CN103740251B

CN103740251B - 一种光学聚酯薄膜用高附着力水性涂布液

Info

Publication number: CN103740251B
Application number: CN201310692661.0A
Authority: CN
Inventors: 孙武; 左黎明; 黄森; 陈国刚
Original assignee: Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
Current assignee: Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: CN103740251A

Abstract

本发明公开了一种光学聚酯薄膜用高附着力水性涂布液，包括2～15wt%树脂、0.01～5wt%纳米级细微粒子、0.001～0.05wt%润湿剂、pH调节剂，余量为去离子水，所述树脂包含以下成分：a）20～90wt%的水性聚氨酯；b）5～50wt%的水溶性聚酯树脂；c）5～30wt%的氨基树脂。本发明的水性涂布液可使用ILC的方式对聚酯薄膜进行涂布加工，涂布后可使聚酯薄膜具有优良的光学性能、爽滑性和附着力，适合应用于棱镜膜、扩散膜、硬化膜、ITO膜等光学类聚酯薄膜。

Description

一种光学聚酯薄膜用高附着力水性涂布液

技术领域

本发明涉及预涂层涂料技术领域，具体地涉及一种适合应用于棱镜膜、扩散膜、硬化膜、增透膜等光学类聚酯薄膜的高附着力水性涂布液。

背景技术

双向拉伸聚酯（PET）薄膜具有强度高、刚性好、透明、光泽度高、无嗅、无味、无色、无毒、突出的强韧性等特点。不仅广泛应用于包装、印刷、窗膜、太阳能背板等产品，还可应用于增透膜、棱镜膜、扩散膜、硬化膜等光学类薄膜。PET树脂是极性高分子材料。一般讲，普通双向拉伸聚酯薄膜（BOPET）的印刷、复合、真空镀铝等表面性能均已能满足工艺要求。但是对于棱镜膜、扩散膜、硬化膜、增透膜等光学类聚酯薄膜，为提高薄膜与胶水之间的附着力仍需对薄膜表面进行化学处理。

涂层法是提高BOPET薄膜表面性能的一条有效途径。所谓涂层法是在薄膜表面涂布一层某种高分子溶液。对BOPET薄膜来说，涂布的工艺是：在纵拉机（MDO）与横拉机（TDO）之间，配有一台在线涂布机，经过纵向拉伸的PET薄膜立即通过在线涂布机进行高分子溶液涂布，随后进入TDO进行横向拉伸，在横拉机中高分子溶液的溶剂被干燥挥发后便在PET薄膜表面留下一层所涂布的高分子聚合物。

光学类聚酯薄膜除了应具有一般聚酯薄膜的性能外，还需要通过在其表面涂上一层底涂（Primer），如聚丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、共聚聚酯等涂布液，使其具备高透过率、低雾度、良好的附着力、耐划伤以及防眩光等性能。但是普通化学涂层在经过PET横向拉伸后，涂层与基材间的内应力增加，且涂层树脂与基材无法在短时间内完全交联，Primer与基材间耐水性能较差，需要添加交联剂进行改善。同时交联剂添加过量，会影响Primer层与UV光固化胶水的附着力，通过调节配方，选择适当的树脂与交联剂非常重要。

授权公告号为CN101134865B（申请号为200610111587.9）的中国发明专利公开了一种光学聚酯薄膜用水性涂布液组成，其主要成分包括聚酯树脂、亚克力树脂、三聚氰胺树脂、纳米级填充颗粒和有机硅类润湿剂，使薄膜具有良好的光学性能，但有机硅的加入可能会导致白金触媒板孔中的催化剂中毒。申请号为201210408829.6的中国发明专利公开了一种环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其主要成分包括水性丙烯酸、水性聚氨酯、丙烯酸改性水性聚氨酯的水性树脂和助溶剂和/或去离子水，与PET膜和UV涂料附着力好，经百格刀法测试，用3M胶带拉扯5次PET涂层也不会脱落。现有技术中Primer附着力测试，将国内生产扩散膜或增量膜用的光学胶涂布于光学膜的涂布面后，经UV曝光机曝光干燥，以百格刀百格后，再将3M胶带贴于百格试样上，密着后撕离胶带进行接着性评估。测试过程中，光学胶经UV曝光固化后，并没有经过湿热老化测试，其耐候性和耐水性均没有得到确认。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种适合应用于棱镜膜、扩散膜、硬化膜、增透膜等光学类聚酯薄膜的高附着力水性涂布液，经双向拉伸聚酯薄膜的在线涂布（in line coating，全文简称ILC）工艺加工后，使薄膜具有高透光率、低雾度、良好的附着力（耐湿热）和爽滑性等特点。

为了实现上述的目的，本发明提供的用于光学聚酯薄膜底涂层的水性涂布液，其包括下述组分：

2～15wt%树脂、0.01～5wt%纳米级细微粒子、0.001～0.05wt%润湿剂、pH调节剂，余量为去离子水，所述树脂包含以下成分：

a）20～90wt%的水性聚氨酯；

b）5～50wt%的聚酯树脂；

c）5～30wt%的氨基树脂。

所述的水性聚氨酯，为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或两种以上与环氧乙烷、环氧丙烷中的一种或两种聚合而成的聚氨酯。

所述的聚酯树脂，为结构中含有水溶性基团的聚酯树脂，如-COOH、-SO₃Na等，为丁二酸、环酯二羧酸、对苯二甲酸、磺酸基异酞酸中的一种或两种以上与乙二醇、丙二醇、1,6-己二醇、丙三醇、1,4-环己烷二甲醇、1,2-丁二醇中的一种或两种以上经酯化反应后，再缩聚而成的聚酯树脂。

所述的氨基树脂，为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或苯胺甲醛树脂。

所述的纳米级细微粒子，为三氧化二铝、二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、高岭土中的一种或两种以上；

优选的，所述的纳米级细微粒子为二氧化硅。

优选的，所述的纳米级细微粒子粒径为60～150nm；

进一步的，所述的纳米级细微粒子粒径为70～130nm。

优选的，所述的纳米级细微粒子添加量为0.1～0.5wt%。

所述的润试剂，可以包括（迪高）、OT-75（Cytec）、104BC（AIR PRDOUCTS）、504（AIRPRDOUCTS）、DOWFAXTM2A1（Dow Chemical Company）中的一种或两种以上的组合物。

优选的，所述的润湿剂添加量为0.01～0.03%。

所述的pH调节剂，为胺类化合物，选自2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。

上述水性涂布液可使用ILC的方式对聚酯薄膜进行涂布加工，涂布后可使聚酯薄膜具有优良的光学性能、爽滑性和附着力，适合应用于棱镜膜、扩散膜、硬化膜、ITO膜等光学类聚酯薄膜。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

水性涂布液的组分及重量百分比为：5%的水性聚氨酯、3%的聚酯树脂、2%的氨基树脂、0.1%的纳米级细微粒子、0.03%的润湿剂、0.01%的pH调节剂和89.86%的去离子水，搅拌均匀后在聚酯薄膜的纵向拉伸片单面上涂布制备好的涂布液，然后进入横向拉伸区域进行3.5倍拉伸，最后经220℃热定型8秒，制得膜厚125μm的光学聚酯薄膜，其性能测试结果见表一。

实施例2

水性涂布液的组分及重量百分比为：7%的水性聚氨酯树脂、1.5%的聚酯树脂、2.2%的氨基树脂、0.1%的纳米级细微粒子、0.03%的润湿剂、0.01%的pH调节剂和89.16%的去离子水，搅拌均匀后在聚酯薄膜的纵向拉伸片单面上涂布制备好的涂布液，然后进入横向拉伸区域进行3.5倍拉伸，最后经220℃热定型8秒，制得膜厚125μm的光学聚酯薄膜，其性能测试结果见表一。

实施例3

水性涂布液的组分及重量百分比为：10%的水性聚氨酯、1.5%的聚酯树脂、2.3%的氨基树脂、0.3%的纳米级细微粒子、0.03%的润湿剂、0.01%的pH调节剂和85.86%的去离子水，搅拌均匀后在聚酯薄膜的纵向拉伸片单面上涂布制备好的涂布液，然后进入横向拉伸区域进行3.5倍拉伸，最后经220℃热定型8秒，制得膜厚188μm的光学聚酯薄膜，其性能测试结果见表一。

实施例4

水性涂布液的组分及重量百分比为：9%的水性聚氨酯、1.0%的氨基树脂、0.1%的纳米级细微粒子、0.03%的润湿剂、0.01%的pH调节剂和89.86%的去离子水，搅拌均匀后在聚酯薄膜的纵向拉伸片单面上涂布制备好的涂布液，然后进入横向拉伸区域进行3.5倍拉伸，最后经220℃热定型8秒，制得膜厚125μm的光学聚酯薄膜，其性能测试结果见表一。

实施例5

水性涂布液的组分及重量百分比为：1.5%的水性聚氨酯树脂、8%的聚酯树脂、2.4%的氨基树脂、0.1%的纳米级细微粒子、0.03%的润湿剂、0.01%的pH调节剂和87.96%的去离子水，搅拌均匀后在聚酯薄膜的纵向拉伸片双面上涂布制备好的涂布液，然后进入横向拉伸区域进行3.5倍拉伸，最后经220℃热定型8秒，制得膜厚125μm的光学聚酯薄膜，其性能测试结果见表一。

比较例1

除了未添加纳米级细微粒子外，其他与实施例1基本相同，最终制得厚度为125μm的的光学聚酯薄膜，其性能测试结果见表一。

比较例2

与实施例1基本相同，只是不添加氨基树脂交联剂。

本发明各项物性测试的方法如下：

（1）透光率及雾度测试：

采用德国BYK化学公司的AT-4725透射雾影仪，参照标准为ASTM D1003。

（2）表面摩擦系数

采用济南兰光机电技术有限公司的MXD-02摩擦系数仪，参照标准为ASTM D1894。

（3）附着力测试

测试实施例涂布面对棱镜膜用UV胶（亚克力树脂）的附着力，以方形涂布器（20～30μm）将UV胶涂于实施例聚酯薄膜的涂布面，经UV辐照固化后，放入恒温恒湿箱内，65℃、95%RH条件下放置120h，然后取出样品进行附着力测试，采用德国BYK化学公司的A-5123百格刀测试，参照标准为ASTM D3359。

（4）抗粘连测试

将从实施例和比较例中得到的聚酯薄膜，切割制成面积为10cm×10cm的待测样片，然后将两张样片的涂布面与涂布面完全相叠加在一起，在叠加样片的正上方负载20Kg重砝码，静置120h，然后取出样片，按以下方法进行评级：●：易剥离，且无重叠残留的痕迹；○：易剥离，有轻微残留的痕迹；▲：易剥离，有残留的痕迹；△：不易剥离。其中●和○为合格，▲和△为不合格。

表1实施例及比较例配方及各项物性测试数据表

由测试结果可以看出，本发明使用的树脂水分散性优秀，同时抗湿热老化性能佳，且不牺牲光学性能等；所用树脂为水性聚氨酯类和聚酯类共混，保证了同时与聚酯薄膜基材和光学树脂涂层的附着力。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种光学聚酯薄膜用高附着力水性涂布液，其特征在于，包括2～15wt％树脂、0.01～5wt％纳米级细微粒子、0.001～0.05wt％的润湿剂加pH调节剂，余量为去离子水，所述树脂包含以下成分：

a)20～90wt％的水性聚氨酯；

b)5～50wt％的水溶性聚酯树脂；

c)5～30wt％的氨基树脂。

2.根据权利要求1所述的高附着力水性涂布液，其特征在于：所述的水性聚氨酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或两种以上与环氧乙烷、环氧丙烷中的一种或两种聚合而成的聚氨酯。

3.根据权利要求1所述的高附着力水性涂布液，其特征在于：所述的水溶性聚酯树脂为丁二酸、环酯二羧酸、对苯二甲酸、磺酸基异酞酸中的一种或两种以上与乙二醇、丙二醇、1,6-己二醇、丙三醇、1,4-环己烷二甲醇、1,2-丁二醇中的一种或两种以上经酯化反应后，再缩聚而成的聚酯树脂。

4.根据权利要求1所述的高附着力水性涂布液，其特征在于：所述的氨基树脂为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或苯胺甲醛树脂。

5.根据权利要求1所述的高附着力水性涂布液，其特征在于：所述的纳米级细微粒子，为三氧化二铝、二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、高岭土中的一种或两种以上。

6.根据权利要求5所述的高附着力水性涂布液，其特征在于：所述的纳米级细微粒子为二氧化硅。

7.根据权利要求1所述的高附着力水性涂布液，其特征在于：所述的纳米级细微粒子粒径为60～150nm。

8.根据权利要求7所述的高附着力水性涂布液，其特征在于：所述的纳米级细微粒子添加量为0.1～0.5wt％。

9.根据权利要求1所述的高附着力水性涂布液，其特征在于：以重量计，所述的润湿剂添加量为0.01～0.03％。

10.根据权利要求1所述的高附着力水性涂布液，其特征在于：所述的pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。