三、汽车隔热膜阻隔紫外线原理
为了实现对太阳紫外线的有效隔绝,应用于汽车隔热膜产品的紫外线光控材料主要有以下两类—紫外线屏蔽类及紫外线吸收类。
1.紫外线屏蔽类
用屏蔽的方法阻隔紫外线,其主要原理是通过对紫外线的反射、折射的方法来达到阻止其穿透隔热膜的目的。由于在对紫外光的反射及折射性能方面表现优越,无机类的紫外线屏蔽剂比较常见,比如金属类的铝、镍、金、银等,陶瓷类的氧化锢锡(ITO)、氧化锡锑(ATO)和氮化铁(TiNx)等都是优良的紫外线屏蔽材料,可以有效阻隔太阳紫外光的同时又具备可见光的高透过率,在汽车隔热膜上被广泛应用。实际生产过程中,金属膜大多采用真空蒸发镀膜和磁控溅射的工艺将金属粒子均匀沉积和溅射在高张力的PET基材膜上;陶瓷粒子是一种自由电子气模材料,表现出类金属性,其实质是半导体材料,其生产可以通过涂布法、物理气相沉淀法以及化学气相沉淀法等工艺进行。
目前最新的屏蔽类光选择技术是微复制多层膜技术,是全介质高反射膜的一种,基本结构是由光疏介质(高透射率)和光密介质(低透射率)的材料交替合成,膜厚控制为要反射的入射光波长的四分之一(λ0/4)。由于不同波段的光在不同透射率的介质界面上会发生折射或反射,理论上讲,在膜厚控制精准的条件下,全介质膜的膜层数足够多时,可以对选择波段范围内的入射光(比如紫外线)实现接近100%反射率。多层微复制光学膜就是利用这个原理实现光控目的,隔绝太阳紫外线的方式主要是反射。微复制多层膜技术并不需要额外添加金属或陶瓷粒子,因此在耐腐蚀老化、可见光高透光率等方面更具优势。
2.紫外线吸收类
紫外线吸收剂是一类能有效吸收太阳紫外线而自身具有高度耐光性的物质。其原理是通过强烈吸收紫外线并将其能量转换成无害的能量(如热能、可见光)形式并释放出去,最终达到消除和阻隔紫外线的目的。具有这种功能的材料分为无机类和有机类。无机类紫外线吸收剂主要是隔热膜内的填料和颜料,如炭黑填料,可以通过浸染涂布到PET膜表面(浸染染色)或直接填充到PET膜本体内(本体染色)的方法加到隔热膜中,可以大大增加紫外线吸收性能;有机类紫外线吸收剂主要是有机染料,它们通常是高度共扼的有机或有机金属分子,隔热膜上常见的有机染料包括青类、硫代双烯类、芳甲烷类、偶氮类以及醒型等,生产中主要通过浸染染色的方式涂布到PET膜表面。
还有一种紫外线吸收剂本身不是为了防止紫外线穿透隔热膜的,而是用来防止隔热膜产品本身受紫外线照射老化的,一般称为光稳定剂,例如为了防止隔热膜的粘胶层老化,在胶粘剂里面添加紫外线光稳定剂,其原理与上述的紫外线吸收剂类似,都是有效地吸收紫外线,并立即将其转化成无害的其他能量形式释放出去,但是其成分与有机染料不一样,比较常见的是是二苯甲酮、苯并三哇等类型的邻经基芳香化合物。在隔热膜生产时,这类产品一般添加到粘胶剂里或均匀涂布在膜层与粘胶层之间的界面上。膜产品中的光稳定剂虽然目的与紫外线吸收剂不一样,但是结果都是有效的降低了紫外线在汽车隔热膜上的穿透率。