸二辛酯，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，抗氧剂CA，TPP按照重量比为6∶100∶2∶30∶1.5∶1∶0.5的比例混合，并在真空烘箱中除去挥发性的小分子溶剂，得到母粒，组成如表2-2。表2-2中的重量百分比指的是母粒中各组分所占的比例。

               表2-2：

组成	重量百分比(％)
		聚氯乙烯	72.89
锡掺杂的氧化铟纳米粉	1.58
		乙烯基三甲氧基硅烷	1.47
邻苯二甲酸二辛酯	21.87
		2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮	1.09
抗氧剂CA	0.74
		TPP	0.36

(2)将上述母粒经双螺杆在170～190℃塑化，在190～200℃T型机头挤出，四辊压延，滚筒表面温度为175～185℃，压延机工作线速度为30～40m/min，得到薄膜厚度为35μm。所得薄膜可与建筑玻璃复合，得到阳光控制节能玻璃，这种玻璃性能测试结果如表2-3。

                  表2-3

可见光透过率(@550nm)(％)	阳光红外屏蔽(％)	紫外屏蔽(％)
			68	53	98

实施例3

(1)按前述文献自制得7wt％锑掺杂的氧化锡纳米粉粗产品，此粗产品与表3-1的其它成分按所示比例混合，并以直径为0.8毫米的氧化锆珠为砂磨介质进行砂磨，之后分离出氧化锆珠，得到7wt％锑掺杂的氧化锡纳米颗粒均匀分散液，其中锑掺杂的氧化锡颗粒平均粒径为50纳米。将上述锑掺杂的氧化锡纳米微粒均匀分散的溶液，聚苯乙烯，乙烯基三甲氧基硅烷，环氧大豆油按照重量比为15∶100∶2∶2∶1.5的比例混合，之后在真空烘箱中除去挥发性的小分子溶剂，得到母粒，组成如表3-2。表3-2中的重量百分比指的是母粒中各组分所占的比例。

                      表3-1

组成	重量百分比(％)
		7wt％锑掺杂的氧化锡颗粒纳米粗产品	24.15
THF	72.46
		白油	2.42
丁基胺	0.97

              表3-2

组成	重量百分比(％)
		聚苯乙烯	91.52
锑掺杂氧化锡纳米粉	3.45
		乙烯基三乙氧基硅烷	1.83
苯并***	1.83
		环氧大豆油	1.37

(2)将得到的母粒通过120～140℃塑炼、180～200℃挤出(100MPa)、采用平板式一步拉伸法，拉伸温度100～130℃，制得厚度为30μm的薄膜。

在薄膜的一面复合热熔压敏胶，并应用于建筑门窗玻璃，对于地处中国北京、建筑面积40平方米、玻璃门窗面积为18平方米的单独供暖的房间(为单玻门窗)，冬季室内设定温度不低于20℃，节约供暖能耗15％；夏季室内设定温度不高于28℃，节约空调电费27％。

将此薄膜贴于3mm的白玻璃，其性能测试结果如表5。

                        表5

可见光透过率(@550nm)(％)	阳光红外屏蔽(％)	紫外屏蔽(％)	铅笔硬度
				81	32	99	3H

实施例4

(1)按前述文献自制得3wt％钨掺杂的氧化钒纳米粉粗产品，将其与分散介质和分散剂按表4-1的组成和比例混合，配合直径为0.8毫米的氧化锆珠混合，经砂磨，分离出氧化锆珠，得到平均粒径为30nm的钨掺杂的氧化钒纳米颗粒均匀分散的溶液。将此分散液，聚苯乙烯，乙烯基三乙氧基硅烷，苯并***与环氧大豆油按照重量比为15∶100∶2∶2∶1.5的比例混合，并减压干燥，得到母粒，组成如表4-2。表4-2中的重量百分比指的是母粒中各组分所占的比例。

                     表4-1

组成	重量百分比(％)
		3wt％钨掺杂的氧化钒纳米粉粗产品	20.33
环己烷	60.98
		石油醚	16.26
丁基胺	0.41
		特辛基酚聚氧乙烯醚	2.02

            表4-2

组成	重量百分比(％)
		聚苯乙烯	91.83
钨掺杂氧化钒纳米粉	2.97
		乙烯基三乙氧基硅烷	1.84
苯并***	1.84
		环氧大豆油	1.52

(2)上述母粒通过120～140℃塑炼、180～200℃挤出(100MPa)、采用平板式一步拉伸法，拉伸温度100～130℃，制得厚度为20μm的薄膜。薄膜性能测试结果如表4-3。

                        表4-3

可见光透过率(@550nm)(％)	阳光红外屏蔽(％)	紫外屏蔽(％)	铅笔硬度
				67	41	42	2H

实施例5

(1)将11wt％锑掺杂的氧化锡纳米粉粗产品与分散介质和分散剂按表5-1的比例和组成混合，配合直径为0.8毫米的氧化锆珠进行砂磨，分离出氧化锆珠，得到平均粒径为20nm的锑掺杂的氧化锡纳米颗粒均匀分散的溶液。

                    表5-1

组成	重量百分比(％)
		11wt％锑掺杂的氧化锡纳米粉粗产品	13.89
二氧六环	69.44
		THF	13.89
二乙基胺	2.78

将上述纳米微粒的分散液，低密度聚乙烯，聚苯乙烯，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮与2-(2’羟基-5’-甲基苯基)苯并***按照重量比为60∶100∶50∶2∶2的比例混合，在真空烘箱中除去挥发性的小分子溶剂，得到母粒，组成如表5-2。表5-2中的重量百分比指的是指母粒中各组分所占的比例。

                    表5-2

组成	重量百分比(％)
		聚乙烯	60.98
聚苯乙烯	30.48
		锑掺杂的氧化锡纳米粉*	5.08
2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮	1.73
		2-(2’羟基-5’-甲基苯基)苯并***	1.73

(2)将母粒通过140～180℃塑炼，采用T型机头挤出流延的方法制备薄膜，挤出温度为200～220℃，制得厚度20μm的薄膜。

光学谱图如图1所示。可应用于汽车玻璃，节约汽车空调的燃料费用。通过聚酯热熔胶贴于5mm单层白玻璃，阳光遮蔽系数为0.67，U值为5.1，铅笔硬度为4H。

实施例6

(1)将购得的2.1wt％锑掺杂的氧化锡纳米粉粗产品与分散介质和分散剂按表6-1的比例混合，配合直径为1.2毫米的氧化锆珠进行砂磨，分离出氧化锆珠，得到平均粒径为100纳米的锑掺杂氧化锡颗粒均匀分散的溶液。将此分散液，低密度聚乙烯，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，苯并***按照重量比为100∶100∶4∶2的比例混合，并减压干燥，得到母粒，组成如表6-2。表6-2中的重量百分比指的是母粒中各组分所占的比例。

                    表6-1

组成	重量百分比(％)
		2.1wt％锑掺杂的氧化锡纳米粉粗产品	31.75
二甲苯	63.49
		二丁基胺	1.59
聚乙烯醇	3.17

                表6-2

组成	重量百分比(％)
		聚乙烯	73.16
锑掺杂的氧化锡纳米粉	22.63
		2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮	2.81
苯并***	1.4

(2)母粒通过140～180℃塑炼，采用T型机头挤出流延的方法制备薄膜，挤出温度为200～220℃，制得厚度5μm的薄膜，用于阳光控制低辐射保温薄膜。

实施例7

实施例5所得到的薄膜与用磁控溅射方法镀有10nm厚的铝膜的聚酯薄膜和热敏胶复合，可以做为建筑玻璃的阳光控制低辐射贴膜和汽车隔热节能贴膜，节能效果可增加约10％。

实施例8

(1)将购得的9wt％氟掺杂的氧化锡纳米粉粗产品与分散介质和分散剂按表8-1的组成和比例混合，配合直径为0.8毫米的氧化锆珠进行砂磨，然后分离出氧化锆珠，得到平均粒径为20纳米的9wt％氟掺杂的氧化锡纳米分散液。将此氟掺杂氧化锡颗粒均匀分散的溶液，低密度聚乙烯，聚丙烯，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，2-(2’羟基-5’-甲基苯基)苯并***按照重量比为100∶20∶100∶2∶2的比例混合，减压干燥，得到母粒，组成如表8-2。表8-2中的重量百分比指的是母粒中各组分所占的比例。

                    表8-1

组成	重量百分比(％)
		9wt％氟掺杂的氧化锡纳米粉粗产品	10.63
二甲苯	85.11
		二丁基胺	2.13
聚乙烯醇	2.13

表8-2

组成	重量百分比(％)
		聚丙烯	72
聚乙烯	16.8
		氟掺杂的氧化锡纳米粉	7.84
2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮	1.68
		2-(2’羟基-5’-甲基苯基)苯并***	1.68

(2)母粒通过140～180℃塑炼，采用T型机头挤出流延的方法制备薄膜，挤出温度为200～220℃，制得厚度50μm的阳光控制节能薄膜。

实施例9：

采用实施例1和实施例3的方法分别得到锡掺杂的氧化铟和锑掺杂的氧化锡纳米分散溶液，并将它们与聚丙烯，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮按照重量比为50∶50∶100∶2的比例充分混合后减压干燥，得到母粒，组成如表9-1。表9-1中的重量百分比指的是母粒中各组分所占的比例。

                表9-1

组成	重量百分比(％)
		聚丙烯	76.08
锡掺杂氧化铟纳米粉(实施例1中)	12.88
		锑掺杂氧化锡纳米粉(实施例3中)	9.52
2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮	1.52

母粒通过140～180℃塑炼，采用T型机头挤出流延的方法制备薄膜，挤出温度为200～220℃，制得厚度30μm的薄膜。薄膜性能测试结果如表9-2所示。

                      表9-2：

可见光透过率(@500nm)(％)	阳光红外屏蔽(％)	紫外屏蔽(％)	铅笔硬度
				82	63	78	3H

实施例10

(1)采用实施例4的方法制得3wt％钨掺杂的氧化钒纳米分散液，并与低密度聚乙烯，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，2-(2’羟基-5’-甲基苯基)苯并***，抗氧剂CA按照10∶100∶2∶4∶0.1的比例充分混合后，减压干燥得到母粒，组成如表10。表10中的重量百分比指的是母粒中各组分所占的比例。

                    表10

组成	重量百分比(％)
		聚乙烯	92.34
钨掺杂的氧化钒纳米粉(实施例4中)	1.97
		2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮	1.89
2-(2’羟基-5’-甲基苯基)苯并***	3.71
		抗氧剂CA	0.09

(2)母粒通过140～180℃塑炼，采用T型机头挤出流延的方法制备薄膜，挤出温度为200～220℃，制得厚度16μm的薄膜。当温度升高或阳光变强，此薄膜阻隔和反射阳光热量的能力增加，应用于建筑玻璃上，从而在夏天控制热量进入室内，达到节约空调费用的效果。

Claims (10)

1.一种阳光控制低辐射透明薄膜，其特征是：所述的阳光控制低辐射透明薄膜的组分包含70～99.9wt％的有机高分子、0.1～30wt％的掺杂的金属氧化物纳米粒子和0～29.9wt％的助剂；

所述的掺杂的金属氧化物纳米粒子的金属氧化物选自氧化铟、氧化锡、氧化锌、氧化镉、氧化钛、氧化钒中的一种或一种以上的混合物；

所述的氧化铟中掺杂的金属选自锡、镓、锑、钛、钨、铜、铁、锆中的一种或一种以上的混合物；掺杂金属与氧化铟中铟的摩尔比为0.1～20∶100；

所述的氧化锡中掺杂的金属选自锑、氟、磷、钛、钴、锌、钨、锰、铈、碲、铁、金、银、铂中的一种或一种以上的混合物；掺杂金属与氧化锡中锡的摩尔比为0.1～20∶100；

所述的氧化锌中掺杂的金属选自铝、锑、铋、锡、钛、铟、铜、铁、镉、钨、锂、锰、镁、镓、铈、银中的一种或一种以上的混合物；掺杂金属与氧化锌中锌的摩尔比为0.1～20∶100；

所述的氧化镉中掺杂的金属选自锡、镧、铋、氟、钨、铜中的一种或一种以上的混合物；掺杂金属与氧化镉中镉的摩尔比为0.1～20∶100；

所述的氧化钛中掺杂的金属选自铌、锡、锌、镧中的一种或一种以上的混合物；掺杂金属与氧化钛中钛的摩尔比为0.1～20∶100；

所述的掺杂氧化钒中的金属选自锡、钛、氟、钨、铜中的一种或一种以上的混合物；掺杂金属与氧化钒中钒的摩尔比为0.1～20∶100；

所述的助剂选自增塑剂、偶联剂、稳定剂中的一种或一种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的透明薄膜，其特征是：所述的掺杂的金属氧化物纳米粒子的粒径小于等于200nm。

3.根据权利要求1所述的透明薄膜，其特征是：所述的增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异辛酯、丁二酸二异癸酯、己二酸二辛酯、磷酸三辛酯、硬脂酸正丁酯、聚己二酸丙二醇酯、环氧硬脂酸辛酯、环氧大豆油中的一种或一种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的透明薄膜，其特征是：所述的偶联剂选自钛酸乙酯、钛酸丁酯、钛酸异丙酯、四乙氧基锡、辛酸锡酯、正硅烷乙酯、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-羟乙基氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷或上述类型的硅烷中甲氧基被乙氧基硅烷代替的硅烷中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的透明薄膜，其特征是：所述的稳定剂选自苯并***、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并***、2-(2’羟基-5’-甲基苯基)苯并***、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、N-(乙-苯基甲醚、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2，4-二羟基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲醚、N-(乙氧基羰基苯基)-N’-乙基-N’-5-磺酸二苯酮、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并***、1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、亚磷酸三苯酯、月桂酸二丁基锡中的一种、二种或三种稳定剂的混合物。

6.根据权利要求1所述的透明薄膜，其特征是：所述的有机高分子选自聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯中的一种，或这些高分子材料中的任意2～3种高分子的共聚、共混材料。

7.一种根据权利要求1～6任一项所述的透明薄膜的制备方法，其特征是：该方法包括以下步骤：

(1).将掺杂的金属氧化物纳米粉体粗产品分散在分散介质中，并加入分散剂组成反应体系，体系中掺杂的金属氧化物粉体粗产品为5～40wt％，分散介质为59.5～94.5wt％，分散剂为0.5～5wt％；经砂磨，得到掺杂的金属氧化物纳米粒子的分散液；

(2).在步骤(1)制备出的掺杂的金属氧化物纳米粒子的分散液中加入有机高分子和助剂，充分搅拌、混合后，减压干燥得到母粒；

所述的母粒中含有70～99.9wt％的有机高分子、0.1～30wt％的掺杂的金属氧化物纳米粒子和0～29.9wt％的助剂；

(3).将步骤(2)得到的母粒通过挤出吹塑、压延、拉伸或挤出浇塑，制备出阳光控制低辐射保温节能薄膜。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是：所述的分散介质选自乙醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、二甲苯、二氧六环、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、环己烷、环己酮、氯仿、石油醚、乙酸乙酯、醋酸丁酯、白油、液态石蜡、聚乙烯醇中的一种或一种以上的混合物；

所述的分散剂选自有机酸、有机氨、带羟基的表面活性剂中的一种或一种以上的混合物。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征是：所述的有机酸选自己酸、十二酸、十四酸、苯甲酸、酒石酸中的一种或一种以上的混合物；

所述的有机氨选自三乙醇胺、三乙胺、二乙醇胺、二乙胺、乙醇胺、二异丙醇胺、丁基胺、二丁基胺中的一种或一种以上的混合物；

所述的带羟基的表面活性剂选自聚乙烯醇、吐温60，吐温80、斯潘60，斯潘80、特辛基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇中的一种或一种以上的混合物。

10.一种根据权利要求1所述的阳光控制低辐射透明薄膜的用途，其特征是：所述的阳光控制低辐射透明薄膜与压敏胶、热敏胶复合，做为建筑玻璃、车辆、轮船视窗的贴膜，增加其阳光控制低辐射性能。

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