发明内容
本发明的目的是提供一种防眩光薄膜,该膜具有防眩光防划伤的功能,可以用于液晶显示器件和其他显示器件。
本发明的另一目的是提供该防眩光薄膜的制备方法,该方法工艺简单、节能安全、对环境无污染、生产成本低。
解决上述问题的技术方案是:
一种防眩光薄膜,它包括一个透明支持体以及涂在支持体上的防眩光层,所述防眩光层的组分及含量按重量单位计为:
a.光固化预聚物 20~50份;
b.活性稀释剂 20~50份;
c.光引发剂 2~7份;
d.无机纳米金属氧化物及二氧化硅 2~15份;
e.有机聚合物微粉 2~15份;
f.助剂 1~5份;
g.溶剂 2~20份;
所述有机聚合物微份的粒径选用1~6微米,所述活性稀释剂是双官能团或三官能团丙稀酸酯;所述光固化预聚物是环氧丙稀酸酯或聚氨酯丙稀酸酯。
上述防眩光薄膜,其优选组分及含量为:
a.光固化预聚物 25~40份;
b.活性稀释剂 25~40份;
c.光引发剂 3~5份;
d.无机纳米金属氧化物及二氧化硅 5~10份;
e.有机聚合物微粉 5~10份;
f.助剂 2~3份;
g.溶剂 2~15份;
所述光固化预聚物是环氧丙稀酸酯或聚氨酯丙稀酸酯。
上述防眩光薄膜,所述光引发剂为自由基型光引发剂。
上述防眩光薄膜,所述自由基光引发剂为安息香双甲醚、1—羟基环己基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙酮、二苯甲酮或它们的混合物。
上述防眩光薄膜,所述无机纳米金属氧化物是纳米二氧化锡、纳米二氧化锆、纳米氧化锑或纳米氧化钛。
上述防眩光薄膜,所述有机聚合物微粉是聚苯乙烯微粉、聚氯乙烯微粉、聚甲基丙稀酸甲酯微粉或聚碳酸酯微粉。
一种防眩光薄膜的制备方法,其制备步骤为:
将光固化预聚物、活性稀释剂、光引发剂和溶剂混合搅拌溶解;然后加入助剂、无机纳米金属氧化物及二氧化硅和有机聚合物微粉,搅拌分散均匀,得到涂布液;将涂布液以刮板涂布或凹板涂布方式布于支持体上,在60℃~80℃下干燥,再用紫外光照射固化,得到防眩光薄膜。
本发明的原理在于无机纳米金属氧化物颗粒具有不规则的表面形状,涂于薄膜形成均匀的涂层,当光线照射到这些颗粒上时,部分光线被不规则的表面向不同方向折射,减小光线的直接照射;有机聚合物微粉具有球型状态,这类聚合物微球是透明的,可以允许光线穿过,但由于聚合物的折射率与涂层介质的折射率不同,当光线穿过时,聚合物微球的表面相当于一个小透镜而使部分光线发生散射,这种性能减小了光线的直接照射,当用于显示器时可减少眼睛的疲劳感。这些无机纳米金属氧化物和有机聚合物微粉形成单分散涂层时光线透过率高,不会对显示器的亮度造成损失,但其涂层使薄膜具有一定的雾度,起到防眩光的作用。
本发明中,防眩光薄膜的透明支持体可以是三醋酸纤维素酯薄膜(TAC)、聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(PET)、聚碳酸酯薄膜等,优选三醋酸纤维素酯薄膜(TAC)、聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(PET)。作为防眩光薄膜的支持体,要求其具有良好的几何稳定性和优良的光学性能如高透光率,对其不需进行任何前期处理。
在本发明中防眩光的物质主要是无机纳米金属氧化物和有机聚合物微粉,为了使其发挥作用,在配方和用量上进行了大量试验,有机聚合物微份的粒经可选用1~6微米,使无机纳米金属氧化物颗粒和有机聚合物微份的组合使用恰到合适,涂布得到的膜材料起到防眩光作用。
无机纳米金属氧化物和有机聚合物微粉可分散在含有粘合剂的水性介质、热溶型树脂或光固化树脂体系中。为了使防眩光涂层获得抗划伤能力,本发明中分散介质选择的是光固化树脂体系,因为光固化所选用的树脂和活性稀释剂一般是多官能团的不饱和基团,对无机纳米金属氧化物和有机聚合物微粉有良好的润湿分散性能,经紫外光照射固化后交联密度高,形成的膜透光性好、交联密度高、抗划伤性能好。本发明使用的光固化预聚物为含有双键的不饱和化合物,包括环氧丙稀酸酯、聚氨酯丙稀酸酯、聚酯丙稀酸酯等紫外光固化预聚物树脂,优选环氧丙稀酸酯或聚氨酯丙稀酸酯。如双酚A环氧二丙稀酸酯(商品名称UVE3216、UVE3220等);脂肪族聚氨酯二丙稀酸酯(商品名称UVU6221、UVU6609等);聚酯丙稀酸酯树脂是聚酯二丙稀酸酯(商品名称UVP9200等)。活性稀释剂是双官能团或三官能团丙烯酸酯,如:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、三丙二醇二丙稀酸酯(TPGDA)、新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)、1.6—己二醇二丙稀酸酯(HDDA)等多丙烯酸酯单体。这些光固化预聚物和活性稀释剂可从市场上得到。
本发明的光引发剂可采用辐射固化工业领域常用的各种光引发剂,优选自由基型光引发剂。自由基型光引发剂所产生的自由基可以引起体系的自由基聚合反应从而固化。不同结构的光引发剂有着不同的吸收光谱和自由基活性,选择与光源光谱能量分布较为匹配的光引发剂将大大提高固化速度。自由基型光引发剂的例子包括:苯乙酮类,如苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、1,1-二氯苯乙酮、1-羟基苯乙酮、1-羟基环己基苯乙酮(Irgacure 184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙酮(1173)等;二苯酮类如二苯甲酮等;安息香衍生物,如安息香乙醚、安息香双甲醚(Irgacure651)等。优选安息香双甲醚、1-羟基环己基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙酮、二苯甲酮或其混合物。
为了提高抗眩光层的涂布性能和稳定性,抗眩光层的涂布配方中需要加入一些助剂,如消泡剂、流平剂、分散剂等,其中消泡剂可以为德国BYK公司的BYK088,流平剂可以为德国BYK公司的BYK373,分散剂可以是德国BYK公司的ATU。
本发明中的溶剂可选用有机溶剂如:甲苯、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、乙醇、异丙醇等。本发明的制备方法为:
取一定量的光固化预聚物、活性稀释剂、光引发剂和溶剂,放入烧杯中混合搅拌溶解;然后再加入一定量的助剂、无机纳米金属氧化物及二氧化硅和有机聚合物微粉,搅拌分散均匀,静止脱泡,得到涂布液;将涂布液以刮板涂布或凹板涂布方式布在支持体上,在60℃~80℃下干燥,再用1kw高压汞灯,以80W.cm-1照度的紫外光照射固化,得到防眩光薄膜。
本发明提供的防眩光薄膜具有防眩光防划伤的功能,可用于液晶显示器件和其他需要显示器件,其制备方法工艺简单、节能安全、对环境无污染、生产成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
双酚A环氧二丙稀酸酯UVE3216 20份
1.6—己二醇二丙稀酸酯(HDDA) 20份
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA) 20份
安息香双甲醚(Irgacure 651) 2份
纳米二氧化锆.............................1份
二氧化硅.................................1份
聚甲基丙稀酸甲酯微粉.....................15份
BYK088...................................1份
BYK373...................................1份
ATU......................................3份
甲苯.....................................15份
将20份双酚A环氧二丙稀酸酯UVE3216、20份1.6—己二醇二丙稀酸酯(HDDA)、20份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、2份安息香双甲醚(Irgacure 651)和15份甲苯,放入烧杯中搅拌溶解,然后加入5份助剂(3份ATU、1份BYK088、1份BYK373),1份纳米二氧化锆、1份二氧化硅、15份聚甲基丙稀酸甲酯微粉,搅拌分散均匀,静止脱泡,得到涂布液;将上述涂布液刮涂于三醋酸纤维素酯薄膜(TAC)上,然后在80℃下干燥,再用1kw高压汞灯,以80W.cm-1照度的紫外光照射固化,得到防眩光薄膜。测其性能,见表一。
实施例2
双酚A环氧二丙稀酸酯UVE3220.....................50份
三丙二醇二丙稀酸酯(TPGDA)....................15份
乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA).....15份
1-羟基环己基苯乙酮(Irgacure 184)..................4份
纳米二氧化锡......................................3份
二氧化硅..........................................5份
聚氯乙烯微粉......................................5份
BYK088...........................................0.5份
BYK373...........................................0.5份
ATU...............................................1份
丙酮..............................................2份
将50份双酚A环氧二丙稀酸酯UVE3220、15份三丙二醇二丙稀酸酯(TPGDA)、15份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、4份1-羟基环己基苯乙酮(Irgacure 184)和2份丙酮,放入烧杯中搅拌溶解,然后加入2份助剂(1份ATU、0.5份BYK088、0.5份BYK373)、纳米二氧化锡5份、二氧化硅5份;聚氯乙烯微粉2份,搅拌分散均匀,静止脱泡,得到涂布液;将上述涂布液凹板涂于聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(PET)上,然后在70℃下干燥,再用1kw高压汞灯,以80W.cm-1照度的紫外光照射固化,得到防眩光薄膜。测其性能,见表一。
实施例3
肪族聚氨酯二丙稀酸酯(UVU6221)................25份
季戊四醇三丙烯酸酯(PETA).....................25份
新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)...................25份
2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(1173)................2份
安息香双甲醚(Irgacure 651).......................3份
纳米二氧化锡.....................................2份
二氧化硅.........................................3份
聚苯乙烯微粉.....................................7份
BYK088...........................................0.5份
BYK373...........................................0.5份
ATU...............................................2份
异丙醇............................................5份
将25份肪族聚氨酯二丙稀酸酯(UVU6221)、25份季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、25份新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)、2份2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(1173)、3份安息香双甲醚(Irgacure651)和5份异丙醇,放入烧杯中搅拌溶解,然后加入3份助剂(2份ATU、0.5份BYK088、0.5份BYK373)、纳米二氧化锡2份、二氧化硅3份;聚苯乙烯微粉7份,搅拌分散均匀,静止脱泡,得到涂布液;将上述涂布液凹板涂于聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(PET)上,然后在70℃下干燥,再用1kw高压汞灯,以80W.cm-1照度的紫外光照射固化,得到防眩光薄膜。测其性能,见表一。
实施例4
肪族聚氨酯二丙稀酸酯(UVU6609)................40份
乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)....10份
新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)...................10份
1-羟基环己基苯乙酮(Irgacure184)................3.5份
二苯甲酮........................................3.5份
纳米氧化钛.......................................6份
二氧化硅.........................................4份
聚氯乙烯微粉....................................10份
BYK088..........................................0.25份
BYK373..........................................0.25份
ATU.............................................0.5份
丁酮............................................10份
将40份肪族聚氨酯二丙稀酸酯(UVU6609)、10份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、10份新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)、3.5份1-羟基环己基苯乙酮(Irgacure 184)、3.5份二苯甲酮和10份丁酮,放入烧杯中搅拌溶解,然后加入1份助剂(0.5份ATU、0.25份BYK088、0.25份BYK373)、纳米氧化钛6份、二氧化硅4份;聚氯乙烯微粉10份,搅拌分散均匀,静止脱泡,得到涂布液;将上述涂布液凹板涂于三醋酸纤维素酯薄膜(TAC)上,然后在60℃下干燥,再用1kw高压汞灯,以80W.cm-1照度的紫外光照射固化,得到防眩光薄膜。测其性能,见表一。
实施例5
肪族聚氨酯二丙稀酸酯(UVU6609)................30份
新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)...................10份
乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)....15份
2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(1173)...............1.5份
二苯甲酮........................................1.5份
纳米氧化锑.......................................7份
二氧化硅.........................................8份
聚碳酸酯微粉.....................................2份
BYK088...........................................1份
BYK373...........................................1份
ATU..............................................2份
丁酮............................................20份
将30份肪族聚氨酯二丙稀酸酯(UVU6609)、15份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、10份新戊二醇二丙稀酸酯(NPGDA)、1.5份2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(1173)、1.5份二苯甲酮和20份丁酮,放入烧杯中搅拌溶解,然后加入4份助剂(2份ATU、1份BYK088、1份BYK373)、纳米氧化锑7份、二氧化硅8份;聚碳酸酯微粉2份,搅拌分散均匀,静止脱泡,得到涂布液;将上述涂布液凹板涂于三醋酸纤维素酯薄膜(TAC)上,然后在60℃下干燥,再用1kw高压汞灯,以80W.cm-1照度的紫外光照射固化,得到防眩光薄膜。测其性能,见表一。
表一 性能测试结果
实施例 | 透光率(% | 雾度(%) | 60°光泽度(%) | 铅笔硬度 | 附着力 | 防眩光性 |
1 | 92.5 | 12.24 | 52 | 3H | 99/100 | 好 |
2 | 91.4 | 11.67 | 47 | 3H | 97/100 | 好 |
3 | 91.7 | 11.89 | 43 | 4H | 100/100 | 好 |
4 | 92.5 | 11.45 | 39 | 4H | 100/100 | 好 |
5 | 91.6 | 10.75 | 50 | 3H | 99/100 | 好 |
固化条件:1KW高压汞灯,照度80W.cm-1;硬度测试:按GB6739-86方法测试;附着力测试:按GB9286-88方法测试;
透光率、雾度:采用WGT-S透光率/雾度测定仪(上海)测试;光泽度:采用XGP便携式镜向光泽度计(天津)测试;