CN102303438B

CN102303438B - 一种pmma/pc/pmma双面防刮伤光学薄膜及其制备方法

Info

Publication number: CN102303438B
Application number: CN201110183699.6A
Authority: CN
Inventors: 卢思尧
Original assignee: GUANGZHOU BAIYUN XINDA REFLECTIVE MATERIAL CO Ltd
Current assignee: GUANGZHOU BAIYUN XINDA REFLECTIVE MATERIAL Co.,Ltd.
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2031-07-01
Also published as: CN102303438A

Abstract

本发明涉及一种光学薄膜及其成型工艺，具体地说是一种PMMA/PC/PMMA三层结构的防刮伤光学薄膜，及其制备方法。它公开了PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜的结构，第一层PMMA占总厚度的比例为10~30%，第二层PC占总厚度的比例为40~60%，第三层PMMA占总厚度的10~30%。它将各种材料的特性取其所长，优势互补，并采用同向平行双螺杆模头共挤的工艺进行生产制备，便于推广及应用。

Description

一种PMMA/PC/PMMA双面防刮伤光学薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种光学薄膜及其成型工艺，具体地说是一种PMMA/PC/PMMA三层结构的防刮伤光学薄膜，及其制备方法。

技术背景

随着数显技术的快速发展，各色各样的触摸屏应用层出不穷，触摸屏基础材料光学薄膜的用量猛增，各种各样的光学薄膜应运而生，各显神通。在目前常见的光学薄膜中，PMMA光学薄膜具有优异的导电层镀敷性能和较高的硬度，但存在脆性，缺乏韧性。PC光学薄膜强度高，韧性好，但导电层镀敷性能不尽人意。可以说，两种光学薄膜的特性各有千秋，但都存在一定的不足。

为了克服现在技术的不足，本发明提供一种PMMA/PC/PMMA双面防刮伤光学薄膜及其制备方法，将两种材料进行均匀分布、排列，优势互补，并采用同向平行双螺杆模头共挤的工艺进行生产制备，便于推广及应用。

本发明技术解决方案是提供了一种PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜，本发明特征在于PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜中，第一层PMMA占总厚度的比例为10~30%，第二层PC占总厚度的比例为40~60%，第三层PMMA占总厚度的10~30%。

所述的PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜总厚度为0.05~0.9mm；幅宽100~1500mm。

以上所述的PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜制备方法，有以下步骤：

A、 PMMA、PC和PMMA在模具各自流道塑化并在模具唇口处热复合；

所述PMMA、PC和PMMA从各自喂料机进入在模具（此处的喂料机、模具，为挤出机设备的配套——南京橡胶机械厂有限公司，型号HT30），在各自流道内混塑溶化，通过同向平行双螺杆挤出机，模头熔体温度为200~310℃，模具熔体压力为2~10MPa，PMMA、PC和PMMA三层材料通过压力在模具各自流道至模具唇口处实施温度差异化热复合，温度差异为10~50℃；

B、 A步骤所得的PMMA/PC/PMMA复合膜从模具唇口送至四辊压光设备进行压光；

所述的四只压光辊（如上海冬慧辊筒机械机械有限公司，型号：订做超高精度）为高精度，超镜面，无振动，且可多向微调的辊体；PMMA、PC和PMMA复合膜从模具唇口到压光辊之间实施惰性气体隔离；

C、 PMMA/PC/PMMA复合膜加硬液涂布干燥；

通过B步骤后，PMMA/PC/PMMA高透明多层共挤光学薄膜成型，这时采用精密涂布的方式，在光学薄膜表面涂布加硬剂，所涂布的加硬剂为水溶性UV或溶剂型涂料，涂料粘度为5~60秒（涂4杯），固含量为20~60%，加入助剂包括流平剂、抗静电剂、消泡剂，所涂布的加硬液涂布量为5~20g/m²，PMMA/PC/PMMA多层共挤光学薄膜涂布加硬剂后，进入烘道干燥系统，使加硬剂迅速交联固化；

PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜生产线速度为2~30m/min。

本发明的积极效果在于：

1、 PMMA/PC/PMMA多层共挤防刮伤光学薄膜的构成依次为：PMMA、PC、PMMA，韧性最好的PC处于中间，成为多层共挤光学薄膜的骨架，其韧性、抗撕裂强度远远高于单一的PMMA光学薄膜，光学薄膜的使用性能指标得到明显改善。

2、 PMMA/PC/PMMA多层共挤防刮伤光学薄膜将PMMA材料设置于两外侧，可以充分利用其优异的导电层镀敷性能。

3、三种材料各自取用自己的模具流道，可以各自取用合适的温度、压力等工艺参数，避免相互干扰，同时可以分配各自的厚度占比。

4、在设定的温度、压力状态下进行三种材料的模内温度差异化热复合，可以确保良好的材料透明度。

5、在模具唇口与压光辊之间设有惰性气体隔离，阻止外界气体进入，可以有效地避免薄膜产生气泡。

6、四只高精度、超镜面、无振动、可多向微调的压光辊辊体，可以有效地保证高透明、彩色薄膜产品的几何尺寸。

7、涂布加硬液并迅速交联固化，有效提高了PMMA/PC/PMMA多层共挤防刮伤光学薄膜的表面硬度。

8、本发明综合考虑各种材料的特性，采用同向平行双螺杆模头共挤的工艺，使PMMA、PC和PMMA三种材料在多流道模具中的各自流道塑化，通过温度和压力的调节，三层材料在模具唇口处实施模内温度差异化热复合，流延至四辊压光设备成型，同时连续在双表面涂布加硬液并经烘道交联固化，表面硬度达到3~5H，形成高透明的PMMA/PC/PMMA多层共挤防刮伤光学薄膜。

具体实施方式

（一）实施例中的原料

实施例中使用的原料仅仅是举例而已，不应该认为限制本发明的范围。在实施例中：

将PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯（如品牌：Dugussa，型号：6N/7N/8N），PC为聚碳酸酯(如品牌：TEIJIN，型号：AD5503)，抗氧化剂(如：汽巴1010、1098，JOHOKU JP-308E、JP-310，用量2-20g/m²)，紫外线吸收剂（如：汽巴81、234，用量2-20g/m²），抗静电剂（如：汽巴129、290，用量2-20g/m²），阻燃剂（如：鑫树TCPP、寿光卫东101、102，用量2-20g/m²）等助剂。

（二）光学薄膜的性能和测试方法;

1、耐酸碱性能（测试方法：5%强酸强碱溶液浸2小时，测试结果：无异常）；

2、导电层镀敷性能（镀层材料：镍（Ni）铬（Cr）铝（Al），可见光透过率：0~50％）；

3、光学薄膜表面强度（测试方法：铅笔硬度计 /500g/ 五次无划痕，测试结果:≥4H）；

（三）具体实施方式

实施例1

将PMMA粒料2000克，PC粒料4000克，PMMA粒料2000克分别加入抗氧化剂、紫外线吸收剂、防静电剂、阻燃剂等助剂，经高速混料机混合后，用真空管道输送到各自的储料釜，进行干燥处理后，进入各自挤出机组的喂料斗。

分别调节多流道模具的相关参数，其中PMMA流道的温度置于250℃、压力置于5MPa，PC流道的温度置于280℃，压力置于10MPa，PC流道的温度置于250℃，压力置于2MPa。

三种材料在温度、压力的作用下塑化，从同向平行双螺杆挤出机（如南京橡胶机械厂有限公司，型号HT30)、换网器（如浙江精诚模具机械有限公司，型号JC-HWQ-YY-DB）、液体泵及配套液体管（如江苏方华阀门充灌设备公司，型号DWB50-500/165），进入模具模唇口实施模内热复合。三种材料复合熔体经模具模唇口一起流出至四辊压光机装置，四辊间隙微调至0.1mm，在高温高压的状况下挤压成膜，随即复合一层保护薄膜在其表面，双面涂布加硬液UV（如深圳撒比斯UX-5005w-F、HARD COAT DHC8-C127），涂料粘度为20秒（涂4杯），固含量为25%，加入流平剂、抗静电剂、消泡剂、涂布量为10g/m²。涂布加硬液的PMMA/PC/PMMA多层共挤材料进入烘道干燥系统，采用红外热风干燥及紫外线照射干燥的方法进行干燥，加硬液迅速交联固化，涂敷后的PMMA/PC/PMMA多层共挤防刮伤光学薄膜表面硬度达3~5H。在涂敷表面再复合一层PET保护膜。

实施例2

一种PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜，PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜中，第一层PMMA占总厚度的比例为10%，第二层PC占总厚度的比例为60%，第三层PMMA占总厚度的30%。

所述的PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜总厚度为0.05mm；幅宽100mm。

实施例3

与实施例2相同，只是第一层PMMA占总厚度的比例为30%，第二层PC占总厚度的比例为40%，第三层PMMA占总厚度的30%；所述的PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜总厚度为0.9mm；幅宽1500mm。

实施例4

与实施例2相同，只是第一层PMMA占总厚度的比例为25%，第二层PC占总厚度的比例为50%，第三层PMMA占总厚度的25%。

所述的PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜总厚度为0.45mm；幅宽800mm。

实施例5

PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜制备方法有以下步骤：

A、所述PMMA、PC和PMMA从各自喂料机进入在模具（此处的喂料机、模具，为挤出机设备的配套——南京橡胶机械厂有限公司，型号HT30），在各自流道内混塑溶化，通过同向平行双螺杆挤出机，模头熔体温度为200℃，模具熔体压力为10MPa，PMMA、PC和PMMA三层材料通过压力在模具各自流道至模具唇口处实施温度差异化热复合，温度差异为10℃；

B、A步骤所得的PMMA/PC/PMMA复合膜从模具唇口送至四辊压光设备进行压光；所述的四只压光辊（如上海冬慧辊筒机械机械有限公司，型号：订做超高精度）为高精度，超镜面，无振动，且可多向微调的辊体；PMMA、PC和PMMA复合膜从模具唇口到压光辊之间实施惰性气体隔离；

C、通过B步骤后，PMMA/PC/PMMA高透明多层共挤光学薄膜成型，这时采用精密涂布的方式，在光学薄膜表面涂布加硬剂，所涂布的加硬剂为水溶性UV或溶剂型涂料，涂料粘度为5秒（涂4杯），固含量为60%，加入助剂包括流平剂、抗静电剂、消泡剂，所涂布的加硬液涂布量为20g/m²，PMMA/PC/PMMA多层共挤光学薄膜涂布加硬剂后，进入烘道干燥系统，使加硬剂迅速交联固化。

实施例6

与实施例5相同，只是A步骤模头熔体温度为310℃，模具熔体压力为2MPa，PMMA、PC和PMMA三层材料通过压力在模具各自流道至模具唇口处实施温度差异化热复合，温度差异为50℃；C步骤所涂布的加硬剂为水溶性UV或溶剂型涂料，涂料粘度为60秒（涂4杯），固含量为20%，加入助剂包括流平剂、抗静电剂、消泡剂，所涂布的加硬液涂布量为5g/m²。

实施例7

与实施例5相同，只是A步骤模头熔体温度为255℃，模具熔体压力为6MPa，PMMA、PC和PMMA三层材料通过压力在模具各自流道至模具唇口处实施温度差异化热复合，温度差异为30℃；C步骤所涂布的加硬剂为水溶性UV或溶剂型涂料，涂料粘度为32秒（涂4杯），固含量为40%，加入助剂包括流平剂、抗静电剂、消泡剂，所涂布的加硬液涂布量为12g/m²。

实施例8

与实施例5相同，只是PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜生产线速度为2m/min。

实施例8

与实施例5相同，只是PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜生产线速度为30m/min。

实施例8

与实施例5相同，只是PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜生产线速度为16m/min。

Claims

1.一种PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜制备方法，其特征在于所述方法有以下步骤：

A、PMMA、PC和PMMA在模具各自流道塑化并在模具唇口处热复合；

所述PMMA、PC和PMMA自喂料机进入在模具各自流道混塑溶化，通过同向平行双螺杆挤出机，模头熔体温度为200~310℃，模具熔体压力为2~10MPa，PMMA、PC和PMMA三层材料通过压力在模具各自流道至模具唇口处实施温度差异化热复合，温度差异为10~50℃；

所述的四只压光辊为高精度，超镜面，无振动，且可多向微调的辊体；PMMA、PC和PMMA复合膜从模具唇口到压光辊之间实施惰性气体隔离；

C、 PMMA/PC/PMMA复合膜加硬液涂布干燥；

通过B步骤后，PMMA/PC/PMMA高透明多层共挤光学薄膜成型，这时采用精密涂布的方式，在光学薄膜双表面涂布加硬剂，所涂布的加硬剂为水溶性UV或溶剂型涂料，涂料粘度以涂4杯测量为5~60秒，固含量为20~60%，加入助剂包括流平剂、抗静电剂、消泡剂，所涂布的加硬液涂布量为5~20g/m²，PMMA/PC/PMMA多层共挤光学薄膜涂布加硬剂后，进入烘道干燥系统，使加硬剂迅速交联固化；

所述PMMA/PC/PMMA双面防刮伤膜中，第一层PMMA占总厚度的比例为10~30%，第二层PC占总厚度的比例为40~60%，第三层PMMA占总厚度的10~30%。

2.根据权利要求1所述的一种PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜制备方法，其特征在于所述PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜生产线速度为2~30m/min。

3.根据权利要求1所述的一种PMMA/PC/PMMA双面防刮伤膜，其特征在于PMMA/PC/PMMA双面防刮伤薄膜总厚度为0.05~0.9mm；幅宽100~1500mm。