彩虹膜生产技术在建筑住宅装饰装修中的运用.pdf

1032024年1月下 第02期 总第422期工程设计施工与管理China Science&Technology Overview0 引言彩虹膜是 20 世纪 80 年代研制成功的新型装饰材料。根据多层膜的光学干涉原理，具有彩虹效应的特殊膜由两层不同折射率的透明环氧树脂和复合多层共挤而成。随着观看者视角的变化，形成赏心悦目的效果。彩虹膜可以简单地用作内部装饰材料，并且可以在纸、纸板和人造皮肤上形成多层化合物。成型后的彩虹可分为丝带，插入箱子、手袋和袋子，作为化妆品、首饰和小礼品，还可以用作广告标语、壁纸等，也可用彩虹丝进行编织，生成装饰带、蕾丝花边，甚至是时装和首饰。1 彩虹膜的彩虹产生原理虹彩膜的颜色变化是基于膜中多层组合时产生的光反射原理。当光通过波长不同的两层时，层与层之间发生反射和干涉。变色膜的颜色就是基于这一原理，采用两种或两种以上不同规格（最小规格差异指数为 0.03）的半透明热塑性树脂材料经“A-B-A-B-A”的顺序组合成 30 层。顶部 0.015mm0.05mm 的等间隔层厚度等于每层厚度。在该层制备光束时，在折射率不同的界面反射光会引起相变，因为层与层之间的折射率相差只有 0.1，所以每一层反射的光都非常小。但如果每层的厚度相等，光通过光的路径也相等，光就会对一个波段的光产生正向影响。同样，由于光波段的不同，在包层表面似乎产生了彩虹效应1。光的反射强度和色深主要取决于两层的测量、感光层的厚度、贴膜的层数和贴膜内层厚度的均匀性。层数越多，不同层之间的差异越大，层厚的均匀性越好，彩虹色越鲜艳。层厚不同时，反射光的波段也不同，所以看到的颜色也不一样。2 实验部分2.1 仪器与设备实验仪器与设备如表 1 所示。2.2 多层光干涉彩虹膜生产工艺流程彩虹膜的制备通常采用流延膜的制备方法，也可采用二次纵向拉伸的制备方法。两种工艺制备的彩虹薄膜的形状和力学相同，但后者在材料上的投入更大。本次试验采用浇铸法，其工艺流程如图 1 所示。挤出机A挤出机B挤出机C彩虹膜自动卷取切边冷却辊流延模具彩虹膜多层分配器 图1 流延法工艺路线图3 结果与讨论3.1 原料树脂的选择根据彩虹膜的制作原理，原材料的选择在彩虹膜的制作中非常重要，可以产生多层光的原料树脂应符合下列条件。第一，所有原料树脂的折射率之差应超过 0.03，但最好是 0.1。第二，原料树脂应基本透明，不同原料树脂的加热温度应一致。第三，不同的原料和树脂产生相应的热兼容性。但事实上，能够用于制造彩虹薄膜的树脂非常少，因此制造彩虹薄膜很困难。使用的聚烯烃包括 LLDPE、氢化物、均聚聚丙烯等。这类高灭火聚合物的折射率值一般在 1.50 以下，与 PS、收稿日期：2023-05-30作者简介：李越鹿（1974），男，浙江温州人，研究方向：建筑窗贴膜。彩虹膜生产技术在建筑住宅装饰装修中的运用李越鹿（温州运天祥工贸有限公司，浙江温州 325000）摘要：本文主要研究影响各种光学干涉彩虹层的彩虹效应、彩虹颜色的一致性，以及层间的黏结强度等，利用树脂筛选、树脂工艺改良、对不同折光指数树脂的复配，成功制备“LLDPE/SLLDPE+EA/PS”和“PMMA/PBT+PET”共挤多层光干涉彩虹膜，并探讨彩虹膜生产技术在建筑住宅装饰装修中的运用，希望能为相关人员提供参考。关键词：彩虹膜；生产技术；装饰装修中图分类号：TQ320.72 文献标识码：B 文章编号：1671-2064(2024)02-0103-03表1 实验仪器与设备表设备生产厂家单螺杆挤出机达利特挤出机厂多轨彩虹相机头上海自产电影辅助设备中国制造熔体流动速率测试仪万测试验机厂毛细管流变仪普瑞康达表面张力测试仪特高压表面张力测试仪1042024年1月下 第02期 总第422期工程设计施工与管理China Science&Technology OverviewPC 和 PET 等高折射率聚合物树脂组分的折射率值不同。虽然很容易生产出彩虹效果好的薄膜2，但是高聚烯烃和相邻层树脂工艺之间的相容性很差。因此，用 PP/PS 材料制造的彩虹膜往往和 PP、PS 兼容性不好，且彩虹膜层的融合并不牢固，易矫正，严重影响了彩虹膜的实际使用效果。3.2 材料工艺特性及对彩虹膜性能的影响将两种具有不同折射率的聚合物形成“A-B-A-B-A-B”形状，以创建至少 30 个均匀且平行的交替层，这是制作彩虹膜的主要步骤。两种树脂的加热特性会对虹膜的均匀分布产生影响，因此可以计算树脂在其加热温度下对各种熔体流动速率的表观黏度和剪切值。另外，还要注意彩虹中间的彩虹片，曲线的斜率越近，彩虹越均匀，曲线不同，彩虹效果不同。在相同的环境温度下，当两种树脂的流速发生变化时，两种树脂熔体的表观黏度产生差异，导致一种熔体的黏性降低，而另一种溶体的黏性增大，黏性大的熔体减缓流动速率，使得形成的彩虹膜的彩虹色不一致3。3.3 彩虹膜层间黏结性能的影响因素在彩虹膜生产过程中，原材料的相容性对彩虹膜的抗分级特性具有重要的作用，不相容树脂也可用于生产相容树脂和复合树脂。但由于两种树脂的不一致性和相容性低，在加工过程中受外力影响或与溶液接触时，容易使彩虹膜均匀分布，不利于彩虹的合成和应用。另外，树脂的相容性不能仅仅考虑溶解性问题。比如，低密度聚乙烯的溶解度基本参数为 7.9，聚苯乙烯的溶解度基本参数为9.1，相差 1.2 左右；聚甲基丙烯酸甲酯的溶解度参数为9.28，聚对苯二甲酸乙二醇酯的基本溶解度参数为 10.7，相差 1.42。因此，由这两类材料构成的彩虹膜有着优异的抗分层特性4。彩虹膜的耐分级性主要与树脂层间的表面张力有关。通过检测各种树脂的数量以及树脂混合物与特定溶剂介质中的表面连接角，可以更安全、更方便地控制彩虹膜的分类电阻。各类环氧树脂及其混合物在特定水溶液介质中的表面接触角测量值如表 2 所示5。在同样的介质中，两个树脂工艺或树脂混合物间的表面接触角差越小，制备的彩虹膜的抗分层性越大。LLDPE HDPE、丙烯-乙烯共聚物和丙烯均聚物等聚烯烃类，若与 PS 一起组成彩虹膜，会出现相对较低的耐分类性6。由 PBI/PMMA 所构成的彩虹膜，拥有良好的抗分层特性，由不同材质构成的彩虹膜的耐分层性、耐溶剂性以及热稳定性如表 3 所示。3.4 树脂改性对彩虹膜分层的影响为了提高由聚烯烃制成的彩虹膜的电阻等级，采用EAA 技术对聚烯烃进行改性，EAA 的加入大大提高了彩虹膜层间的附着力。由聚酯和 PMMA 材料制成的彩虹膜分布好、强度高，但转印性能较差。聚酯制品和 PMMA在化学分子中都带有极性酯基，两者的界面相容性有助于提高层间附着力，而 PMMA 和聚酯纤维是比较脆的信息，制品可以改变熔点。PET 的熔点在 260以下，而PMMA 熔点在 220以下，250以上易分散；PBT 的熔点约为 227，但由于熔点非常快，结晶率高，涂层表面呈乳白色，通过对 PET 和 PHT 的改性，不仅可以提高动力学性能和使用效果，而且便于加工，降低成本。由于PBT和PET的分子结构与人体相似，根据Schneierl混合原理（AH），与 PBPTET 共混物具有良好的热力学相表3 不同材质彩虹膜的耐分层性、耐溶剂性以及热稳定性项目聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚甲基丙烯酸甲超聚苯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯/聚丙烯聚苯乙烯/烯醋酸乙烯共聚物线性低密度聚乙烯聚苯乙烯聚乙烯+20%乙烯丙烯酸共聚物/聚苯乙烯抗分层性能5.22.11.13.11.63.2抗溶剂性能5.22.11.13.11.63.2热稳定性能/(颜色变化的温度）200150150120130130表2 各类环氧树脂及其混合物接触角测量值树脂或树脂共混物以水为介质表面接触角/以对苯二甲酸二丙酯为介质表面接触角/聚乙烯8146聚乙烯/乙烯丙烯酸共聚物(90/10)7332聚乙烯/乙烯丙烯酸共聚物(85/15)7031聚乙烯/乙烯丙烯酸共聚物(80/20)6729聚乙烯/乙烯丙烯酸共聚物(75/25)6628聚苯乙烯系塑料6223聚甲基丙烯酸甲酯6319聚对苯二甲酸乙二醇酯6017聚对苯二甲酸丁二酯60171052024年1月下 第02期 总第422期工程设计施工与管理China Science&Technology Overview容性。当温度高于 227时，PBT/PET 即可满足配比，温度高于 260时效果更佳。将 PET 与 IPBT 混合后，四大特性得到了整合,有效改正了传统 PEI 材质的缺点，如产品成型速度过快等7。PET/PBST 共混物的结晶度和流动性也得到改善，对生产彩虹色薄膜非常重要。随着污泥中 PET 含量的逐渐增加，混合物的结晶速率也逐渐降低，在同样的加热条件下，该层的透明度也明显增加。不同 BT/ET 配比、温度对共混物熔体流动速率的影响如表 4 所示。表4 不同BT/ET配比、温度对共混物熔体流动速率的影响温度 PET/PBT熔体流动率/g.(10min)0/10027/7550/5085/15100/02659.5012.1012.0011.8012.0027010.4013.3012.2012.5015.0027512.2016.5016.0015.5019.2028012.2015.3017.8018.1025.60PET/PIT 共混物的温度和纯树脂工艺也发生了改变，这对 PMMA 复配制造彩虹薄膜非常有用,可使工艺温度减至 250以下，与 PMMA 相似。不同比例的共混物的温度如表 5 所示。4 结论（1）PEI（50%）和 PBT（50%）与 PMMA 复合技术生产的彩虹膜拥有良好的彩虹色泽、良好的热力学性能和高抗胺硬度。另外，由 L.LPE（85%）和 FEA（15%）和 PS 组合制造的彩虹膜具有彩虹色、镀层好、易加工、成本低等优点。（2）彩虹膜中的分布器是实现交替层均匀分布的关键部件，这两类树脂的加工特性对彩虹色薄膜的一致性也起着关键作用。（3）彩虹膜生产所用原料的相容性对彩虹膜的抗渐变性能有重大影响。使用表面接触角计数器测量各种树脂和树脂混合物在特定溶剂混合介质中的表面附着角，对测试彩虹膜的梯度电阻非常重要。参考文献1 王兰,王佩璋,王秀娴.彩虹膜加工技术研究J.塑料,1995,24(1):16-20,9.2 侠铭.彩虹膜生产技术J.科技开发动态,2002(1):31-32.3 黄文龙,王益民.彩虹膜生产设备及其应用方法:CN111844665 AP.2020-06-01.4 郑咸雅.多层塑料复合彩虹膜通过鉴定J.现代塑料加工应用,2005(2):25-26.5 王佩璋,王澜,黄卫东,等.多层光干涉彩虹膜研究J.中国塑料,2003(6):74-78.6 毛一丁,罗万里,张辉,等.彩虹膜工艺及彩虹膜生产装置:CN20 2111554741.0P.2023-07-18.7 黄文龙,王益民.彩虹膜生产设备及其应用方法:CN20201048 5328.2P.2023-07-18.The Application of Rainbow Film Production Technology in the Decoration and Decoration of Residential BuildingsLI Yuelu(Wenzhou Yuntianxiang Industry and Trade Co.,Ltd.,Wenzhou Zhejiang 325000)Abstract:This paper mainly studies the rainbow effect affecting various optical interference rainbow layers,the consistency of rainbow colors,and the bonding strength between layers.And the use of resin screening,resin process improvement,resin of different refractive index recombination,LLDPE/SLLDPE+EA/PS and PMMA/PBT+PET co-extrusion multi-layer optical interference rainbow film successfully prepared,and to discuss the rainbow film production technology in the construction of residential decoration,hoping to provide reference for relevant personnel.Key words:rainbow film;production technology;decoration表5 不同比例的共混物的温度PET/PBT100/075/2550/5025/750/100熔点/257250247245223