一种超疏水性薄膜及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及薄膜材料领域，具体涉及一种超疏水性薄膜及其生产方法和应用。所述薄膜包括6层，从下往上依次是剥离层、胶层、第一聚酯薄膜层、复合层、第二聚酯薄膜层、防雾涂层。本发明的超疏水性薄膜具有良好的防雾功能，同时克服传统电加热式防雾膜的能耗缺点，同时发明中添加了传统防雾膜没有的隔热、防紫外线、抗氧化等优点；而且，本发明采用了多层涂布复合技术，从而使薄膜具备了优秀的防爆功能；同时本发明采用的疏水涂层具有容易清洁，不易吸潮等优点。

权利要求

1.一种超疏水性薄膜，其特征在于：所述膜包括6层，从下往上依次是剥离层、胶层、第一聚酯薄膜层、复合层、第二聚酯薄膜层、疏水涂层；

所述复合层是复合胶水、抗氧化剂、紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂、红外线吸收剂按照百分含量为1：0.05-0.5：0.1-0.5：0.05-0.6：0.06-0.18复合而成；

所述疏水涂层由纳米二氧化硅与聚氨酯类光固化树脂按照质量百分比1:4组成；

所述胶层的选自丙烯酸压敏胶、硅树脂类压敏胶、TPU类压敏胶中的任意一种；

其中所述丙烯酸压敏胶为丙烯酸树脂和醋酸乙酯按照质量百分比2～3:3～2制备而成；所述硅树脂类压敏胶是由二甲基硅油和NQ树脂按照质量百分比2:3配制后，与稀释剂按照质量百分比0.5～1.5:3.5～4.5稀释而成，其中所述稀释剂可以为甲苯或者环己烷；所述TPU类压敏胶是由弹性聚氨酯树脂与稀释剂按照质量百分比3:7稀释而成，其中所述的稀释剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯或者异丙醇。

2.根据权利要求1所述的超疏水性薄膜，其特征在于：所述剥离层、第一聚酯薄膜层、第二聚酯薄膜层采用透光率在92％以上的光学级聚酯薄膜。

3.根据权利要求2所述的超疏水性薄膜，其特征在于：所述剥离层的厚度为0.016mm-

0.019mm。

4.根据权利要求2所述的超疏水性薄膜，其特征在于：所述第一聚酯薄膜层、第二聚酯薄膜层的厚度为23um。

5.根据权利要求1所述的超疏水性薄膜，其特征在于：所述复合层的厚度为0.005mm-

0.01mm。

6.根据权利要求1所述的超疏水性薄膜，其特征在于：所述疏水涂层的厚度为不大于

0.01mm。

7.一种如上任意一项权利要求所述的超疏水性薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)选择原材料：选择透光率92％以上的聚酯薄膜，采用日本TOYOBO公司TA101；

(2)配料：按所述比例分别称取复合层和疏水涂层所需的原料组份；

(3)搅拌：分别搅拌至物料分散均匀，控制各个物料在基体中的浓度变化，控制搅拌过程的温度不得高于30℃；

(4)涂布：从下往上依次粘贴剥离层、胶层、第一聚酯薄膜层，在第一聚酯薄膜层上采用狭缝式涂布工艺，将搅拌均匀的复合层涂料，均匀的涂布在第一聚酯薄膜层表面，然后通过冷压方式依次复合第二聚酯薄膜层、疏水涂层；

(5)收卷：牵引速度控制为10m/min-15m/min。

说明书

一种超疏水性薄膜及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种膜材料，尤其是一种超疏水性薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 中国的南方是亚热带季风气候，亚热带季风气候区域平均年降水量一般在800mm～1600mm。雨水天气比较频繁。而汽车又是我们出行最常用的交通工具。下雨天驾驶员的视线障碍较大，车辆在高速行驶中，落下的雨水和超车时飞溅起来的水花附在挡风玻璃的外面，驾驶员只能看清雨刷扫过的部分，且雨刷也不能及时刷去雨水，很容易造成事故的发生。

[0003] 通常，制备超疏水性表面的方法有两种：一种是在具有低表面能的疏水材料(接触角大于90°)表面构筑粗糙的几何结构；另一种是在具有粗糙结构的表面上利用低表面能物质如硅化物、氟化物等进行表面修饰。

[0004] 目前制备超疏水表面的方法有很多种，例如，电纺技术、溶液的方法、模板合成法、等离子体聚合或刻蚀、氟硅烷修饰等，但是多数方法所采用的原料或设备比较昂贵，或者制备条件苛刻，费时费力，尤其难以制备出大面积的超疏水薄膜，这些都限制了它们的广泛实际应用。所以迫切需要简单省时省力的方法来制备出低成本、大面积超疏水性薄膜来满足实际需要。

发明内容

[0005] 针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种成本低、面积连续的超疏水性薄膜。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供一种超疏水性薄膜，所述薄膜包括6层，从下往上依次是剥离层、胶层、第一聚酯薄膜层、复合层、第二聚酯薄膜层、疏水涂层，其中复合层、疏水涂层、胶层是我们自己制备，其余层可以通过购买得到。

[0007] 进一步的，所述剥离层、第一聚酯薄膜层、第二聚酯薄膜层采用透光率在92％以上的光学级聚酯薄膜。

[0008] 优选的，所述聚酯薄膜采用日本TOYOBO公司TA101。

[0009] 进一步的，所述剥离层的厚度为0.016mm-0.019mm，所述第一聚酯薄膜层、第二聚酯薄膜层的厚度为23um。

[0010] 进一步的，所述胶层的选自丙烯酸压敏胶、硅树脂类压敏胶、TPU类压敏胶中的任意一种。

[0011] 其中所述丙烯酸压敏胶为丙烯酸树脂和醋酸乙酯按照质量百分比2～3∶3～2制备而成；所述硅树脂类压敏胶是由二甲基硅油和NQ树脂按照质量百分比2∶3配制后，与稀释剂按照质量百分比0.5～1.5∶3.5～4.5稀释而成，其中所述稀释剂可以为甲苯或者环己烷；所述TPU类压敏胶是由弹性聚氨酯树脂与稀释剂按照质量百分比3∶7稀释而成，其中所述的稀释剂可以为醋酸乙酯。醋酸丁酯或者异丙醇。

[0012] 进一步的，所述胶层的厚度为0.01mm。

[0013] 进一步的，所述复合层是复合胶水、抗氧化剂、紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂、红外线吸收剂按照百分含量为1∶0.05-0.5∶0.1-0.5∶0.05-0.6∶0.06-0.18复合而成。

[0014] 进一步的，所述复合层的厚度为0.005mm-0.01mm。

[0015] 进一步的，所述疏水涂层由纳米二氧化硅与聚氨酯类光固化树脂按照质量百分比1∶4组成。

[0016] 优选的，纳米二氧化硅的粒径为30-40nm。

[0017] 进一步的，所述疏水涂层的厚度为不大于0.01mm。

[0018] 制备如上所述的超疏水性薄膜，包括如下步骤：

[0019] (1)选择原材料：选择透光率92％以上的聚酯薄膜，本发明中采用日本TOYOBO公司TA101；

[0020] (2)配料：按所述比例分别称取复合层和疏水涂层所需的原料组份；

[0021] (3)搅拌：分别搅拌至物料分散均匀，控制各个物料在基体中的浓度变化，控制搅拌过程的温度不得高于30℃；

[0022] (4)涂布：从下往上依次粘贴剥离层、胶层、第一聚酯薄膜层，在第一聚酯薄膜层上采用狭缝式涂布工艺，将搅拌均匀的复合层涂料，均匀的涂布在第一聚酯薄膜层表面，然后通过冷压方式依次复合第二聚酯薄膜层、疏水涂层；

[0023] (5)收卷：牵引速度控制为10m/min-15m/min。

[0024] 所得超疏水性膜可用于汽车挡风玻璃、建筑外墙玻璃、眼镜镜片、航海船底贴膜、输电电线(防止电线覆冰从而导致短路)、半导体传输线(可以防止雨天因水滴放电而产生的噪音)等方面。

[0025] 本发明的有益效果为：本发明的超疏水防雾膜具有良好的防雾功能，同时克服传统电加热式防雾膜的能耗缺点，同时发明中添加了传统防雾膜没有的隔热、防紫外线、抗氧化等优点；而且，本发明采用了多层涂布复合技术，从而使薄膜具备了优秀的防爆功能；同时本发明采用的纳米超疏水防雾涂层具有容易清洁，不易吸潮等优点；本发明还提供所述的超疏水防雾膜的生产方法，所述方法可生产各种不同功能的薄膜，且具有很高的加工精度，同时又能保持最佳的尺寸精度，所制得的复合薄膜具有优良的光学性能和厚薄均匀度。

附图说明

[0026] 图1为本发明的结构示意图。

[0027] 1-疏水涂层；2-第二聚酯薄膜层；3-复合层；4-第一聚酯薄膜层；5-胶层；6-剥离层具体实施方式

[0028] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步解释。

[0029] 实施例1：

[0030] 本发明实施例所述的本发明提供一种超疏水性薄膜，如图1所示，所述薄膜包括6层，从下往上依次是剥离层6、胶层5、第一聚酯薄膜层4、复合层3、第二聚酯薄膜层2、疏水涂层1，其中复合层3、疏水涂层1、胶层5是我们自己制备，其余层可以通过购买得到。

[0031] 其中，所述剥离层6、第一聚酯薄膜层4、第二聚酯薄膜层2采用透光率在92％以上的光学级聚酯薄膜，优选的，所述聚酯薄膜采用日本TOYOBO公司TA101。

[0032] 另外，所述剥离层6的厚度为0.016mm，所述第一聚酯薄膜层4、第二聚酯薄膜层2的厚度为23um。

[0033] 所述胶层5的厚度为0.01mm，所述胶层5为丙烯酸压敏胶，所述丙烯酸压敏胶为丙烯酸树脂和醋酸乙酯按照质量百分比2∶3制备而成；

[0034] 其中，所述复合层3是复合胶水、抗氧化剂、紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂、红外线吸收剂按照百分含量为1∶0.5∶0.5∶0.6∶0.18复合而成，厚度为0.005mm。

[0035] 进一步的，所述疏水涂层由纳米二氧化硅与聚氨酯类光固化树脂按照质量百分比1∶4组成，纳米二氧化硅的粒径为30nm，所述疏水涂层的厚度为0.01mm。

[0036] 制备如上所述的超疏水性薄膜，包括如下步骤：

[0037] (1)选择原材料：选择透光率92％以上的聚酯薄膜，本发明中采用日本TOYOBO公司TA101；

[0038] (2)配料：按所述比例分别称取复合层和疏水涂层所需的原料组份；

[0039] (3)搅拌：分别搅拌至物料分散均匀，控制各个物料在基体中的浓度变化，控制搅拌过程的温度不得高于30℃；

[0040] (4)涂布：从下往上依次粘贴剥离层、胶层、第一聚酯薄膜层，在第一聚酯薄膜层上采用狭缝式涂布工艺，将搅拌均匀的复合层涂料，均匀的涂布在第一聚酯薄膜层表面，然后通过冷压方式依次复合第二聚酯薄膜层、疏水涂层；

[0041] (5)收卷：牵引速度控制为10m/min。

[0042] 将得到的超疏水性薄膜进行相关的性能测试，测试结果如表一所示。

[0043] 从表一的结果可以看出，采用本实施例所述的配比及其方法制备的超疏水性薄膜，可见光透射率高达90％，可见光透射变化率为5％，说明其具有较高的、稳定的透光率；紫外线阻隔率为100％，紫外线阻隔率变化率为3％，说明所制备的超疏水性防雾膜可以完全阻隔紫外线的照射，并且比较稳定；红外线阻隔率为90％，红外线阻隔率变化率为2％，说明所制备的超疏水性防雾膜具有较佳的隔热效果；水滴接触角为153°，高于标准的150°，是一种超疏水性薄膜。

[0044] 实施例2：

[0045] 与实施例1基本相同，不同的是：

[0046] 所述复合层3是复合胶水、抗氧化剂、紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂、红外线吸收剂按照百分含量为1∶0.05∶0.1∶0.05∶0.06复合而成，厚度为0.01mm。

[0047] 所述胶层5为丙烯酸压敏胶，所述丙烯酸压敏胶为丙烯酸树脂和醋酸乙酯按照质量百分比3∶2制备而成。

[0048] 将得到的超疏水性薄膜进行相关的性能测试，测试结果如表二所示，从表二的结果可以看出，采用本实施例所述的配比及其方法制备的超疏水性防雾膜，可见光透射率高达97％，可见光透射变化率为3％，说明其具有较高的、稳定的透光率；紫外线阻隔率为100％，紫外线阻隔率变化率为2％，说明所制备的超疏水性防雾膜可以完全阻隔紫外线的照射，并且比较稳定；红外线阻隔率为94％，红外线阻隔率变化率为2％，说明所制备的超疏水性防雾膜具有较佳的隔热效果；水滴接触角为152°，高于标准的150°，是一种超疏水性薄膜。

[0049] 实施例3：

[0050] 与实施例1基本相同，不同的是：所述胶层5为硅树脂类压敏胶。

[0051] 所述硅树脂类压敏胶是由二甲基硅油和NQ树脂按照质量百分比2∶3配制后，与稀释剂按照质量百分比0.5∶3.5稀释而成，其中所述稀释剂为甲苯。

[0052] 所述剥离层的厚度为0.019mm；

[0053] 所述疏水涂层由纳米二氧化硅与聚氨酯类光固化树脂按照质量百分比1∶4组成，纳米二氧化硅的粒径为40nm，所述疏水涂层的厚度为0.005mm。

[0054] 将得到的超疏水性薄膜进行相关的性能测试，测试结果如表三所示，从表三的结果可以看出，采用本实施例所述的配比及其方法制备的超疏水性防雾膜，可见光透射率为87％，可见光透射变化率为3％，说明其具有较高的、稳定的透光率；紫外线阻隔率为100％，紫外线阻隔率变化率为2％，说明所制备的超疏水性薄膜可以完全阻隔紫外线的照射，并且比较稳定；红外线阻隔率为94％，红外线阻隔率变化率为1％，说明所制备的超疏水性薄膜具有较佳的隔热效果；水滴接触角为162°，高于标准的150°，是一种超疏水性薄膜。

[0055] 实施例4：

[0056] 与实施例1基本相同，不同的是：所述胶层5为硅树脂类压敏胶。

[0057] 所述硅树脂类压敏胶是由二甲基硅油和NQ树脂按照质量百分比2∶3配制后，与稀释剂按照质量百分比1.5∶4.5稀释而成，其中所述稀释剂为环己烷；

[0058] 将得到的超疏水性薄膜进行相关的性能测试，测试结果如表四所示，从表四的结果可以看出，采用本实施例所述的配比及其方法制备的超疏水性防雾膜，可见光透射率为90％，可见光透射变化率为3％，说明其具有较高的、稳定的透光率；紫外线阻隔率为100％，紫外线阻隔率变化率为2％，说明所制备的超疏水性薄膜可以完全阻隔紫外线的照射，并且比较稳定；红外线阻隔率为93％，红外线阻隔率变化率为1％，说明所制备的超疏水性薄膜具有较佳的隔热效果；水滴接触角为160°，高于标准的150°，是一种超疏水性薄膜。

[0059] 实施例5：

[0060] 与实施例1基本相同，不同的是：所述胶层5为TPU类压敏胶，所述TPU类压敏胶是由弹性聚氨酯树脂与稀释剂按照质量百分比3∶7稀释而成，其中所述的稀释剂为醋酸乙酯。

[0061] 将得到的超疏水性薄膜进行相关的性能测试，测试结果如表五所示，从表五的结果可以看出，采用本实施例所述的配比及其方法制备的超疏水性防雾膜，可见光透射率为87％，可见光透射变化率为3％，说明其具有较高的、稳定的透光率；紫外线阻隔率为100％，紫外线阻隔率变化率为2％，说明所制备的超疏水性薄膜可以完全阻隔紫外线的照射，并且比较稳定；红外线阻隔率为94％，红外线阻隔率变化率为1％，说明所制备的超疏水性薄膜具有较佳的隔热效果；水滴接触角为163°，高于标准的150°，是一种超疏水性薄膜。

[0062] 实施例6：

[0063] 与实施例1基本相同，不同的是：所述胶层5为TPU类压敏胶，所述TPU类压敏胶是由弹性聚氨酯树脂与稀释剂按照质量百分比3∶7稀释而成，其中所述的稀释剂为醋酸丁酯。

[0064] 将得到的超疏水性薄膜进行相关的性能测试，测试结果如表五所示，从表五的结果可以看出，采用本实施例所述的配比及其方法制备的超疏水性防雾膜，可见光透射率为86％，可见光透射变化率为3％，说明其具有较高的、稳定的透光率；紫外线阻隔率为100％，紫外线阻隔率变化率为2％，说明所制备的超疏水性薄膜可以完全阻隔紫外线的照射，并且比较稳定；红外线阻隔率为97％，红外线阻隔率变化率为1％，说明所制备的超疏水性薄膜具有较佳的隔热效果；水滴接触角为162°，高于标准的150°，是一种超疏水性薄膜。

[0065] 实施例7：

[0066] 与实施例1基本相同，不同的是：所述胶层5为TPU类压敏胶，所述TPU类压敏胶是由弹性聚氨酯树脂与稀释剂按照质量百分比3∶7稀释而成，其中所述的稀释剂为异丙醇。

[0067] 将得到的超疏水性薄膜进行相关的性能测试，测试结果如表五所示，从表五的结果可以看出，采用本实施例所述的配比及其方法制备的超疏水性防雾膜，可见光透射率为89％，可见光透射变化率为3％，说明其具有较高的、稳定的透光率；紫外线阻隔率为100％，紫外线阻隔率变化率为2％，说明所制备的超疏水性薄膜可以完全阻隔紫外线的照射，并且比较稳定；红外线阻隔率为97％，红外线阻隔率变化率为1％，说明所制备的超疏水性薄膜具有较佳的隔热效果；水滴接触角为165°，高于标准的150°，是一种超疏水性薄膜。

[0068] 惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，举凡熟悉此项技艺的专业人士。在了解本发明的技术手段之后，自然能依据实际的需要，在本发明的教导下加以变化。因此凡依本发明申请专利范围所作的同等变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

[0069] 表一：超疏水性薄膜的性能测试结果

[0070]

[0071] 表二：超疏水性薄膜的性能测试结果

[0072]

[0073] 表三：超疏水性薄膜的性能测试结果

[0074]

[0075] 表四：超疏水性薄膜的性能测试结果

[0076]

[0077] 表五：超疏水性薄膜的性能测试结果

[0078]

[0079] 表六：超疏水性薄膜的性能测试结果

[0080]

[0081] 表七：超疏水性薄膜的性能测试结果

[0082]