伞面用复合薄膜及其制备方法和荧光伞技术领域
本发明涉及伞具技术领域，尤其涉及一种伞面用复合薄膜及其制备方法和荧光伞。
背景技术
发光材料分为有源发光材料与无源发光材料，其中无源发光材料分为夜光材料与荧光材料。荧光材料在光源的激发下可见荧光色，移去光源后，荧光不可见，常在白天使用。随着人们安全意识和生活水平的不断提高，荧光材料除了在劳动防护用品、交通指示用品应用以外，日常生活用品上的用量不断扩大，在伞、手表、拎包等日用品上均得到了较为广泛的应用。
现有技术中，荧光伞及其制备方法得到了广泛报道，例如，申请号为201220380034.4的中国专利文献报道了一种发光薄膜伞，包括伞骨，罩在伞骨上的伞面，与伞骨连接的伞柄，与伞柄连接的伞把，与伞骨连接的滴水珠，设置在伞面顶部的伞帽，伞面至少包含有附着承载层，该附着承载层的表面或内部设置有发光粉颗粒。
但是，上述报道的发光薄膜伞仅能发出荧光，而伞的隔热效果较差，从而限制了发光薄膜伞在隔热遮阳领域的应用。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种伞面用复合薄膜及其制备方法，该伞面用复合薄膜形成的荧光伞具有良好的反射红外辐射与隔热效果；本发明解决的技术问题还在于提供一种上述伞面用复合薄膜形成的荧光伞，具有良好的反射红外辐射与隔热效果。
有鉴于此，本发明提供了一种伞面用复合薄膜，由聚氨酯薄膜、荧光涂层和聚丙烯薄膜组成，所述聚丙烯薄膜内填充有二氧化钛包覆的空心玻璃微珠。
优选的，所述聚丙烯薄膜按照如下方法制备：
将聚丙烯与二氧化钛包覆的空心玻璃微珠混合，搅拌，然后置于双螺杆混炼挤出机中，料筒温度为150-200℃，机头模具温度为160-220℃，螺杆转速为210rpm，挤出后得到聚丙烯薄膜。
相应的，本发明还提供一种伞面用复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
将荧光粉与聚氨酯粘合剂混合，搅拌后得到荧光涂料；
将所述荧光涂料作为荧光油墨置于印刷机中，在聚丙烯薄膜表面印刷所述荧光涂料，形成荧光层，所述聚丙烯薄膜内填充有二氧化钛包覆的空心玻璃微珠；
在所述荧光层表面流延涂覆聚氨酯薄膜，得到伞面用复合薄膜。
优选的，荧光粉与聚氨酯粘合剂的重量比为1∶5～10。
优选的，还包括：
将图案文字信息制成印版装于所述印刷机上。
优选的，所述聚丙烯薄膜按照如下方法制备：
将聚丙烯与二氧化钛包覆的空心玻璃微珠混合，搅拌，然后置于双螺杆混炼挤出机中，料筒温度为150-200℃，机头模具温度为160-220℃，螺杆转速为210rpm，挤出后得到聚丙烯薄膜。
优选的，所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠按照如下方法制备：
将空心玻璃微珠加入蒸馏水中，滴加十二烷基苯磺酸钠水溶液，搅拌，分散后升温，调节pH值为2.0-2.5；
然后同时滴加Ti(SO4)2溶液和NaOH溶液，反应后过滤，洗涤滤饼，干燥，煅烧后得到二氧化钛包覆的空心玻璃微珠。
优选的，所述升温的温度为100℃。
优选的，还包括：
向所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠中加入蒸馏水，搅拌，升温至30-45℃加入三甲基氯硅烷，搅拌后干燥。
相应的，本发明还提供一种荧光伞，由荧光伞面和伞骨架组成，所述荧光伞面由上述方法制备。
本发明提供了一种伞面用复合薄膜及其制备方法，由聚氨酯薄膜、荧光涂层和聚丙烯薄膜组成，所述聚丙烯薄膜内填充有二氧化钛包覆的空心玻璃微珠。与现有技术相比，由于空心玻璃微珠表面包覆TiO2，从而具有较好的反射近红外辐射与阻止热传导的特性，能有效反射太阳光的热辐射从而阻隔热传导。因此，本发明制备的伞面用复合薄膜形成的荧光伞具有良好的反射红外辐射与隔热效果。相应的，本发明还提供一种伞面用复合薄膜形成的荧光伞，该荧光伞具有良好的反射红外辐射与隔热效果。
附图说明
图1为本发明实施例制备的荧光伞的结构示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种伞面用复合薄膜，由聚氨酯薄膜、荧光涂层和聚丙烯薄膜组成，所述聚丙烯薄膜内填充有二氧化钛包覆的空心玻璃微珠。
作为优选，所述聚丙烯薄膜按照如下方法制备：将聚丙烯与二氧化钛包覆的空心玻璃微珠混合，搅拌后置于双螺杆混炼挤出机中，料筒温度为150-200℃，机头模具温度为160-220℃，螺杆转速为210rpm，得到聚丙烯薄膜。
相应的，本发明还提供一种伞面用复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：将荧光粉与聚氨酯粘合剂混合，搅拌后得到荧光涂料；将所述荧光涂料作为荧光油墨置于印刷机中，在聚丙烯薄膜表面印刷所述荧光涂料，形成荧光层，所述聚丙烯薄膜内填充有二氧化钛包覆的空心玻璃微珠；在所述荧光层表面流延涂覆聚氨酯薄膜，得到伞面用复合薄膜。
其中，所述荧光粉与聚氨酯粘合剂的重量比优选为1∶5～10，更优选为1∶6～8。所述荧光粉与聚氨酯粘合剂混合步骤，优选为：将荧光粉与聚氨酯粘合剂按1∶5～10的重量比以120rpm的转速搅拌15-30min，均匀混合制成荧光涂料。
作为优选方案，本发明还包括：将图案文字信息制成印版装于所述印刷机上。本发明优选将聚丙烯薄膜经过5000-10000伏高压电晕处理，使其表面达到39达因以上，从而在聚丙烯薄膜表面印刷荧光涂料，得到所需要呈现的图案和文字，然后将印制品处于23-28℃环境中通风干燥。然后将印刷后的聚丙烯薄膜作为底面，图案和文字涂层朝上，进行流延涂覆一层聚氨酯薄膜。所述聚氨酯薄膜厚度优选为60-200μm，更优选为90-160μm，形成功能PP/荧光涂层/PU复合结构，作为荧光伞的伞面。所述图案和文字优选由印刷法制成，所述印刷法优选为凹版印刷法、丝网印刷法或凸版印刷法。
本发明采用的聚丙烯薄膜优选按照如下方法制备：将聚丙烯与二氧化钛包覆的空心玻璃微珠混合，搅拌后置于双螺杆混炼挤出机中，料筒温度为150-200℃，机头模具温度为160-220℃，螺杆转速为210rpm，得到聚丙烯薄膜。
在聚丙烯薄膜的制备过程中，搅拌速度优选120-160rpm，搅拌时间优选为30min；上述制备的聚丙烯薄膜的厚度优选为60-150μm，更优选为80-120μm。制备聚丙烯薄膜的过程还优选包括预处理步骤，具体为：将聚丙烯与二氧化钛包覆的空心玻璃微珠置入烘箱100℃环境下，干燥5-10小时。
在制备聚丙烯薄膜过程中采用的二氧化钛包覆的空心玻璃微珠优选按照如下方法制备：将空心玻璃微珠加入蒸馏水中，滴加十二烷基苯磺酸钠水溶液，搅拌，分散后升温，调节pH值为2.0-2.5；然后同时滴加Ti(SO4)2溶液和NaOH溶液，反应后过滤，洗涤滤饼，干燥，煅烧后得到二氧化钛包覆的空心玻璃微珠。
本发明以Ti(SO4)2为原料制备二氧化钛包覆空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠与蒸馏水的质量体积比优选为1g∶8～12ml，更优选为1g∶10ml；所述十二烷基苯磺酸钠水溶液的浓度优选为2％；所述升温的温度优选为100℃；本发明优选采用10％的NaOH溶液调节pH为2.0-2.5；所述同时滴加Ti(SO4)2溶液和NaOH溶液的步骤，优选为：缓慢滴加质量分数为10％的Ti(SO4)2溶液，同时滴加质量分数为10％的NaOH溶液以恒定反应溶液的pH值。
二氧化钛包覆的空心玻璃微珠的反应原理为：
Ti(SO4)2+3H2O＝H2TiO3↓+2H2SO4
TiOSO4+2H2O＝H2TiO3↓+H2SO4
H2TiO3＝TiO2+H2O
本发明中，空心玻璃微珠表面包覆TiO2的材料，具有较好的反射近红外辐射与阻止热传导的特性，能有效反射太阳光的热辐射从而阻隔热传导。
为了提高TiO2包覆的空心玻璃微珠在聚丙烯薄膜中的湿润、分散以及流变性能，还优选包括：向所述二氧化钛包覆的空心玻璃微珠中加入蒸馏水，搅拌，升温至30-45℃加入三甲基氯硅烷，搅拌后干燥。有机表面活性剂三甲基氯硅烷主要依靠化学吸附，利用其分子中的(CH)3-Si-O-基团通过氧桥结合在TiO2的表面，然后室温晾干。至此使空心玻璃微珠表面包裹了一层TiO2，TiO2外面又吸附了一层(CH)3-Si-O-基团，总体上空心玻璃微珠的外层布满了甲基，改善了空心玻璃微珠在聚丙烯薄膜中的湿润、分散以及流变性能。从而使空心玻璃微珠不但具有反射近红外辐射与阻止热传导的特性，同时能有效的分散于聚丙烯为基体的材料之中。
相应的，本发明还提供一种荧光伞，如图1所示，由荧光伞面1和伞骨架3组成，所述荧光伞面由上述方法制备。具体的，将上述制备的复合薄膜按伞骨架的形状与尺寸进行裁剪，然后将裁剪好的荧光薄膜缝制于伞骨架上，制成一顶伞面按所制作的图像与文字2发出荧光的荧光伞。
按照本发明，由于空心玻璃微珠表面包覆TiO2，从而具有较好的反射近红外辐射与阻止热传导的特性，能有效反射太阳光的热辐射从而阻隔热传导。因此，本发明制备的伞面用复合薄膜形成的荧光伞具有良好的反射红外辐射与隔热效果。本发明还提供一种伞面用复合薄膜形成的荧光伞，该荧光伞具有良好的反射红外辐射与隔热效果。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料和化学试剂均为市购。
实施例1
称取空心玻璃微珠5g，加入到500mL四口烧瓶中，加入蒸馏水50mL，滴入2％的十二烷基苯磺酸钠水溶液2mL，搅拌，分散，升温到100℃。用10％的NaOH溶液调节pH值为2.0-2.5。缓慢滴加质量分数为10％的Ti(SO4)2溶液，同时滴加质量分数为10％的NaOH溶液以恒定反应溶液的pH值。反应结束后，过滤，洗涤滤饼。滤饼在鼓风干燥箱中以120℃下干燥3h，再在马弗炉中于600℃煅烧2h，得到TiO2包覆的空心玻璃微珠。
在TiO2包覆的空心玻璃微珠中加入蒸馏水50mL，搅拌均匀，分散，升温至30-45℃加入有机表面活性剂三甲基氯硅烷，缓慢搅拌，充分分散，然后室温晾干，得到两层表面修饰的空心玻璃微珠。
将聚丙烯与所述两层表面修饰的空心玻璃微珠置入烘箱100℃环境下，干燥5-10小时，然后将两组分充分搅拌120-160rpm搅拌30min进行预混合，混合均匀后将混合物料置入双螺杆混炼挤出机料斗，设置料筒温度为150-200℃，机头模具温度为160-220℃，螺杆转速为210rpm，挤出成空心微珠复合聚丙烯薄膜。
实施例2
凹版印刷法制作的荧光伞
(1)荧光伞面的制作：
将50g荧光粉与300g聚氨酯粘合剂以120rpm的转速搅拌15-30min，均匀混合制成荧光涂料，该荧光涂料作为荧光油墨置入凹版印刷机墨斗，以四角形下面排ABC的图案文字信息经激光雕刻制成凹印版装于凹版印刷机上。
将厚度为80-140μm的实施例1制备的空心微珠复合聚丙烯薄膜经过6000-9000伏高压电晕处理，其表面达到39达因以上，再以该聚丙烯薄膜作为底材印刷以上制作的图案和文字，图文墨层厚度20-30μm，将印制品处于24-26℃环境中通风干燥。将经过印刷的聚丙烯薄膜作为底面，图案和文字涂层朝上，进行流延涂覆一层聚氨酯膜，聚氨酯膜厚度80-150μm，复合体形成功能PP/荧光涂层/PU结构作为荧光伞的薄膜伞面，标记为2号。
(2)荧光伞的制作方法：
将制作好的功能PP/荧光涂层/PU复合结构的荧光薄膜伞面按伞骨架的形状与尺寸进行裁剪，然后将裁剪好的荧光薄膜缝制于伞骨架上，制成一顶伞面按所制作的图像与文字发出荧光的薄膜夜光伞。
实施例3
丝网印刷法制作的荧光伞
(1)荧光伞面的制作：
将50g荧光粉与350g聚氨酯粘合剂以120rpm的转速搅拌15-30min，均匀混合制成荧光涂料，该荧光涂料作为荧光油墨，以四角形下面排ABC的图案文字信息为目标图文输出阳图型菲林片，在涂布有感光胶的丝印版上紧密贴合菲林片进行曝光，25℃水温冲洗，将未经曝光固化的胶膜洗去，显影后制成丝网印版，将荧光涂料置于丝网印版内。
将厚度80-140μm的实施例1制备的空心微珠复合聚丙烯薄膜经过6000-9000伏高压电晕处理，其表面达到39达因以上，再以该聚丙烯薄膜作为底材印刷以上制作的图案和文字，图文墨层厚度20-50μm，将印制品处于24-26℃环境中通风干燥。将经过印刷的聚丙烯薄膜作为底面，图案和文字涂层朝上，进行流延涂覆一层聚氨酯膜，聚氨酯膜厚度80-150μm，复合体形成功能PP/荧光涂层/PU结构作为荧光伞的薄膜伞面。
(2)荧光伞的制作方法：
将制作好的功能PP/荧光涂层/PU复合结构的荧光薄膜伞面按伞骨架的形状与尺寸进行裁剪，然后将裁剪好的荧光薄膜缝制于伞骨架上，制成一顶伞面按所制作的图像与文字发出荧光的薄膜荧光伞。
实施例4
凸版印刷法制作的荧光伞
(1)荧光伞面的制作：
将50g荧光粉与400g聚氨酯粘合剂以130rpm的转速搅拌15-30min，均匀混合制成荧光涂料，该荧光涂料作为荧光油墨置入凸版印刷机墨斗，以四角形下面排ABC的图案文字信息制成凸印版装于凸版印刷机上。
将厚度80-140μm的实施例1制备的空心微珠复合聚丙烯薄膜经过6000-9000伏高压经过电晕处理，其表面达到39达因以上，再以该聚丙烯薄膜作为底材印刷以上制作的图案和文字，图文墨层厚度20-26μm，将印制品处于24-26℃环境中通风干燥。将经过印刷的聚丙烯薄膜作为底面，图案和文字涂层朝上，进行流延涂覆一层聚氨酯膜，聚氨酯膜厚度80-150μm，复合体形成功能PP/荧光涂层/PU结构作为荧光伞的薄膜伞面。
(2)荧光伞的制作方法：
将制作好的功能PP/荧光涂层/PU复合结构的荧光薄膜伞面按伞骨架的形状与尺寸进行裁剪，然后将裁剪好的荧光薄膜缝制于伞骨架上，制成一顶伞面按所制作的图像与文字发出荧光的薄膜荧光伞。
本荧光伞在户外使用时太阳光中的红外辐射是主要的致热原因，通过在伞面薄膜内添加均匀分布的空心玻璃微珠来阻隔热辐射。1号为市购的未加入空心玻璃微珠的荧光伞，2号为实施例2制备的均匀分布有空心玻璃微珠的荧光伞，其隔热效果如表1所示：
表1本发明制备的荧光伞和市购荧光伞的隔热效果
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。