CN102129090B - 一种光学硬化膜 - Google Patents

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Abstract

一种光学硬化膜，它包括一基材和涂覆在该基材上的光硬化涂覆组合物形成的硬化涂层，所述光硬化涂覆组合物由下述组分组成：（1）20～60重量百分比的1～3官能度的丙烯酸酯类化合物；（2）40～80重量百分比的4～10官能度的含有羟基或氨基的低聚物；（3）1～30重量百分比的粒径为5-50nm的纳米颗粒，该颗粒选自二氧化硅、三氧化二铝、硫酸钡、二氧化钛或甲基丙烯酸甲酯；（4）0.1～8重量百分比的光引发剂；其中，所述重量百分比是以组分（1）和（2）的重量总和为基准。本发明具有高硬度和良好耐酸碱性能，同时具有高的透光率和好的耐溶剂性能。

Description

一种光学硬化膜
技术领域
本发明涉及一种光学硬化膜，特别涉及一种具有高硬度和好的耐酸碱性能的光学硬化膜。
背景技术
近年来，随着平面显示技术的快速发展，显示器逐步倾向于向体积小、质量轻、高逼真方向发展，其中液晶显示器和有机发光二极管最受瞩目，由于其具有低电压驱动、低电力消耗、易携带、显示质量高并可量产等优点，已广泛应用在手机、PDA、计算器、台式或便携式计算机、数字相机、车用导航系统等各方面。
在平面显示光学组件的制造技术上，无论是液晶显示器或是有机发光二极管显示器，在其制造过程中都需使用到具备较佳光学性质及物理性质的光学膜层材料，以达到平面显示光学组件其特性上的要求。作为此类光学膜层材料，需要具备高穿透率、低雾度、高抗划伤和较强抗蚀性的性能，比如在触摸式液晶显示器材的使用过程中，频繁的外界接触也不能伤害显示器界面。公开日为2005-04-27、申请号为200310101950.5、名称为“光学涂布层合物及其制造方法”的中国专利公开了一种光学涂布层合物，其主要目的是通过在基材上涂覆光硬化涂覆组合物来形成具有低双折射率、高穿透率、低浊度、化学溶剂抗蚀性的光学膜层，但是，该产品存在抗划伤能力低和耐酸碱性能差的缺点，这样的产品无法满足触摸式液晶显示器材的使用要求，会降低光学显示器件的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述已有技术之缺陷、提供一种具有高硬度和良好耐酸碱性能的光学硬化膜，该硬化膜同时具有高的透光率和好的耐溶剂性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种光学硬化膜，它包括一基材和涂覆在该基材上的光硬化涂覆组合物形成的硬化涂层，所述的光硬化涂覆组合物由下述组分组成：
（1）20～60重量百分比的1～3官能度的丙烯酸酯类化合物；
（2）40～80重量百分比的4～10官能度的含有羟基或氨基的低聚物；
（3）1～30重量百分比的粒径为5-50nm的纳米颗粒，该颗粒选自二氧化硅、三氧化二铝、硫酸钡、二氧化钛或甲基丙烯酸甲酯中的一种；
（4）0.1～8重量百分比的光引发剂；
其中，所述重量百分比是以组分（1）和（2）的重量总和为基准。
上述光学硬化膜，所述丙烯酸酯类化合物选自甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酰胺、二甲基丙烯酸-1，6-己二醇酯、二丙烯酸-1，6-己二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸三丙二醇酯、二丙烯酸对新戊二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基戊烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或它们的组合物。
上述光学硬化膜，所述低聚物可以选自聚氨酯丙烯酸酯、硅酮丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、多元醇丙烯酸酯等的一种或它们的组合物。
上述光学硬化膜，所述5-50nm的纳米颗粒为二氧化硅。
上述光学硬化膜，所述硬化涂层的厚度为2～10微米。
与现有技术相比，本发明通过对丙烯酸酯类化合物和含有羟基或氨基的低聚物官能度的选择，并通过调整不同官能度的丙烯酸酯类化合物和不同官能度的含有羟基或氨基的低聚物之间的用量配比，使得到的硬化涂层具有良好的耐酸碱性能和高硬度；通过在硬化涂层中使用粒径为5-50nm的纳米颗粒，使硬化涂层的硬度≥3H。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
光硬化涂覆组合物的制备：
二丙烯酸对新戊二醇酯                           100g
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯                         100g
硅酮四丙烯酸酯                                 700g
聚氨酯十丙烯酸酯                               100g
50nm的二氧化硅颗粒                             10g
2-苄基-2-N,N-二甲氨基-1-（4-吗啉代苯基）-1-丁酮    1g；
在避免日光或紫外光照射、空气相对湿度小于60%的条件下，按上述物质依次加入到混合容器中，每加入一种组分充分搅拌15分钟，过滤去掉杂质，得到光硬化涂覆组合物。
2．光学硬化膜的制备：
将以上配制的光硬化涂覆组合物用线棒涂布法涂布于热塑性可挠曲基材（如聚酯膜）上,以聚光型高压水银灯（200W∕cm），照射能量为800mj∕cm2，使其硬化，在基材上形成硬化层厚度2微米的硬化膜。测其性能见下表。
实施例2
1．光硬化涂覆组合物的制备：
二甲基丙烯酸-1，6-己二醇酯                200g
二丙烯酸对新戊二醇酯                      200g
三羟甲基丙烷季戊四醇三丙烯酸酯            200g
聚氨酯四丙烯酸酯                          400g
15nm的硫酸钡                             300g
光引发剂184（羟基环己基苯基酮）           80g；
在避免日光或紫外光照射、空气相对湿度小于60%的条件下，按上述物质依次加入到混合容器中，每加入一种组分充分搅拌15分钟，过滤去掉杂质，得到光硬化涂覆组合物。
2．光学硬化膜的制备：
将以上配制的光硬化涂覆组合物用线棒涂布法涂布于热塑性可挠曲基材（如聚酯膜）上,以聚光型高压水银灯（100W∕cm），照射能量为1500mj∕cm2，使其硬化，在基材上形成硬化层厚度8微米的硬化膜。测其性能见下表。
实施例3
1．光硬化涂覆组合物的制备：
三羟甲基丙烷季戊四醇三丙烯酸酯            400g
聚氨酯六丙烯酸酯                          600g
20nm的甲基丙烯酸甲酯颗粒                 100g
光引发剂184（羟基环己基苯基酮）           20g；
在避免日光或紫外光照射、空气相对湿度小于60%的条件下，按上述物质依次加入到混合容器中，每加入一种组分充分搅拌15分钟，过滤去掉杂质，得到光硬化涂覆组合物。
2．光学硬化膜的制备：
将以上配制的光硬化涂覆组合物用线棒涂布法涂布于热塑性可挠曲基材（如聚酯膜）上,以聚光型高压水银灯（100W∕cm），照射能量为1500mj∕cm2，使其硬化，在基材上形成硬化层厚度5微米的硬化膜。测其性能见下表。
实施例4
1．光硬化涂覆组合物的制备：
二丙烯酸乙二醇酯                          300g
三羟甲基丙烷季戊四醇三丙烯酸酯            200g
聚氨酯六丙烯酸酯                           500g
5nm的二氧化硅                            200g
2，4，6（三甲基苯甲酰基）二苯基氧化瞵       40g；
在避免日光或紫外光照射、空气相对湿度小于60%的条件下，按上述物质依次加入到混合容器中，每加入一种组分充分搅拌15分钟，过滤去掉杂质，得到光硬化涂覆组合物。
2．光学硬化膜的制备：
将以上配制的光硬化涂覆组合物用线棒涂布法涂布于热塑性可挠曲基材（如聚酯膜）上,以聚光型高压水银灯（100W∕cm），照射能量为1500mj∕cm2，使其硬化，在基材上形成硬化层厚度10微米的硬化膜。测其性能见下表。
实施例5
1．光硬化涂覆组合物的制备：
二丙烯酸乙二醇酯                          100g
三羟甲基戊烷三甲基丙烯酸酯                 200g
聚氨酯八丙烯酸酯                          700g
30nm的二氧化硅                           150g
2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮                 60g；
在避免日光或紫外光照射、空气相对湿度小于60%的条件下，按上述物质依次加入到混合容器中，每加入一种组分充分搅拌15分钟，过滤去掉杂质，得到光硬化涂覆组合物。
2．光学硬化膜的制备：
将以上配制的光硬化涂覆组合物用线棒涂布法涂布于热塑性可挠曲基材（如聚酯膜）上，以聚光型高压水银灯（100W∕cm），照射能量为1500mj∕cm2，使其硬化，在基材上形成硬化层厚度3微米的硬化膜。测其性能见下表。
  附着力测试 硬度测试 耐溶剂测试 耐酸碱测试 透光率/雾度测试
实施例1 ◎ 3H ◎ ◎ 91.6/1.1
实施例2 ◎ 5H ◎ ◎ 91.8/1.2
实施例3 ◎ 5H ◎ ◎ 92/1.4
实施例4 ◎ 4H ◎ ◎ 91.3/1.5
实施例5 ◎ 4H ◎ ◎ 91.3/1.5
1.附着力测试：
参照GB/T9286-1998色漆和清漆，漆膜的划格试验，达到100∕100即通过，“◎”表示通过。
2.硬度测试： 
参照GB/T6739-2006漆膜铅笔硬度测试方法。
3.耐溶剂测试：
在室温状态下，将所涂样片分别浸泡在，乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲乙酮、丙酮和甲苯中10分钟，取出后用蒸馏水清洗，滤纸吸干，观察样片表面是否有白化和被腐蚀的现象、样片是否有变形或翘起现象，若无以上现象表示通过检测，用“◎”表示。
4.耐酸碱测试：
在50℃下，所涂样片在浓硝酸、发烟盐酸、水按质量比1：50：50配制的溶液中放置5秒，样片上的酸用蒸馏水清洗干净，滤纸吸干。再测其附着力，达到100∕100即通过；在50℃下，所涂样片在质量百分比为3%的氢氧化钠水溶液中放置20秒。样片上的碱用蒸馏水清洗干净，滤纸吸干。再测其附着力，达到100∕100即通过。“◎”表示通过。
5.透光率及雾度测试：
使用上海精密科学仪器有限公司WGT-S 透光率/雾度测定仪测试。

Claims (4)

1.一种光学硬化膜，其特征在于，它包括一基材和涂覆在该基材上的光硬化涂覆组合物形成的硬化涂层，所述光硬化涂覆组合物由下述组分组成：
（1）20～60重量百分比的1～3官能度的丙烯酸酯类化合物；
（2）40～80重量百分比的4～10官能度的含有羟基或氨基的低聚物；
（3）1～30重量百分比的粒径为5-50nm的纳米颗粒，该颗粒选自二氧化硅、三氧化二铝、硫酸钡、二氧化钛或甲基丙烯酸甲酯中的一种；
（4）0.1～8重量百分比的光引发剂；
其中，上述重量百分比是以组分（1）和（2）的重量总和为基准；
所述低聚物选自聚氨酯丙烯酸酯、硅酮丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、多元醇丙烯酸酯中的一种或它们的组合物。
2.根据权利要求1所述的光学硬化膜，其特征在于，所述丙烯酸酯类化合物选自甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酰胺、二甲基丙烯酸-1，6-己二醇酯、二丙烯酸-1，6-己二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸三丙二醇酯、二丙烯酸对新戊二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基戊烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或它们的组合物。
3.根据权利要求2所述的光学硬化膜，其特征在于，所述5-50nm的纳米颗粒为二氧化硅。
4.根据权利要求3所述的光学硬化膜，其特征在于，所述硬化涂层的厚度为2～10微米。
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