一体化多功能夹层玻璃PVB中间膜及其制备方法与流程

本发明涉及夹层玻璃中间膜，尤其涉及一体化多功能夹层玻璃pvb中间膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着车载 w-hud、ar-hud 技术普及，汽车前挡风玻璃对中间膜光学性能提出严苛要求。现有实现hud 适配的方案多采用额外添加楔形层、玻璃表面印刷渐变遮阳油墨、单独光学功能层叠加等方式，工艺工序多、生产成本高；并常规规则菱形压花纹会产生光学衍射干涉，在梯度遮光区域、hud 投影边界形成马赫带光晕，造成投影画面模糊、对比度大幅下降；且普通均质 pvb 无法同步兼顾高阻尼隔音、红外隔热、全波段紫外阻隔、hud 光学成像多重需求，产品附加值低。并现有三层隔音 pvb 膜存在增塑剂迁移、层间粘接强度不足缺陷；添加纳米隔热填料的中间膜易出现纳米粒子团聚、雾度升高问题；长期湿热、日晒环境下易出现边缘白化、黄变老化，无法满足高性能需求。

2、因此，市场上缺少具有隔音、隔热、防紫外的高性能且能够满足hud 高清成像的多功能夹层玻璃pvb中间膜

技术实现思路

1、本发明提供一体化多功能夹层玻璃pvb中间膜及其制备方法，本发明共挤一步成型制备具有三层复合结构的pvb中间膜，其第一粘结膜层和第二粘结膜层调控 pvb 与玻璃界面粘接性能，实现梯度粘接强度，位于中间的多功能膜层集成隔音阻尼、红外隔热、hud光学调控及其梯度透光遮光功能，三层膜层的配合，使得本发明的中间膜不仅具有隔音、隔热、防紫外的高性能且能够满足hud 高清成像的需求。

2、本发明的技术方案：

3、一体化多功能夹层玻璃pvb中间膜，其包括依次层叠的第一粘结膜层、功能膜层和第二粘结膜层，所述功能膜层位于第一粘结膜层和第二粘结膜层的中间；

4、按重量计，所述第一粘结膜层和第二粘结膜层的制备原料包括：

5、改性pvb树脂 70~85 份、增塑剂 15~30份、粘结控制剂0.01~0.5份、紫外吸收剂0.1~1.0份和光稳定剂 0.05~0.5份；

6、按重量计，所述功能膜层的制备原料包括：

7、高阻尼pvb树脂 60~75 份、混合增塑剂20~45 份、纳米隔热粒子0.5~5.0份、分散剂0.1~1.0份、抗氧剂0.01~0.5份；

8、所述中间膜的至少一面上设有花纹，所述环纹由不规则的近圆形的凸起构成，所述凸起底面直径 150-550μm，高度 30-100μm，相邻凸起中心点间距 150-800μm。

9、具体地，所述不规则为凸起的直径、高度和间距均在上述范围内随机分布，无规则晶格排列，不存在固定衍射光栅常数，可从根源消除规则压花的布拉格衍射效应，抑制马赫带光晕。构成花纹的不规则的凸起的作用，一方面实现光学衍射消除，提升 hud 成像清晰度；另一方面在后续的共挤成膜的过程中形成排气通道，降低成品气泡缺陷率。

10、进一步地，所述第一粘结膜层和第二粘结膜层的厚度为0.1~0.3mm，所述功能膜层的厚度为0.2~0.8mm。

11、进一步地，所述改性 pvb 树脂为接枝引入 0.1~2.0 mol% 磺酸基和 0.5~5.0mol% c6-c20 长链烷基的双改性 pvb 树脂；所述改性 pvb 树脂的残余羟基含量为 18~25mol%，残余乙酰基含量为 1~5mol%，重均分子量 mw 为 8×104~12×104，分子量分布指数pdi 为 2.0~3.0。

12、进一步地，所述高阻尼pvb树脂重均分子量 mw 为 7×104~10×104，分子量分布指数 pdi 为 2.2~3.2，残余羟基含量8~12mol%，残余乙酰基含量8-18mol%。，所述高阻尼pvb树脂的峰值损耗因子 tanδ>1.29，玻璃化转变温度tg<20℃。

13、进一步地，所述混合增塑剂由主增塑剂和辅助增塑剂按质量比（5-7）:（3-5）组成；

14、其中，所述主增塑剂选用dinch、3go 中的至少其中一种；

15、所述辅助增塑剂选用含芳香族基团的增塑剂。

16、进一步地，所述粘结控制剂选用新癸酸镁。

17、进一步地，所述纳米隔热粒子选用硅烷偶联剂表面改性的无水锑酸锌纳米粒子，zno/sb2o 5摩尔比0.8-1.2，平均粒径≤30nm。

18、进一步地，所述第一粘结膜层和第二粘结膜层的粘接强度呈梯度分布，距离边缘5mm的边缘区域的敲击粘接值比中心区域高2-4 个单位。具体地，单位”指的是敲击粘接值的计量单位，本文的具体以剥离强度的常用单位n/cm计。

19、具体地，本发明所述的梯度粘接强度呈梯度分布通过模头分区进料共挤工艺实现，共挤模头的外层流道设置中心进料区与边缘进料区，边缘进料区的熔体中粘结控制剂添加量为中心进料区的 1.5~3 倍，使膜片边缘区域的粘结控制剂浓度高于中心区域，进而形成边缘高粘接、中心适中粘接的梯度分布。

20、进一步地，所述功能膜层的制备原料还包括窄带吸收剂 0.01~0.1份，所述窄带吸收剂的吸收峰值为450nm、550nm和620nm。

21、具体地，所述窄带吸收剂为 rgb 三色复合窄带染料，由吸收峰值 450nm 的蒽醌类蓝色染料、吸收峰值 550nm 的酞菁类绿色染料、吸收峰值 620nm 的偶氮类红色染料复配而成，各染料吸收半峰宽均≤50nm。

22、进一步地，所述功能膜层的一侧边缘设置有沿长度方向贯通的梯度透光率带，所述梯度透光率带的透光率从一端的60%以上连续递减至另一端的10%以下，两端的透光率变化率绝对值>0.3%/mm。梯度透光率带宽度为 100~200mm，仅分布于功能膜层单侧边缘区域，不覆盖整个功能膜层。所述梯度透光率带覆盖功能膜层的面积不超出1/4。

23、基于同一发明构思，本发明还提供所述的一体化多功能夹层玻璃pvb中间膜的制备方法，包括如下步骤：

24、s1将第一粘结膜层、功能膜层和第二粘结膜层的原料分别注入三层共挤流延机后，经熔融塑化后汇入三层共挤模头，进行三层共挤成膜，得到中间膜坯体；

25、三层共挤成膜的参数为：

26、第一粘结膜层挤出机的机筒温度分段设置为 130℃、150℃、170℃、175℃，螺杆转速为 30~50rpm；

27、功能膜层挤出机的机筒温度分段设置为 125℃、145℃、165℃、170℃，螺杆转速为40~60rpm；

28、第二粘结膜层挤出机的机筒温度分段设置为 130℃、150℃、170℃、175℃，螺杆转速为 30~50rpm；

29、共挤模头温度：175~185℃；

30、牵引辊牵引速度：8~15m/min。

31、具体地，本步骤中所述梯度透光率带通过共挤模头渐变混料结构一体成型。

32、s2将步骤s1所得到的中间膜坯体引入压花机组，通过表面刻蚀有不规则凸起纹理的压花辊进行压花处理；压花处理参数为：压花辊温度为 80~100℃，压合线压力为 0.3~0.8mpa，压花速度与牵引速度同步。

33、s3冷却定型、切边、收卷，得到成品。

34、基于同一发明构思，本发明还提供所述的一体化多功能夹层玻璃pvb中间膜在汽车挡风玻璃、建筑节能玻璃、光伏组件封装中的应用。

35、基于同一发明构思，本发明还提供一种夹层玻璃，包括至少两块玻璃基板和所述的一体化多功能夹层玻璃pvb中间膜，所述中间膜夹设于2个玻璃基板之间。

36、本发明实现的有益效果为：

37、本发明的第一粘结膜层和第二粘结膜层中的基体pvb树脂采用磺酸基与 c6～c20长烷基双接枝改性，调控 pvb 与玻璃界面粘接性能，磺酸基提供极性位点增强界面相互作用，长烷基构建疏水屏障，平衡亲水 / 疏水特性；添加新癸酸镁作为粘接控制剂。改性pvb树脂的残余羟基摩尔含量 18～25mol%、残余乙酰基 1～5mol%，保证充足羟基与玻璃硅羟基形成氢键。即第一粘结膜层和第二粘结膜层通过改性pvb树脂、新癸酸镁和增塑剂的配合，实现粘接梯度，边缘高粘接阻挡水汽渗透，湿热老化边缘白化距离显著缩短；中心适中粘接保留高阻尼弹性，兼顾隔音与界面光学平整；

38、本发明的多功能膜层选用低羟基、高乙酰基高阻尼 pvb 树脂（羟基 8～12mol%，乙酰基 8～18mol%），峰值损耗因子 tanδ＞1.29，具备优异常温隔音性能；复配硅烷包覆纳米锑酸锌实现可见光高透过、近红外阻隔，确保中间膜的780-2500nm 近红外阻隔率≥60%，太阳能总透过率≤40%；添加 rgb 三色窄带吸收剂，吸收峰值匹配 450nm、550nm、620nm 车载投影光源，选择性过滤环境杂光，可提升 hud 二次图像对比度。并设置度透光率带；透光率由高透光端 60% 以上平滑连续降低至低透光端 10% 以下，透光率变化率绝对值＞0.3%/mm，无硬性明暗分界线，光学均匀性大幅提升。

39、本发明的膜单面/双面压制不规则近似圆形凸起，可消除光栅衍射，从根源抑制梯度透光带边界、hud 投影区域的马赫带效应，hud 投影边缘清晰，同时利于降低气泡缺陷。

40、本发明应用于全车玻璃时，夏季可使车内温度降低 5-8℃，空调能耗降低 15-20%，显著提升使用舒适度并降低长期使用成本，大幅提高了产品的商业附加值和市场竞争力。