本發(fā)明涉及一種光學薄膜的制備方法，具體為一種一步拉伸制備可見光高透紅外高阻隔光學薄膜的方法；屬于光學材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
將具有功能性的無機納米材料和有機高分子材料均勻復合一直是復合材料領(lǐng)域研究的熱點。因為一般的有機高分子材料具有生產(chǎn)簡單、易加工成型、透明度高、成本低等優(yōu)點，但也有耐候性差、功能性弱等缺點；而無機材料具有耐溫好、多功能(防靜電、抗紫外、防污、防靜電)等優(yōu)點，但缺點是不容易加工成型，特別是非幾何規(guī)則難以加工的缺點制約其在日常生活中的大規(guī)模使用。因此，單一材料制約了有機材料和無機材料在產(chǎn)業(yè)升級過程中的應(yīng)用。
若能將無機材料、特別是無機納米顆粒均勻地分散于有機高分子材料中，不僅可以制備出多功能的復合材料，同時還兼具有機材料和無機材料的優(yōu)點，如有機材料容易成型加工，而無機材料也可以提高有機材料的耐磨性，提高有機材料的耐候性等等。目前，這種有機無機復合材料將逐步應(yīng)用于我們的日常生活中，例如有機無機隔熱膜、有機無機防靜電膜、有機無機保溫膜、有機無機抗污膜等等。
目前，大規(guī)模制備透明性好、霧度低的有機無機復合材料方面的專利鮮有涉及，大部分都是直接添加或是偶聯(lián)劑改性，得到都是不透明的產(chǎn)品，而無機材料在有機體系中的高分散這一復合材料的發(fā)展趨勢已得到學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛認可。因此，本文公開一種有機無機紫外線阻隔復合母粒的制備方法，通過簡單的后續(xù)加工就可以制備出含有紫外阻隔功能的塑料板材和光學薄膜，通過該復合母粒制備的塑料板材或薄膜具有霧度低、耐候性好等優(yōu)點，這為傳統(tǒng)塑料行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級開拓一條良好的道路。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了提供一種一步拉伸制備可見光高透紅外高阻隔光學薄膜的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
一種一步拉伸制備可見光高透紅外高阻隔光學薄膜的方法，包括以下步驟：
(1)、將具有可見光高透紅外高阻隔的無機納米粉體制備成分散性好的納米色漿；
(2)、將分散性好的具有可見光高透紅外高阻隔的納米色漿與有機塑料母粒在280-285℃溫度下熔融分散；經(jīng)過雙螺桿攪拌10-15分鐘，之后擠出造粒得到具有可見光高透紅外高阻隔功能的塑料粒子；
(3)、在光學薄膜的拉伸過程中添加不超過50％的步驟(2)的可見光高透紅外高阻隔功能的塑料粒子即可制備出可見光高透紅外高阻隔的光學薄膜。
其中，步驟(1)中，可見光高透紅外高阻隔納米色漿的制備方法，包括混合、分散、研磨、過篩四步：
(a)混合：將具有可見光高透紅外高阻隔功能的無機納米粉體、有機分散劑和有機溶劑三者按質(zhì)量比(10-30)：(1-3)：(67-89)混合均勻；
(b)分散：將混合體在高速剪切分散介質(zhì)中高速剪切分散30-60分鐘，攪拌機的速度控制在1000-3000轉(zhuǎn)每分鐘以得到漿料；
(c)研磨：將高速剪切分散的漿料放進罐磨機、球磨機或是砂磨機中研磨分散得到色漿；
(d)過篩：將研磨好的色漿用400目的紗網(wǎng)過篩，以去除大的顆粒，得到可見光高透紅外高阻隔納米色漿。
步驟(1)中，所述具有可見光高透紅外高阻隔功能的無機納米粉體的三維尺寸均不超過100納米?？梢姽飧咄讣t外高阻隔
步驟(a)中，可見光高透紅外高阻隔是指可見光透過率高于70％，紅外光阻隔率高于90％，具體是指在波長550納米處的可見光透過率高于70％，在950納米和1400納米處的透過率低于10％。所述的具有紫外阻隔功能的無機納米分體為選自納米銫鎢青銅、納米氧化銦錫、納米氧化錫銻中的一種或幾種。
分散介質(zhì)為一般為惰性溶劑，在惰性介質(zhì)中進行有機改性，可以防止可見光高透紅外高阻隔納米粉體的變性，提高粉體的化學穩(wěn)定性。步驟(a)中，所述的有機分散劑選自含有羥基有機高分子長鏈、羧基有機高分子長鏈、環(huán)氧基有機高分子長鏈、含有氨基類的有機高分子長鏈中的一種；優(yōu)選地，所述的有機分散劑選自聚乙二醇類、聚丙烯酸類、聚乙烯吡咯烷酮類、聚氨酯類分散劑中的一種。
所述的有機分散助劑的添加量為無機納米粉體的0.5-15％，優(yōu)選5-8％。
步驟(a)中，所述的有機溶劑為醇類，酯類，苯類、酮類、醚類中的一種。所述的醇類為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一種；酯類為乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一種；苯類為甲苯、二甲苯中的一種。
步驟(1)中，所述的有機塑料母粒為pe母粒、pet母粒、pvc母粒、pp母粒、pc母粒、pva母粒、abs母粒中的一種。
步驟(3)中，所述的可見光高透紅外高阻隔粒子在制備光學薄膜之前，需要經(jīng)過120℃干燥24小時，并與白母粒經(jīng)攪拌機混合30分鐘以上。
步驟(3)中，在制備這種光學薄膜過程中，具有可見光高透紅外高阻隔功能的塑料粒子的添加量優(yōu)選不超過30％，更優(yōu)選不超過10％。
所述的可見光高透紅外高阻隔光學薄膜，可見光透過率高于70％，紅外光阻隔率高于90％，同時清晰度高，即一般霧度值小于1.5，具有高耐候的特點。
本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明應(yīng)用具有可見光高透紅外高阻隔的無機納米粉體和有機高分子塑料母粒共混，直接將多功能的無機納米粒子聚合在有機高分子材料里面，這樣一方面可以保持無機材料的功能性和穩(wěn)定性，另一方面也可以改性有機高分子材料光學性能、機械性能、化學穩(wěn)定性能等，而制備出的復合母粒可以用來方便地生產(chǎn)塑料板材或薄膜，而這種塑料制品具有霧度低、耐候性好等優(yōu)點，可以廣泛用于建筑、汽車、船舶等領(lǐng)域。
附圖說明
圖1為本發(fā)明可見光高透紅外高阻隔膜的透射率光譜圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例進一步闡述本發(fā)明的技術(shù)方案。
實施例1
步驟(1)制備具有可見光高透紅外高阻隔功能的分散色漿。
取銫鎢青銅10份，異丙醇89份，pvp分散劑1份放入到不銹鋼容器中，在高速剪切分散機中以1500r/min進行預分散30分鐘；之后放入到球磨機中球磨24小時，過篩去除大顆粒，得到均勻分散的銫鎢青銅阻隔的納米色漿。
步驟(2)
將上述制備好的納米色漿與pet母粒共混，在螺桿造粒機中加熱分散，之后擠出、冷卻、造粒得到具有可見光高透紅外光高阻隔的有機無機pet復合母粒。
步驟(3)
在制備可見光高透紅外高阻隔光學薄膜時，將具有可見光高透紅外高阻隔功能的有機無機pet復合母粒經(jīng)烘箱120℃干燥24小時，與大有光pet粒子的質(zhì)量添加比為5％進行混合添加，就可以得到可見光高透紅外高阻隔功能的pet光學薄膜。
這種可見光高透紅外高阻隔薄膜的透射率光譜圖見附圖1。
實施例2
步驟(1)制備具有可見光高透紅外高阻隔功能的分散色漿。
取銫鎢青銅8份，氧化銦錫2份，無水乙醇89份，pvp分散劑1份放入到不銹鋼容器中，在高速剪切分散機中以1500r/min進行預分散30分鐘；之后放入到球磨機中球磨24小時，過篩去除大顆粒，得到均勻分散的銫鎢青銅和氧化銦錫復合的納米色漿。
步驟(2)
將上述制備好的納米色漿與pet母粒共混，在螺桿造粒機中加熱分散，之后擠出、冷卻、造粒得到具有可見光高透紅外光高阻隔的有機無機pet復合母粒。
步驟(3)
在制備可見光高透紅外高阻隔光學薄膜時，將具有可見光高透紅外高阻隔功能的有機無機pet復合母粒經(jīng)烘箱120℃干燥24小時，與大有光pet粒子的質(zhì)量添加比為5％進行混合添加，就可以得到可見光高透紅外高阻隔功能的pet光學薄膜。
這種可見光高透紅外高阻隔薄膜的透射率光譜圖類似于附圖1。
實施例3
步驟(1)制備具有可見光高透紅外高阻隔功能的分散色漿。
取銫鎢青銅8份，氧化錫銻2份，無水乙醇89份，pvp分散劑1份放入到不銹鋼容器中，在高速剪切分散機中以1500r/min進行預分散30分鐘；之后放入到球磨機中球磨24小時，過篩去除大顆粒，得到均勻分散的銫鎢青銅和氧化錫銻復合的納米色漿。
步驟(2)
將上述制備好的納米色漿與pet母粒共混，在螺桿造粒機中加熱分散，之后擠出、冷卻、造粒得到具有可見光高透紅外光高阻隔的有機無機pet復合母粒。
步驟(3)
在制備可見光高透紅外高阻隔光學薄膜時，將具有可見光高透紅外高阻隔功能的有機無機pet復合母粒經(jīng)烘箱120℃干燥24小時，與大有光pet粒子的質(zhì)量添加比為5％進行混合添加，就可以得到可見光高透紅外高阻隔功能的pet光學薄膜。
這種可見光高透紅外高阻隔薄膜的透射率光譜圖類似于附圖1。
實施例4
步驟(1)制備具有可見光高透紅外高阻隔功能的分散色漿。
取鋰銫共摻鎢青銅8份，氧化錫銻2份，無水乙醇89份，peg分散劑1份放入到不銹鋼容器中，在高速剪切分散機中以1500r/min進行預分散30分鐘；之后放入到球磨機中球磨24小時，過篩去除大顆粒，得到均勻分散的鋰銫鎢青銅的納米色漿。
步驟(2)
將上述制備好的納米色漿與pet母粒共混，在螺桿造粒機中加熱分散，之后擠出、冷卻、造粒得到具有可見光高透紅外光高阻隔的有機無機pet復合母粒。
步驟(3)
在制備可見光高透紅外高阻隔光學薄膜時，將具有可見光高透紅外高阻隔功能的有機無機pet復合母粒經(jīng)烘箱120℃干燥24小時，與大有光pet粒子的質(zhì)量添加比為5％進行混合添加，就可以得到可見光高透紅外高阻隔功能的pet光學薄膜。
這種可見光高透紅外高阻隔薄膜的透射率光譜圖類似于附圖1。
實施例5
步驟(1)制備具有可見光高透紅外高阻隔功能的分散色漿。
取鈉銫共摻鎢青銅8份，氧化錫銻2份，無水乙醇89份，peg分散劑1份放入到不銹鋼容器中，在高速剪切分散機中以1500r/min進行預分散30分鐘；之后放入到球磨機中球磨24小時，過篩去除大顆粒，得到均勻分散的鈉銫鎢青銅的納米色漿。
步驟(2)
將上述制備好的納米色漿與pet母粒共混，在螺桿造粒機中加熱分散，之后擠出、冷卻、造粒得到具有可見光高透紅外光高阻隔的有機無機pet復合母粒。
步驟(3)
在制備可見光高透紅外高阻隔光學薄膜時，將具有可見光高透紅外高阻隔功能的有機無機pet復合母粒經(jīng)烘箱120℃干燥24小時，與大有光pet粒子的質(zhì)量添加比為5％進行混合添加，就可以得到可見光高透紅外高阻隔功能的pet光學薄膜。
這種可見光高透紅外高阻隔薄膜的透射率光譜圖類似于附圖1。
總之，該方法制備的可見光高透紅外高阻隔光學薄膜，具有高的可將光透過率和強的紅外阻隔功能。由于無機材料的高穩(wěn)定性，當無機納米粉體進過有機高分子分散劑改性之后，可以很好地與有機高分子塑料粒子兼容。此外，有機高分子材料作為保護層，可以很好地保護無機納米粉體的穩(wěn)定性。本發(fā)明通過一步拉伸制備的高紫外阻隔的光學薄膜可以廣泛應(yīng)用于建筑、汽車等領(lǐng)域，制備出的光學薄膜具有透明度高，即霧度低、耐老化能力強的優(yōu)點。