專利名稱：一種具有多層復合結(jié)構(gòu)的透明隔熱材料及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種集隔熱、保溫、紅外阻隔功能為一體的透明隔熱膜或板材的制備方法和應用，尤其涉及一種具有多層復合結(jié)構(gòu)的透明隔熱材料及其制備方法，屬于無機-有機復合材料領域。
背景技術(shù)：
太陽光是由于太陽發(fā)生熱核聚變反應產(chǎn)生的強烈光輻射，當太陽光被物體吸收時，光能就轉(zhuǎn)換為熱能，靠近紅光的光所含熱能比例較大，紫光雖所含熱能比例小，但具有很強的老化作用，過強紫外光對人體皮膚和眼睛等部位危害很大。透明隔熱功能材料可以有效起到節(jié)能、環(huán)保的作用，正與現(xiàn)今提倡的環(huán)境友好型城市建設相統(tǒng)一，同時可以有效降低紫外線和紅外線對人體的傷害作用。用于建筑中可以有效阻隔外部熱量的進入，給人們創(chuàng)造舒適環(huán)境的同時也可以降低空調(diào)的使用率?，F(xiàn)在的隔熱材料分為熱放射和多孔材料兩類，玻璃幕墻因具有隔熱、隔音、防潮等優(yōu)異的性能在十年前被廣泛的應用于高層建筑物，可如今產(chǎn)生的較大問題即為光污染、能耗大、易碎與質(zhì)重導致外部玻璃的大量脫落，嚴重威脅到人類的生命安全。高分子材料具有質(zhì)輕、高強、耐腐蝕、絕緣、耐輻射、透明、易加工等優(yōu)異的性能，通過不同的改性設計，目前已有部分產(chǎn)品取代原有玻璃產(chǎn)品。同時，也可以在高分子材料中加入一些無機材料，使材料具有某些特定的功能，例如，在高分子中復合具有隔熱性能的無機粉體材料具有透明、隔熱、保溫等眾多優(yōu)異性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有多層復合結(jié)構(gòu)的透明隔熱材料，本發(fā)明的另一目的是提供上述材料的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種具有多層復合結(jié)構(gòu)的透明隔熱材料，其特征在于由紅外阻隔層(I)和自支撐透明中空層(2)組成；紅外阻隔層(I)位于自支撐透明中空層(2) 的上方；其中，紅外阻隔層(I)由透明高分子材料和隔熱功能材料復合而成，其中透明高分子材料占透明高分子材料和隔熱功能材料總質(zhì)量的60-90%，隔熱功能材料占透明高分子材料和隔熱功能材料總質(zhì)量的10-40%;自支撐中空層⑵由聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)透明樹脂、透明聚酰亞胺(PA)、聚苯乙烯(PS)中的任意一種組成，且自支撐透明中空層內(nèi)部具有工字型、瓦楞型或孔結(jié)構(gòu)。優(yōu)選所述的透明高分子材料至少為聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚氨酯(PU)或聚酰胺(PA)中的一種；所述的隔熱功能材料為具有紅外反射-吸收特性的無機材料，優(yōu)選市售的硅烷偶聯(lián)劑(KH560或KH570等)表面活性劑改性的具有紅外阻隔特性的無機納米粉體氧化錫銻 (ΑΤ0)、氧化銦錫(ITO)或氧化鋅鋁(AZO)，大大提高了無機粉體與高分子材料的相容性；改性后的無機粉體采用流延法或低溫溶解法與透明高分子材料進行復合，得到分散均勻的第一層紅外線阻隔層隔熱材料。優(yōu)選所述的紅外阻隔層⑴的厚度為20-150um ；自支撐透明中空層(2)的厚度為 O. 5_20mm。本發(fā)明還提供了制備上述的透明隔熱材料的方法，其具體步驟為I)先將透明高分子材料與隔熱功能材料按質(zhì)量百分比進行混合，采用為流延法、 擠出法或低溫溶解法進行成型制成厚度為20-150um的紅外阻隔層；2)自支撐透明中空層(2)為市售材料，作為紅外阻隔層的基體材料，厚度選擇范圍為 O. 5-20mm ；3)采用共擠的方式將紅外阻隔層⑴復合到自支撐透明中空層(2)上，得到透明隔熱材料。所述的透明隔熱膜或板材自上而下由第一層紅外線阻隔層和第二層自支撐透明中空層組成，其中第一層紅外線阻隔層適用于與多種材料復合隔熱。第二層自支撐透明中空層可以是工字型、瓦楞型或多孔結(jié)構(gòu)，可以由聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)透明樹脂等具有一定強度和透明性的材料組成。透明中空層作為紅外線阻隔層的支撐材料，將紅外線阻隔層采用共擠的方式復合到隔熱支撐材料上，使得本專利材料在價格低廉的同時具有紅外阻隔、隔熱、耐沖擊、保溫、透明等優(yōu)異性能。有益效果本發(fā)明的第一層紅外線阻隔層具有熱反射-吸收的功能，對于被保護的材料具有主動反射能量隔絕熱量的能力，使得熱量不需進入材料體內(nèi)就可隔熱，不需采用傳統(tǒng)的增加厚度的方法，薄膜或板材都可以隔熱，本發(fā)明的隔熱材料的可見光透過率達到75%以上， 近紅外光區(qū)屏蔽率達到60%以上，紫外光屏蔽率達到98%以上。


圖I為透明隔熱材料的結(jié)構(gòu)示意圖；其中I-紅外線阻隔層；2_自支撐中空層。
具體實施例方式實施例I流延法制備PC與KH560改性后ATO粉體的復合板材在700gPC中加入300g的KH560改性ATO粉體(海泰生產(chǎn))，使用轉(zhuǎn)矩流變儀進行復合，共混完成后采用流延成型制成100 μ m紅外隔熱層，再將100 μ m紅外隔熱層和IOmm 厚瓦楞型結(jié)構(gòu)ABS中空透明板經(jīng)共擠制成透明隔熱復合板材。表I紅外阻隔層隔熱材料的光學和隔熱性能
權(quán)利要求
1.一種具有多層復合結(jié)構(gòu)的透明隔熱材料，其特征在于由紅外阻隔層(I)和自支撐透明中空層(2)組成；其中，紅外阻隔層(I)由透明高分子材料和隔熱功能材料復合而成，其中透明高分子材料占透明高分子材料和隔熱功能材料總質(zhì)量的60-90%，隔熱功能材料占透明高分子材料和隔熱功能材料總質(zhì)量的10-40% ;自支撐中空層(2)由聚碳酸酯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物透明樹脂、透明聚酰亞胺、聚苯乙烯中的任意一種組成， 且自支撐透明中空層內(nèi)部具有工字型、瓦楞型或孔結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利I要求所述的透明隔熱材料，其特征在于所述的透明高分子材料至少為聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氨酯或聚酰胺中的一種；所述的隔熱功能材料為硅烷偶聯(lián)劑改性的氧化錫銻、氧化銦錫或氧化鋅鋁。
3.根據(jù)權(quán)利I要求所述的透明隔熱材料，其特征在于所述的紅外阻隔層(I)的厚度為 20-150um;自支撐透明中空層(2)的厚度為O. 5_20mm。
4.一種制備如權(quán)利要求I所述的透明隔熱材料的方法，其具體步驟為.1)先將透明高分子材料與隔熱功能材料按質(zhì)量百分比進行混合，采用為流延法、擠出法或低溫溶解法進行成型制成厚度為20-150um的紅外阻隔層；.2)選擇厚度選擇范圍為O.5-20mm自支撐透明中空層材料，作為紅外阻隔層的基體材料；.3)采用共擠的方式將紅外阻隔層(I)復合到自支撐透明中空層(2)上，得到透明隔熱材料。
全文摘要
一種具有多層復合結(jié)構(gòu)的透明隔熱材料，第一層為紅外線阻隔層(1)，第二層為自支撐透明中空層(2)；其中紅外線阻隔層(1)由透明高分子材料、具有紅外阻隔功能的納米材料組成；本發(fā)明隔熱透明材料兼具價廉、質(zhì)輕、耐沖擊、易塑形、剪裁方便、性能優(yōu)異等特點，本發(fā)明隔熱材料的可見光透過率達到75％以上，近紅外光區(qū)屏蔽率達到60％以上，紫外光屏蔽率達到98％以上。
文檔編號B32B27/18GK102582136SQ201210038888
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者倪亞茹, 呂鋒, 陸春華, 陶靜, 龔偉 申請人:南京工業(yè)大學