CN102827543B - 一种电阻屏加硬液的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子产品领域,具体涉及一种电阻屏加硬液的制备方法。具体步骤为:将硅烷偶联剂和缩水甘油醚按照一定比例混合,用适量的去离子水、醇类以及乙酰丙酮的混合液体水解15-24h。将水解后的产物按照2:3的比例与溶剂混合,加入适量的流平剂、消泡剂即可得到手机屏幕加硬液。将电阻屏外屏(PET薄膜)用0.1mol/L的氢氧化钠溶液浸泡5min,洗净,采用浸涂或滚涂的方法将加硬液均匀的涂布在薄膜表层,70℃烘干固化,30min即得加硬的电阻外屏,其铅笔硬度可达6H。本发明具有工艺简单,成本低廉的特点,可以增强电阻屏表面硬度,提高其耐刮擦性能,延长电阻屏使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于电子产品领域,具体涉及一种电阻屏加硬液的制备方法。
背景技术
随着计算机技术的发展,多媒体信息查询的普及,人们越来越多地关注触摸屏,触摸屏是一种附加在显示器表面的透明介质。利用这种技术,用户只要用手指轻轻地触碰计算机显示屏上的图符或文字,就能实现对计算机的操作定位,摆脱了键盘和鼠标操作,从而简化了计算机输入方式,真正实现零距离操作。早期的触屏主要应用在尖端仪器的触控上,随着触屏技术的发展,特别是电阻屏的商业化,触屏技术开始在消费类电子产品中扮演重要的角色。根据研究表明,截止到2012年,触屏手机占据手机市场份额的80%以上。而随着平板电脑的日益普及,触屏的应用正在延伸到人们日常生活的各个角落。DisplaySearch的预测表明到2016年整个触摸屏市场的价值将可能达到140亿美元。
触摸屏概念最早由学术界提出,在20世纪60年代末70年代初,多所大学的研究实验室参与触屏的研究。传统触屏基于电阻技术,其组装成的触摸屏即我们通常所说的电阻屏。电阻屏是由两层导电层组成,中间以细小的气隙隔开。当多层传感器在触摸点(手指或任何类型的触控笔接触屏幕的地方)机械性地聚合,触摸的位置就被记录下来。其优点是对触屏精度受环境影响小,不怕灰尘、水气和油污;可以用任何物体来触摸;价格低廉,目前主要应用于工业仪器。但是由于这些导电层本身轻薄而脆,普通电阻屏仅仅采用传统的聚对苯二甲酸二乙醇酯(PET)作为保护层,其铅笔硬度不超过2H,起到的保护作用非常有限。由于电阻屏是压力传感,长时间受到刮擦使得PET膜很容易损坏,从而破坏导电层,进而影响传感器的性能。电阻屏的保护技术不足极大的影响了电阻屏的实用寿命,限制了其在电子产品中的应用。近年来兴起的电容屏技术,则正是依靠钢化玻璃作为保护层,因其分辨率高,可以实现多点触控以及透光率好的特点,成功占领了消费类电子产品市场。但电容屏把人体当作电容器的一个电极使用,当有导体靠近并与夹层铟锡氧化物薄膜(ITO)工作面之间耦合出足够大的电容时,流走的电流就会引起电容式触摸屏的误动作,当环境温度、湿度或环境电场发生改变时,都会引起电容式触摸屏产生漂移现象,故其稳定性较差,造成不准确。电容屏的这些缺点限制了其在高精度要求下的应用,故目前的工业设备的触屏主要还是采用电阻屏。虽然目前电容屏市场占有率较高,但其成本也比电阻屏高了近10倍。对于电阻屏来讲,若能解决其寿命较短的问题,极大的成本差异将会促使电子产品生产商重新选择电阻屏。伴随着更高性能压阻材料的研究突破,电阻屏将会东山再起,重新占据触屏消费类电子产品市场。
发明内容
本发明目的在于提供一种电阻屏加硬液的制备方法,该方法制备工艺简单,原料廉价易得,对环境污染小。固化条件温和,30min即可实现完全固化。所得到的加硬涂层附着力好,耐刮擦性能优良,加硬后的涂层铅笔硬度可以达到6H。
本发明提出的一种电阻屏加硬液的制备方法,具体步骤如下:
(1)将硅烷偶联剂1、硅烷偶联剂2、硅烷偶联剂3按照一定比例混合均匀,得到混合均匀的硅烷偶联剂;将甲醇、乙酰丙酮和水按照15:1:25的重量比混合均匀,得到混合溶液;把得到的混合溶液加入混合均匀的硅烷偶联剂中,同时加入缩水甘油醚,在25-35℃温度下恒温水解15-24h;
(2)将乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、异丙醇、正丁醇和丙酮按照3:5:15:1:3的重量比混合均匀;
(3)将步骤(1)所得产物跟步骤(2)所得产物按照2:3的重量比例混合,加入总重量0.5%的流平剂,总重量0.5%的消泡剂,混合均匀,即得所需电阻屏加硬液。
本发明中,步骤(1)中所使用的硅烷偶联剂1为烷基类硅烷偶联剂。包括但不限于甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷的一种或几种。其用量为硅烷偶联剂1、硅烷偶联剂2和硅烷偶联剂3总重量的40~50wt%。
本发明中,步骤(1)中所使用的硅烷偶联剂2为缩水甘油醚类硅烷偶联剂。包括但不限于γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷的一种或几种。其用量为硅烷偶联剂1、硅烷偶联剂2和硅烷偶联剂3总重量的40~50wt%。
本发明中,步骤(1)中所使用的硅烷偶联剂3为苯基类硅烷偶联剂。包括但不限于苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷的一种或几种。其用量为硅烷偶联剂1、硅烷偶联剂2和硅烷偶联剂3总重量的5~10wt%。
本发明中,步骤(1)中所使用的缩水甘油醚为乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚或新戊二醇二缩水甘油醚的一种或几种,其用量为硅烷偶联剂1、硅烷偶联剂2和硅烷偶联剂3总重量的15~30wt%。
本发明中,所述流平剂为有机硅型流平剂。
本发明中,所述消泡剂为氟碳型消泡剂。
本发明中,室温下,所得加硬液的黏度为10~15mpa.s。
本发明中,室温下,所得加硬液的液体的表面张力为25~30×10-3 N·m-1。
本发明中,室温下,所得加硬液可在70℃,30min完成固化。固化后的硬度可达6H。
目前在电阻屏加硬液国内未见相关产品销售,本发明具有:
1、 反应步骤简单,条件温和,反应原料廉价易得,对环境污染小。
2、 本产品固化条件温和,固化速度快,加硬膜硬度可达6H。
3、 传统的电阻屏经过简单的加硬工艺,其使用寿命将显著延长。
附图说明
图1 为实施例1所得加硬液固化后膜的SEM图。
图2 为实施例1所得加硬液固化后膜的XPS分析图。
图3 为采用实施例2加硬液加硬的三星i900电阻屏手机实例图。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步说明,而不是限制本发明的范围。
试剂来源
硅烷偶联剂均购买自阿拉丁试剂(中国)有限公司;
缩水甘油醚均购自常熟佳发化学有限责任公司;
甲醇,乙酰丙酮,二乙醇甲醚,乙二醇丁醚等溶剂类均购自国药集团;
BYK-020,BKY-320购自昆山玳权贸易有限公司;
FS-31、FSO-100购自杜邦公司。
实施例1:
取甲基三甲氧基硅烷50g,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)50g,苯基三乙氧基硅烷10g混合均匀。将30g甲醇、2g乙酰丙酮和50g水混合,把得到的混合溶液加入混合均匀的硅烷偶联剂中,同时加入20g乙二醇二缩水甘油醚,恒温30℃水解24h。取乙二醇甲醚40g,乙二醇丁醚66.7g,异丙醇200g,正丁醇13.3g,丙酮40g,混合均匀。将水解后产物过滤去除杂质,取200g水解产物与300g溶剂混合,加入流平剂BYK-320 2.5g,消泡剂FS-31 2.5g,混合均匀即得到电阻屏加硬液。将该加硬液浸涂到PET膜表面,70℃下固化30min。所得到的膜进行SEM观察,如图1所示,表面颗粒分布均匀。采用xps对表面成分进行分析,结果如图2,膜的元素构成主要为C(49.1%),O(34.7%)和硅(15.8%),括号内数值指原子的重量分数。对膜进行铅笔硬度测试,其铅笔硬度可达6H。
实施例2:
取甲基三乙氧基硅烷20g,3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷20g,二苯基二甲氧基硅烷4g混合均匀。将12g甲醇,0.8g乙酰丙酮和20g水混合,把得到的混合溶液加入混合均匀的硅烷偶联剂中,同时加入8g乙二醇二缩水甘油醚,恒温30℃水解24h。取乙二醇甲醚20g,乙二醇丁醚33.3g,异丙醇100g,正丁醇6.67g,丙酮20g,混合均匀。将水解后产物过滤去除杂质,取70g水解产物与105g溶剂混合,加入流平剂BYK-320 2.5g,消泡剂FSO-100 2.5g,混合均匀即得到电阻屏加硬液。采用三星i900电阻屏手机,拆下电阻屏外屏薄膜,采用滚涂的方法将加硬液均匀涂布在外屏上,70℃下固化30min,固化完全的电阻屏装配至手机(如图3),采用金属钥匙在触屏表面用力下划,表面无划痕。经过屏幕加硬的手机功能正常,能够顺畅完成各项触控操作。
通过调节不同配方的硅烷偶联剂,按照本发明所叙述的方法,均可得到固化硬度在6H以上的电阻屏加硬液。
Claims (4)
1.一种电阻屏加硬液的制备方法,其特征在于具体步骤如下:
(1)将硅烷偶联剂1、硅烷偶联剂2、硅烷偶联剂3按照比例混合均匀,得到混合均匀的硅烷偶联剂;将甲醇、乙酰丙酮和水按照15:1:25的重量比混合均匀,得到混合溶液;把得到的混合溶液加入混合均匀的硅烷偶联剂中,同时加入缩水甘油醚,在25~35℃温度下恒温水解15~24h;
(2)将乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、异丙醇、正丁醇和丙酮按照3:5:15:1:3的重量比混合均匀;
(3)将步骤(1)所得产物跟步骤(2)所得产物按照2:3的重量比例混合,加入总重量0.5%的流平剂,总重量0.5%的消泡剂,混合均匀,即得所需电阻屏加硬液;
其中:所使用的硅烷偶联剂1为烷基类硅烷偶联剂,其用量为硅烷偶联剂1、硅烷偶联剂2和硅烷偶联剂3总重量的40~50wt%;所使用的硅烷偶联剂2为缩水甘油醚类硅烷偶联剂,其用量为硅烷偶联剂1、硅烷偶联剂2和硅烷偶联剂3总重量的40~50wt%;所使用的硅烷偶联剂3为苯基类硅烷偶联剂,其用量占硅烷偶联剂1、硅烷偶联剂2和硅烷偶联剂3总重量的5~10wt%;所使用的缩水甘油醚为乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚或新戊二醇二缩水甘油醚的一种或几种,其用量为硅烷偶联剂1、硅烷偶联剂2和硅烷偶联剂3总重量的15~30wt%。
2.根据权利要求1所述的电阻屏加硬液的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所使用的流平剂为有机硅型流平剂。
3.根据权利要求1所述的电阻屏加硬液的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所使用的消泡剂为氟碳型消泡剂。
4.根据权利要求1所述的电阻屏加硬液的制备方法,其特征在于:室温下,所得加硬液的黏度为10~15mpa.s,液体的表面张力为25~30×10-3 N·m-1。
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