CN103740292A - 一种可自清洁的纳米涂层保护膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学保护膜技术领域，尤其涉及一种可自清洁的纳米涂层保护膜及其制备方法，制备方法包括以下加工步骤：第一步、制备具有自清洁功能的纳米涂料；第二步、采用微凹网纹辊将上述纳米涂料涂布在PET基材上；第三步、采用热固化方式，使PET基材上形成一层纳米膜；第四步、涂覆硅胶以及粘贴剥离层。本发明采用具有自清洁功能的纳米涂料，用微凹网纹辊的涂布方式将该纳米涂料涂覆在PET基材上，经烘箱干燥固化，使PET基材表面形成具有自清洁功能的纳米涂层。使用时，将PET剥离层撕开，将胶黏剂层贴在屏幕上即可使用，使用方便，操作简单。

Description

一种可自清洁的纳米涂层保护膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及光学保护膜技术领域，尤其涉及一种可自清洁的纳米涂层保护膜及其制备方法。

背景技术

随着电子产品科技的快速发展，使更多的人拥有了电子产品，保护膜不但能美容电子产品，而且能延长电子产品寿命，因此更多消费者愿意使用保护膜。

随着智能移动设备的发展，光学膜制造技术也得到了很大的提高。现有的制造光学膜的技术多采用PET基材，然后在其表面涂布一层硬化涂层，此涂料多为丙烯酸树脂材料，丙烯酸树脂材料需要紫外光照射才能固化，制得的光学膜存在的缺点是：1、PET基材与丙烯酸树脂材料的附着力往往不够牢固，而且与PET基材的表面处理有很大关系。2、UV固化，需要紫外光设备支持，而常用的高压汞灯不仅利用率不高，发射的紫外光只有输出功率的30%，而且易造成UV污染，使用时必须要有防护设备。3、丙烯酸树脂材料涂层必须达到3μm以上，硬度才能起到保护作用。4、制备的保护膜易于积聚静电，抗污染性能差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可自清洁的纳米涂层保护膜及其制备方法，不需要UV固化，生产工艺简单，制得的保护膜具有较高的硬度，耐磨性好，且具有自清洁功能，防水防污性能好。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，包括以下加工步骤：

第一步、制备具有自清洁功能的纳米涂料；

第二步、采用微凹网纹辊将上述纳米涂料涂布在PET基材上，微凹网纹辊的线数为140-800LPI，涂布量为90-135㎡/L。优选地，微凹网纹辊的线数为200-500LPI，涂布量为90-120㎡/L，更优选地，微凹网纹辊的线数为350LPI，涂布量为100㎡/L。

第三步、采用烘箱加热的热固化方式，加热温度为50-70℃，加热时间为1-3min，使PET基材上形成一层纳米膜；优选地，加热温度为60℃，加热时间为2min，本工艺无需紫外光照射固化，工艺简单，生产成本低，安全环保。

第四步、在PET基材的另一表面涂覆胶黏剂，经过烘箱加热固化，然后将PET剥离层粘贴在胶黏剂层上。其中，所述胶黏剂的涂布厚度为10-30μm，所述PET剥离层的厚度为25-75μm。优选地，胶黏剂的涂布厚度为20μm，所述PET剥离层的厚度为50μm。

在PET基材另一表面涂覆厚度为10-30μm的胶黏剂，经过烘箱加热固化，然后将PET剥离层粘贴在胶黏材料上。胶黏材料的涂覆厚度过高，则胶黏剂容易出现脱胶的现象，而胶黏材料的涂覆厚度过低，导致胶黏材料的附着力下降，PET剥离层不容易粘覆在胶黏材料上，本发明的胶黏材料的涂覆厚度为10-30μm，优选地，胶黏材料的涂覆厚度为20-25μm，确保胶黏材料附着力高且避免出现脱胶现象，加工良品率高。 

其中，所述第一步中，具有自清洁功能的纳米涂料的制备方法如下：

步骤A、硅溶胶制备

在搅拌的情况下，将正硅酸乙酯加入到无水乙醇中，正硅酸乙酯与无水乙醇的质量之比为3-5:1，并用盐酸调节溶液的pH值至2.0-3.0，得到硅溶胶半成品，搅拌10-30min后加入蒸馏水，蒸馏水与硅溶胶半成品的体积比为2-3：1，搅拌30-60min，得到硅溶胶；

步骤B、钛溶胶制备

在搅拌的情况下，将钛酸丁酯和乙酰丙酮加入到无水乙醇中，钛酸丁酯、乙酰丙酮和无水乙醇的质量之比为3-5:0.5-1.5:1，并用盐酸调节溶液的pH值至2.0-3.0，得到钛溶胶半成品，搅拌10-30min后加入蒸馏水，蒸馏水与钛溶胶半成品的体积比为2-3：1，搅拌30-60min，得到钛溶胶；

步骤C、硅钛溶胶制备

在搅拌的情况下，将硅溶胶加入到钛溶胶中，硅溶胶和钛溶胶的质量比为1:3-5，搅拌时间为30-60min，得到无色透明硅钛溶胶；

步骤D、加入成膜物质

在硅钛溶胶中采用均匀搅拌的方式添加成膜助剂，成膜助剂的质量为硅钛溶胶总质量的2-6%，搅拌均匀制得纳米自清洁涂料；

其中，成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、醇酯十二成膜助剂中的一种或一种以上的混合物。

具体地，所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、醇酯十二成膜助剂中的任意两种以质量比为1:1的比例混合而成；或者是，成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、醇酯十二成膜助剂以质量比为1:1:1的比例混合而成。

丙二醇丁醚，分子式为C7H16O2，又名1,2-丙二醇-1-单丁醚或者1-丁氧基-2-丙醇；2-羟丙基-丁基醚，无色、低气味透明液体。

丙二醇甲醚醋酸酯（PMA)，也叫丙二醇单甲醚乙酸酯，分子式为C₆H₁₂O₃，是一种具有多官能团的非公害溶剂。主要用于油墨、油漆、墨水、纺织染料、纺织油剂的溶剂，也可用于液晶显示器生产中的清洗剂。

醇酯十二成膜助剂，化学名为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，具有良好的水解稳定性，低的凝固点，适中的挥发率，高效的聚结效率，低的水溶解度。

此外，本发明的硅溶胶可以为市售的硅溶胶，硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分撒液。由于硅溶胶中的SiO₂含有大量的水及羟基，故硅溶胶也可以表述为SiO₂.nH₂O。

此外，本发明的钛溶胶可以为市售的纳米钛溶胶，纳米钛溶胶被应用于陶瓷、塑料、 涂料、化妆品等行业。纳米钛溶胶是采用国际先进的分散工艺，将纳米二氧化钛粉体（5-20nm）分散在水相介质中, 形成高度分散化、均匀化和稳定化的透明液体。纳米钛溶胶具有纳米粉体料的特性外，具有更高的活性、易加入等特性。

其中，所述第二步中，微凹网纹辊的网线的角度为30度或45度。网线交织成网纹，网纹的角度可以确定网辊的深度，从而控制网辊上的涂料量，进一步控制纳米涂料用量，确保纳米膜厚度适中，便于后续加工，节约纳米涂料用量。

其中，所述第二步中，微凹网纹辊的涂布线速度为10-20m/min，优选地，微凹网纹辊的涂布线速度为15m/min。

其中，所述第四步中，烘箱的烘烤温度为130-200℃，烘烤时间为1-3min，优选地，烘箱的烘烤温度为160℃，烘烤时间为2min。

其中，所述第四步之后还包括有第五步、在纳米膜表面涂布胶黏剂，经过烘箱加热固化，烘箱的烘烤温度为130-200℃，烘烤时间为1-3min，然后将PET护膜层粘贴在胶黏剂层上。胶黏剂的涂布厚度是5-15μm，所述PET护膜层的厚度为50-100μm。

本发明的第四步和第五步中，所述胶黏剂为硅酮类胶黏剂或亚克力胶黏剂。

硅酮类胶黏剂包括液态加成型反应硅胶，又称为加成型液体硅胶，简称液体硅胶。加成型液体硅橡胶的基础胶主要是含有两个或两个以上的乙烯基的聚二有机基硅氧烷。液体硅胶是一种无毒、耐热、高复原性的柔性热固性透明材料的有机硅胶，其硫变行为主要表现为低粘度、快速固化、剪切变稀以及较高的热膨胀系数。适合注射成型工艺的双组份高透明、高强度、高抗撕液体硅橡胶。

液体硅胶主要用于水晶胶、聚氨脂、环氧树脂等的成型模具、注塑成型工艺、蛋糕模具等硅胶制品，在电子工业上广泛用作电子元器件的防潮、偷运、绝缘的涂覆及灌封材料，对电子元件及组合件起防尘、防潮、防震及绝缘保护作用。液体硅胶具有优异的透明度、抗撕裂强度、回弹性、抗黄变性、热稳定性、耐水、透气性好、耐热老化性和耐候性，同时粘度适中、便于操作，制品透明性高，可看到模具内灌铸材料是否有气泡等缺陷，线收缩率≤0.1%，复制制品尺寸精密。

亚克力胶黏剂又称为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）胶水，PMMA胶水是一种单组份紫外线固化丙烯酸树脂胶粘剂，具有使用方便，时间可控，固化速度快，粘接强度高，透光率高，粘接后无色无痕，操作安全等优点。特性：1.基本特性：单组份，固化后完全看不到胶水，不会对用胶产品产生外观影响，粘接力度强，对油墨不腐蚀。2.操作环境：紫外光（UV灯）照射固化，几秒钟定位，一分钟达到最高强度，手工机器操作均可。3.适用温度（已粘产品）：一般都在-50至+120度。4.适用环境（已粘产品）：适用于一般环境，防水、耐老化耐变黄。

一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法制得的可自清洁的纳米涂层保护膜。

本发明的有益效果为：本发明采用具有自清洁功能的纳米涂料，用微凹网纹辊的涂布方式该纳米涂料涂覆在PET基材上，经烘箱干燥固化，使PET基材表面形成具有自清洁功能的纳米涂层。使用时，将PET剥离层撕开，将胶黏剂层贴在屏幕上即可使用，使用方便，操作简单。

本发明的优点如下：

（1）、本发明与其它国内外其它高硬度薄膜制备方法相比，纳米涂料的固化方式不同，无需UV固化，工艺简单，生产成本低，安全环保。

（2）、本发明的纳米自清洁涂料可以显著提高保护膜表面膜的铅笔硬度，成品可达到6H以上铅笔硬度，耐磨性也大大提高。

（3）、本发明在PET基材上形成的纳米膜肉眼不可见，完全透明，透光率达100%。

（4）、本发明制得的保护膜具有抗菌效果，纳米光触媒活性成分有效将细菌、霉菌菌斑分解，99%抗菌防霉。

（5）、本发明制得的保护膜的防静电、防沙尘效果好，纳米膜具有摩擦系数低至0.06，不沾沙尘，触感优良的优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1。

一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，包括以下加工步骤：

第一步、制备具有自清洁功能的纳米涂料；

第二步、采用微凹网纹辊将上述纳米涂料涂布在PET基材上，微凹网纹辊的线数为140LPI，涂布量为90㎡/L；微凹网纹辊的网线的角度为30度；微凹网纹辊的涂布线速度为10m/min；

第三步、采用烘箱加热的热固化方式，加热温度为50℃，加热时间为3min，使PET基材上形成一层纳米膜； 

第四步、在PET基材的另一表面涂覆胶黏剂，经过烘箱加热固化，烘箱的烘烤温度为130℃，烘烤时间为3min，然后将PET剥离层粘贴在胶黏剂层上。所述胶黏剂为硅酮类胶黏剂。所述胶黏剂的涂布厚度为10μm，所述PET剥离层的厚度为25μm。

所述第一步中，具有自清洁功能的纳米涂料的制备方法如下：

步骤A、硅溶胶制备

在搅拌的情况下，将正硅酸乙酯加入到无水乙醇中，正硅酸乙酯与无水乙醇的质量之比为3:1，并用盐酸调节溶液的pH值至2.0，得到硅溶胶半成品，搅拌10min后加入蒸馏水，蒸馏水与硅溶胶半成品的体积比为21，搅拌30min，得到硅溶胶；

步骤B、钛溶胶制备

在搅拌的情况下，将钛酸丁酯和乙酰丙酮加入到无水乙醇中，钛酸丁酯、乙酰丙酮和无水乙醇的质量之比为3:0.5:1，并用盐酸调节溶液的pH值至2.0，得到钛溶胶半成品，搅拌10min后加入蒸馏水，蒸馏水与钛溶胶半成品的体积比为2：1，搅拌30min，得到钛溶胶；

步骤C、硅钛溶胶制备

在搅拌的情况下，将硅溶胶加入到钛溶胶中，硅溶胶和钛溶胶的质量比为1:3，搅拌时间为30min，得到无色透明硅钛溶胶；

步骤D、加入成膜物质

在硅钛溶胶中采用均匀搅拌的方式添加成膜助剂，成膜助剂的质量为硅钛溶胶总质量的2%，搅拌均匀制得纳米自清洁涂料；

其中，成膜助剂为丙二醇丁醚。

实施例2。

一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，包括以下加工步骤：

第一步、制备具有自清洁功能的纳米涂料；

第二步、采用微凹网纹辊将上述纳米涂料涂布在PET基材上，微凹网纹辊的线数为200LPI，涂布量为100㎡/L；微凹网纹辊的网线的角度为30度；微凹网纹辊的涂布线速度为10m/min；

第三步、采用烘箱加热的热固化方式，加热温度为55℃，加热时间为2.5min，使PET基材上形成一层纳米膜； 

第四步、在PET基材的另一表面涂覆胶黏剂，经过烘箱加热固化，烘箱的烘烤温度为150℃，烘烤时间为2.5min，然后将PET剥离层粘贴在胶黏剂层上。所述胶黏剂为硅酮类胶黏剂。所述胶黏剂的涂布厚度为15μm，所述PET剥离层的厚度为30μm。

所述第一步中，具有自清洁功能的纳米涂料的制备方法如下：

步骤A、硅溶胶制备

在搅拌的情况下，将正硅酸乙酯加入到无水乙醇中，正硅酸乙酯与无水乙醇的质量之比为4:1，并用盐酸调节溶液的pH值至2.5，得到硅溶胶半成品，搅拌20min后加入蒸馏水，蒸馏水与硅溶胶半成品的体积比为2.5：1，搅拌45min，得到硅溶胶；

步骤B、钛溶胶制备

在搅拌的情况下，将钛酸丁酯和乙酰丙酮加入到无水乙醇中，钛酸丁酯、乙酰丙酮和无水乙醇的质量之比为4:1:1，并用盐酸调节溶液的pH值至2.5，得到钛溶胶半成品，搅拌20min后加入蒸馏水，蒸馏水与钛溶胶半成品的体积比为2.5：1，搅拌45min，得到钛溶胶；

步骤C、硅钛溶胶制备

在搅拌的情况下，将硅溶胶加入到钛溶胶中，硅溶胶和钛溶胶的质量比为1:4，搅拌时间为40min，得到无色透明硅钛溶胶；

步骤D、加入成膜物质

在硅钛溶胶中采用均匀搅拌的方式添加成膜助剂，成膜助剂的质量为硅钛溶胶总质量的4%，搅拌均匀制得纳米自清洁涂料；

其中，成膜助剂为丙二醇甲醚醋酸酯。

实施例3。

一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，包括以下加工步骤：

第一步、制备具有自清洁功能的纳米涂料；

第二步、采用微凹网纹辊将上述纳米涂料涂布在PET基材上，微凹网纹辊的线数为350LPI，涂布量为110㎡/L；微凹网纹辊的网线的角度为30度；微凹网纹辊的涂布线速度为15m/min；

第三步、采用烘箱加热的热固化方式，加热温度为60℃，加热时间为2min，使PET基材上形成一层纳米膜； 

第四步、在PET基材的另一表面涂覆胶黏剂，经过烘箱加热固化，烘箱的烘烤温度为160℃，烘烤时间为2min，然后将PET剥离层粘贴在胶黏剂层上。所述胶黏剂为硅酮类胶黏剂。所述胶黏剂的涂布厚度为20μm，所述PET剥离层的厚度为50μm。

所述第一步中，具有自清洁功能的纳米涂料的制备方法如下：

步骤A、硅溶胶制备

在搅拌的情况下，将正硅酸乙酯加入到无水乙醇中，正硅酸乙酯与无水乙醇的质量之比为5:1，并用盐酸调节溶液的pH值至3.0，得到硅溶胶半成品，搅拌30min后加入蒸馏水，蒸馏水与硅溶胶半成品的体积比为3：1，搅拌60min，得到硅溶胶；

步骤B、钛溶胶制备

在搅拌的情况下，将钛酸丁酯和乙酰丙酮加入到无水乙醇中，钛酸丁酯、乙酰丙酮和无水乙醇的质量之比为5:1.5:1，并用盐酸调节溶液的pH值至3.0，得到钛溶胶半成品，搅拌30min后加入蒸馏水，蒸馏水与钛溶胶半成品的体积比为3：1，搅拌60min，得到钛溶胶；

步骤C、硅钛溶胶制备

在搅拌的情况下，将硅溶胶加入到钛溶胶中，硅溶胶和钛溶胶的质量比为1:5，搅拌时间为60min，得到无色透明硅钛溶胶；

步骤D、加入成膜物质

在硅钛溶胶中采用均匀搅拌的方式添加成膜助剂，成膜助剂的质量为硅钛溶胶总质量的6%，搅拌均匀制得纳米自清洁涂料；

其中，成膜助剂为醇酯十二成膜助剂。

实施例4。

本实施例与实施例1的不同之处在于：所述第四步之后还包括有第五步、在纳米膜表面涂布胶黏剂，经过烘箱加热固化，烘箱的烘烤温度为130℃，烘烤时间为3min，然后将PET护膜层粘贴在胶黏剂层上。所述胶黏剂的涂布厚度为5μm，所述PET护膜层的厚度为50μm。所述胶黏剂为亚克力胶黏剂。

所述成膜助剂为丙二醇丁醚和醇酯十二成膜助剂以质量比为1:1的比例混合而成。

本实施例的其余部分与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例5。

本实施例与实施例2的不同之处在于：所述第四步之后还包括有第五步、在纳米膜表面涂布胶黏剂，经过烘箱加热固化，烘箱的烘烤温度为150℃，烘烤时间为2.5min，然后将PET护膜层粘贴在胶黏剂层上。所述胶黏剂的涂布厚度为5μm，所述PET护膜层的厚度为60μm。所述胶黏剂为亚克力胶黏剂。

所述成膜助剂由丙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯以质量比为1:1的比例混合而成。

本实施例的其余部分与实施例2相同，这里不再赘述。

实施例6。

本实施例与实施例3的不同之处在于：所述第四步之后还包括有第五步、在纳米膜表面涂布胶黏剂，经过烘箱加热固化，烘箱的烘烤温度为160℃，烘烤时间为2min，然后将PET护膜层粘贴在胶黏剂层上。所述胶黏剂的涂布厚度为10μm，所述PET护膜层的厚度为70μm。所述胶黏剂为亚克力胶黏剂。

所述成膜助剂由丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醇酯十二成膜助剂以质量比为1:1:1的比例混合而成。

本实施例的其余部分与实施例3相同，这里不再赘述。

实施例1～实施例6制得的可自清洁的纳米涂层保护膜的各项性能测试指标如下所示：

    以上所述实施方式，只是本发明的较佳实施方式，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，其特征在于，包括以下加工步骤：

第一步、制备具有自清洁功能的纳米涂料；

第二步、采用微凹网纹辊将上述纳米涂料涂布在PET基材上，微凹网纹辊的线数为140-800LPI，涂布量为90-135㎡/L；

第三步、采用烘箱加热的热固化方式，加热温度为50-70℃，加热时间为1-3min，使PET基材上形成一层纳米膜； 

第四步、在PET基材的另一表面涂覆胶黏剂，经过烘箱加热固化，然后将PET剥离层粘贴在胶黏剂层上。

2.根据权利要求1所述的一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，其特征在于：所述第一步中，具有自清洁功能的纳米涂料的制备方法如下：

步骤A、硅溶胶制备

步骤B、钛溶胶制备

步骤C、硅钛溶胶制备

在搅拌的情况下，将硅溶胶加入到钛溶胶中，硅溶胶和钛溶胶的质量比为1:3-5，搅拌时间为30-60min，得到无色透明硅钛溶胶；

步骤D、加入成膜物质

在硅钛溶胶中采用均匀搅拌的方式添加成膜助剂，成膜助剂的质量为硅钛溶胶总质量的2-6%，搅拌均匀制得纳米自清洁涂料；

其中，成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、醇酯十二成膜助剂中的一种或一种以上的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，其特征在于：所述步骤A、硅溶胶制备方法如下：

在搅拌的情况下，将正硅酸乙酯加入到无水乙醇中，正硅酸乙酯与无水乙醇的质量之比为3-5:1，并用盐酸调节溶液的pH值至2.0-3.0，得到硅溶胶半成品，搅拌10-30min后加入蒸馏水，蒸馏水与硅溶胶半成品的体积比为2-3：1，搅拌30-60min，得到硅溶胶。

4.根据权利要求2所述的一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，其特征在于：所述步骤B、钛溶胶制备方法如下：

在搅拌的情况下，将钛酸丁酯和乙酰丙酮加入到无水乙醇中，钛酸丁酯、乙酰丙酮和无水乙醇的质量之比为3-5:0.5-1.5:1，并用盐酸调节溶液的pH值至2.0-3.0，得到钛溶胶半成品，搅拌10-30min后加入蒸馏水，蒸馏水与钛溶胶半成品的体积比为2-3：1，搅拌30-60min，得到钛溶胶。

5.根据权利要求1所述的一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，其特征在于：所述第一步中，所述具有自清洁功能的纳米涂料为纳米二氧化钛或纳米二氧化硅自清洁涂料。

6.根据权利要求1所述的一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，其特征在于：所述第二步中，微凹网纹辊的网线的角度为30度或45度。

7.根据权利要求1所述的一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，其特征在于：所述第二步中，微凹网纹辊的涂布线速度为10-20m/min。

8.根据权利要求1所述的一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，其特征在于：所述第四步中，所述胶黏剂的涂布厚度为10-30μm，所述PET剥离层的厚度为25-75μm。

9.根据权利要求1所述的一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法，其特征在于：所述第四步之后还包括有第五步、在纳米膜表面涂布胶黏剂，经过烘箱加热固化，然后将PET护膜层粘贴在胶黏剂层上。

10.一种可自清洁的纳米涂层保护膜，其特征在于：如权利要求1-9中任意一项所述的一种可自清洁的纳米涂层保护膜制备方法制得的可自清洁的纳米涂层保护膜。