高耐候建筑玻璃外贴膜的开发及应用研究.pdf
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1、晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂0引言随着建筑行业的发展以及人们对安全节能、健康低碳生活的深度认识,建筑玻璃贴膜已成为建筑玻璃发展的必然趋势1-2。建筑玻璃贴膜一般采取内贴方式,但由于施工位置或场地限制无法在玻璃内面贴膜,或双层中空玻璃需要提高安全性能及热工特性,如内贴施工难度太高的天顶玻璃、玻璃热炸裂危险高的玻璃幕墙、多层玻璃外层玻璃安全性改造、建筑外立面玻璃可见光反射超标、要求更高节能效果的中空玻璃结构改造等情况,建筑玻璃内贴膜就无法满足上述使用要求,装贴性能优异的建筑玻璃外贴膜则是高效经济的解决办法,因此开发建筑玻璃外贴膜显得尤为重
2、要。JGJ/T 3512015 建筑玻璃膜应用技术规程 明确提出,正常使用条件下,室内贴膜、涂膜设计使用年限不应低于 10年,室外贴膜设计使用年限不应低于 5 年,中空玻璃内部贴膜设计使用年限不应低于 15 年。本文需要突破现有建筑玻璃外贴膜产品在耐候性、表面自清洁的关键技术,进行耐候性能提升的技术研究,从而研制出高耐候建筑玻璃外贴膜产品,以提高产品的使用年限。同时,还需对高耐候建筑玻璃外贴膜进行功能扩展,使其兼具隔热节能、安全防护、自清洁等效果。1高耐候建筑玻璃外贴膜的设计开发1.1建筑玻璃外贴膜分类及组成收稿日期:2022-07-21;修订日期:2023-08-17作者简介:张婷婷,女,1
3、987 年生,硕士,工程师,主要从事高性能功能膜的技术研发工作,E-mail:。高耐候建筑玻璃外贴膜的开发及应用研究张婷婷,王新,柳小红(江苏航天山由科技有限公司,江苏 常州213149)摘要:建筑玻璃贴膜多采取内贴方式,但有些建筑外墙或穹顶等建筑玻璃内贴膜无法满足使用需求,需要开发高耐候建筑玻璃外贴膜。介绍了高耐候建筑玻璃外贴膜的功能结构设计及制备方法,进行了外贴膜光学性能、力学性能、耐候性能测试及应用效果分析。结果表明,通过合理功能结构设计制备的高耐候建筑玻璃外贴膜,具有隔热节能、安全防护等性能,还具备自清洁效果,且耐盐雾、耐高低温性能良好,可持久耐候,可实现规模化应用。关键词:建筑玻璃外
4、贴膜;耐候;隔热节能;安全防护;自清洁中图分类号:TU55+1文献标识码:A文章编号:1001-702X(2023)11-0145-04Development and application of high weather-resistant external windows film for constructionZHANG Tingting,WANG Xin,LIU Xiaohong(Jiangsu Aerospace Sanyou Technology Co.Ltd.,Changzhou 213149,China)Abstract:Building glass films are ge
5、nerally applied from inside,but some building glass films such as exterior walls or domescannot meet the needs of use,therefore it is of great practical significance to develop high weather-resistant external windows filmfor construction.This paper briefly introduces the structure design and prepara
6、tion method of the high weather-resistant external win原dows film for construction,conducts optical performance test,mechanical performance test,weather resistance test,and application ef原fect analysis.The results show that the high weather-resistant external windows film for construction made by rea
7、sonable structuredesign can be used in large-scale application because of its durable weatherability,heat insulation,energy saving,safety protectionand self-cleaning effect.Its salt spray resistance,high and low temperature resistance performance is good.Key words:external windows film for construct
8、ion,weather resistance,heat insulation energy saving,safe protection,self-cleaning中国科技核心期刊145新型建筑材料圆园23援11参照 GB/T 290612012 建筑玻璃用功能膜,建筑玻璃窗膜按使用功能可分为:隔热膜、安全膜、隔热安全膜、装饰膜;按照使用状态可分为:室内贴膜和室外贴膜。建筑玻璃外贴膜的基本结构一般是由防划伤涂层、聚酯 PET 基材层、复合功能胶层、安装胶层及玻璃层组成,如图 1 所示。图 1建筑玻璃外贴膜的基本结构1.2结构设计根据 GB/T 290612012 规定,建筑玻璃窗膜的紫外线透射
9、比应臆1%,目前建筑玻璃外贴膜的普遍结构设计是在复合功能胶层、第 2 聚酯 PET 基材层、安装胶层这 3 层中使用阻隔紫外线的功能材料,产品紫外线阻隔率即可达到 99%以上,而防划伤涂层和第 1 聚酯 PET 基材层并不具备阻隔紫外线功能。考虑建筑玻璃外贴膜的使用环境为户外,从建筑玻璃外贴膜的基本结构来看,太阳光线首先穿透最外层的防划伤涂层,其次是第 1 聚酯 PET 基材层,随后依次是复合功能胶层、第 2 聚酯 PET 基材层、安装胶层,最后才会到达玻璃层。因此,产品结构设计时提高太阳光线最先穿透的防划伤涂层和第 1 聚酯 PET 基材层的耐候性能可大大提高建筑玻璃外贴膜整个结构的耐候性能
10、。因此,设计 3 种不同结构的建筑玻璃外贴膜试样进行验证。1#:防划伤涂层/普通 PET 基材层/复合功能胶层/PET 基材层/安装胶层/离型膜;2#:防划伤涂层/本体阻隔紫外线 PET 基材层/复合功能胶层/PET 基材层/安装胶层/离型膜;3#:阻隔紫外线耐候涂层/本体阻隔紫外线 PET 基材层/复合功能胶层/PET 基材层/安装胶层/离型膜。根据 GB/T 16422.32022 塑料 实验室光源暴露试验方法 第 3 部分:荧光紫外灯,采用 QUV 紫外线老化试验箱对1#、2#、3#试样进行耐紫外线老化测试 1500 h 后,1#、2#试样出现表观裂痕、清晰度降低等不良现象,而 3#试样
11、表观、清晰度均未见异常。因此,选用在整体结构每一层中添加阻隔紫外线功能的 3#试样,这种结构阻隔紫外线性能稳定,可以长期发挥作用,制备的建筑玻璃外贴膜耐候性能具有明显优势。2高耐候建筑玻璃外贴膜的制备2.1制备方法和技术路线高耐候建筑玻璃外贴膜的制备可选用 3#结构,在其具备持久耐候基础上使其兼具隔热节能、安全环保等功能,则需对3#结构进行功能扩展,复合胶层可扩展为阻隔紫外线纳米隔热复合胶层,而普通的 PET 基材层可扩展成磁控溅射 PET 隔热基材层,具体技术路线如下:(1)本体阻隔紫外线 PET 基材、阻隔紫外线耐候涂层、纳米隔热浆料、压敏胶黏剂、磁控溅射 PET 隔热基材等原材料的比对和
12、选择;(2)试验配合比例、结构匹配性及分散涂布工艺研究;(3)高耐候建筑玻璃外贴膜产品的生产线试验;(4)生产工艺完善与产品综合性能测试比对;(5)产品应用效果评估。2.2小试工艺流程根据比对确定的试验配方,将阻隔紫外线耐候涂层材料与分散剂混合分散均匀,按配比加入功能助剂进行涂布液制备,确保涂布液混合完全且黏度合适后进行涂布;用气动泵把涂布液打到涂布机的储液槽中,在本体阻隔紫外线 PET 表面进行涂布;在本体阻隔紫外线 PET 另一侧表面涂布阻隔紫外线纳米隔热复合胶层;调整精密涂布机的转速、烘箱温度、张力等工艺参数,待涂覆表面的溶剂挥发完全,使用磁控溅射PET 隔热基材层进行覆合,收卷成半成品
13、。随后在半成品一侧涂布阻隔紫外线安装胶层,调整精密涂布机的转速、烘箱温度、张力等工艺参数,待涂覆表面的溶剂挥发完全,使用离型膜进行覆合,最后收卷成品,生产线工艺流程如图 2 所示。图 2生产线工艺流程3高耐候建筑玻璃外贴膜的测试3.1表观质量参照 GB/T 290612012,在满足检测条件的良好光线下,通过人眼观察判断整个膜面质量状况,被检查的膜面应处于静止状态。表观质量指标见表1。张婷婷,等:高耐候建筑玻璃外贴膜的开发及应用研究146晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂表 1表观质量指标注:麻点密集是指在 囟100 mm 面积内超过 3
14、个;S 为膜面积,保留小数点后 2 位有效数字;允许个数及允许条数为各系数与 S 相乘所得的数值,按 GB/T 81702019 数值修约规则与极限数值的表示和判定 修至整数。3.2光学及隔热性能光学及隔热性能是衡量建筑玻璃外贴膜比较重要的性能指标之一,合格的外贴膜需要具备合适的可见光透光率、较高的紫外线阻隔率及太阳能总阻隔率。按 GB/T 26802021 建筑玻璃 可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳光总阻隔率、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定,测试 3 款典型的高耐候建筑玻璃外贴膜的可见光透射比、可见光反射比、紫外线透射比,计算太阳能总阻隔率、遮阳系数,结果见表 2 及图 3。表 2高
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