CN103881028A

CN103881028A - 耐磨光学材料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN103881028A
Application number: CN201410129129.2A
Authority: CN
Inventors: 梁慧
Original assignee: Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
Current assignee: Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2014-06-25

Abstract

本发明公开了一种耐磨光学材料及其制备方法和应用，其中所述耐磨光学材料按质量百分比计包括：聚氨酯丙烯酸酯：30～60%；环氧型丙烯酸酯：≤20%；高折射率单体：10～30%；弹性单体：10～30%；稀释单体：≤15%；光引发剂：2～7%。本发明的耐磨光学材料具有优良的耐刮擦性能和自我修复性能，应用该耐磨光学材料生产的产品具有较高的生产良率和组装良率，同时省去了传统生产工艺中的贴保护膜、以及后续的去保护膜的步骤，节省了生产成本和人力成本。

Description

耐磨光学材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种光学材料，特别是涉及一种耐磨光学材料、以及该耐磨光学材料的制备方法和应用。

背景技术

目前，用于背光模组中的增亮膜多数都是常规棱镜片，具有原料简单、产量较大的优点。但是因配方组成较硬，在生产、裁切、运输以及使用过程中很容易造成刮伤、擦伤等致命性的损伤，所以上述棱镜片在生产后需要在上下表面贴上保护膜。在使用时，需将保护膜去除。如此，不管是给生产还是使用都带来了不必要的原料和人力成本的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种耐磨光学材料、以及该耐磨光学材料的制备方法和应用。

为了实现上述目的之一，本发明的一种耐磨光学材料，其按质量百分比计包括：聚氨酯丙烯酸酯：30～60%；环氧型丙烯酸酯：≤20%；高折射率单体：10～30%；弹性单体：10～30%；稀释单体：≤15%；光引发剂：2～7%。

作为本发明的进一步改进，所述高折射率单体包括：乙氧化双酚A（甲基）丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、改性乙氧基双酚芴丙烯酸酯或它们的组合。

作为本发明的进一步改进，所述弹性单体按摩尔百分比计包括：至少10%的环氧乙基的(甲基)丙烯酸酯。

作为本发明的进一步改进，所述稀释单体包括：低粘单官能团丙烯酸酯、乙氧化双酚A（甲基）丙烯酸酯。

作为本发明的进一步改进，所述光引发剂包括：1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯或它们的组合。

为了实现上述另一目的，本发明的一种制备如上所述的耐磨光学材料的方法，所述方法包括如下步骤：按质量百分比计，称量光引发剂：2～7%，稀释单体：≤15%，弹性单体：10～30%，以及高折射率单体：10～30%，并置于容器中；再称量环氧型丙烯酸酯：≤20%，聚氨酯丙烯酸酯：30～60%，并再次置于容器中，封闭容器，搅拌后在400～700mj/m²的条件下固化成型。

作为本发明的进一步改进，所述搅拌时，在45℃的条件下，搅拌30min。

为了实现上述再一目的，本发明还提供一种根据如上所述的耐磨光学材料在光学膜生产加工中的应用。

作为本发明的进一步改进，所述光学膜为棱镜片或扩散片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的耐磨光学材料具有优良的耐刮擦性能和自我修复性能，应用该耐磨光学材料生产的产品具有较高的生产良率和组装良率，同时省去了传统生产工艺中的贴保护膜、以及后续的去保护膜的步骤，节省了生产成本和人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的耐磨光学材料的制备方法一具体实施方式的方法流程示意图。

具体实施方式

本发明公开一种耐磨光学材料，其按质量百分比计包括：聚氨酯丙烯酸酯：30～60%；环氧型丙烯酸酯：≤20%；高折射率单体：10～30%；弹性单体：10～30%；稀释单体：≤15%；光引发剂：2～7%。

其中，所述高折射率单体包括：乙氧化双酚A（甲基）丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、改性乙氧基双酚芴丙烯酸酯或它们的组合。

所述弹性单体按摩尔百分比计包括：至少10%的环氧乙基的(甲基)丙烯酸酯。

所述稀释单体包括：低粘单官能团丙烯酸酯、乙氧化双酚A（甲基）丙烯酸酯。

所述光引发剂包括：1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯或它们的组合。

其中，所述聚氨酯丙烯酸酯的作用在于提供较好的回弹性和耐磨性能；环氧型丙烯酸酯的作用在于提供较好的附着力，并改善掉屑现象；高折射率单体的作用在于提供较高的折射率，并增加辉度；弹性单体的作用在于回弹性以及改善耐磨性；稀释单体的作用在于降低胶水粘度，以方便成型；光引发剂的作用在于使胶水能够固化成型。

本发明的耐磨光学材料具有较高的折射率和回弹性，从而在与外界发生摩擦时，可通过回弹实现自修复功能。基于上述性质，本发明的还公开一种将如上所述的耐磨光学材料在光学膜生产加工中的应用。其中，所述光学膜可以为棱镜片或扩散片等光学膜片。例如，在棱镜片生产加工中，本发明的耐磨光学材料可用于生产增亮膜。

如图1所示，本发明还公开一种制备如上所述的耐磨光学材料的方法，所述方法包括如下步骤：按质量百分比计，称量光引发剂：2～7%，稀释单体：≤15%，弹性单体：10～30%，以及高折射率单体：10～30%，并置于容器中；再称量环氧型丙烯酸酯：≤20%，聚氨酯丙烯酸酯：30～60%，并再次置于容器中，封闭容器，搅拌后在400～700mj/m²的条件下固化成型。

其中，所述搅拌时，在45℃的条件下，搅拌30min，且搅拌的设备可以采用磁力搅拌机。固化成型时，可以采用成型机进行成型。成型时的条件注意控制在400～700mj/m²，低于该设定条件时，固化不完全，会导致相应模具上具有残胶，或成型后的产品回弹性和附着力较差；而高于该设定条件时，固化过度，同样会导致成型后的产品回弹性和附着力较差。此外，所述容器可以采用避光型的容器，优选地，容器为200mL的黑色塑料罐。

本制备方法中，所述高折射率单体包括：乙氧化双酚A（甲基）丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、改性乙氧基双酚芴丙烯酸酯或它们的组合；所述弹性单体按摩尔百分比计包括：至少10%的环氧乙基的(甲基)丙烯酸酯；所述稀释单体包括：低粘单官能团丙烯酸酯、乙氧化双酚A（甲基）丙烯酸酯；所述光引发剂包括：1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯或它们的组合。

下面结合具体的实施例和对比例对本发明的耐磨光学材料的性能进行对比说明。其中，实施例制备的产品为本发明的耐磨光学材料，对比例制备的产品为现有的可用于制备棱镜的光学材料。

实施例1

按照以下配比进行精确称量，在200mL的黑色塑料罐中，先称5g光引发剂184(双键化工生产)，5g稀释单体EM211（长兴化学工业有限公司生产），10g弹性单体EM3265(长兴化学工业有限公司生产)，以及20g高折单体EM2105（长兴化学工业有限公司生产），再称5g的环氧丙烯酸酯621-100（长兴化学工业有限公司生产）以及55g的聚氨酯丙烯酸酯DR-U029（长兴化学工业有限公司生产），盖上黑色塑料罐的盖子后于45℃条件下在磁力搅拌机上，搅拌30min后使用成型机进行固化成型。

实施例2

按照以下配比进行精确称量，在200mL的黑色塑料罐中，先称5g光引发剂184(双键化工生产)，5g稀释单体EM211（长兴化学工业有限公司生产），20g弹性单体EM3265(长兴化学工业有限公司生产)，以及10g高折单体EM2105（长兴化学工业有限公司生产），再称5g的环氧丙烯酸酯621-100（长兴化学工业有限公司生产）以及55g的聚氨酯丙烯酸酯DR-U029（长兴化学工业有限公司生产），盖上黑色塑料罐的盖子后于45℃条件下在磁力搅拌机上，搅拌30min后使用成型机进行固化成型。

实施例3

按照以下配比进行精确称量，在200mL的黑色塑料罐中，先称5g光引发剂184(双键化工生产)，5g稀释单体EM211（长兴化学工业有限公司生产），20g弹性单体EM3265(长兴化学工业有限公司生产)，以及10g高折单体EM2105（长兴化学工业有限公司生产），再称以及60g的聚氨酯丙烯酸酯DR-U029（长兴化学工业有限公司生产），盖上黑色塑料罐的盖子后于45℃条件下在磁力搅拌机上，搅拌30min后使用成型机进行固化成型。

对比例

按照以下配比进行精确称量，在200mL的黑色塑料罐中，先称5g光引发剂184(双键化工生产)，12g稀释单体EM211（长兴化学工业有限公司生产），以及23g高折单体EM2105（长兴化学工业有限公司生产），再称60g的一般丙烯酸酯6210G（长兴化学工业有限公司生产），盖上黑色塑料罐的盖子后于45℃条件下在磁力搅拌机上，搅拌30min后使用成型机进行固化成型。

针对上述实施例和对比例制备产品的各项性能进行测试，测试结果如下表1所示：

表1

针对上述表1，测试项目中百格密着是指：用百格刀在制备的产品表面划10×10个，尺寸为1mm×1mm的小网格，且每一条划线应深及产品的底层；然后用毛刷将测试区域的碎片刷干净；再用3M600号胶纸牢牢粘住被测试的小网格，并用橡皮擦用力擦拭胶带，以加大胶带与被测区域的接触面积及力度；用手抓住胶带一端，在垂直方向（90°）迅速扯下胶纸，依据被胶带黏起的数量来判断密着情况。此外，其中5B是指：切口的边缘完全光滑，格子边缘没有任何剥落。具体地，百格密着的各个测试结果衡量标准如下表2所示：

表2

进一步地，测试项目中脱模声音是指：成型时，在成型机的模具旁边听胶水脱模时的声音。其中所述胶水也即固化成型的产品。

测试项目中耐磨耗测试是指：采用特定的耐磨机器测试产品正面结构与偏光片相互摩擦3次，产品背面放置不同重量的砝码，观察棱镜正面的磨损情况来判断胶水的耐磨程度。

测试项目中掉屑测试是指：使用裁切机将产品裁切后，测试人员戴上橡胶手套，并利用手指沿着产品特定方向搓10次，观察产品的掉屑状况。

测试项目中裁切良率是指：取50片裁切好的产品，在白色灯光下检查产品经耐磨测试后被刮伤或磨伤的数量，此数值除以50即得不良率，1减去所述不良率即得裁切良率。

从而，由表1可以看出，本发明的耐磨光学材料相对对比例中的产品，其不管在脱模声音、耐磨耗，还是在裁切良率上都有很大的提高。即在无保护膜的条件下依然可以达到有保护膜条件下的生产良率。

综上所述，本发明的耐磨光学材料具有优良的耐刮擦性能和自我修复性能，应用该耐磨光学材料生产的产品具有较高的生产良率和组装良率，同时省去了传统生产工艺中的贴保护膜、以及后续的去保护膜的步骤，节省了生产成本和人力成本。

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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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

1.一种耐磨光学材料，其特征在于，所述耐磨光学材料按质量百分比计包括：聚氨酯丙烯酸酯：30～60%；环氧型丙烯酸酯：≤20%；高折射率单体：10～30%；弹性单体：10～30%；稀释单体：≤15%；光引发剂：2～7%。

2.根据权利要求1所述的耐磨光学材料，其特征在于，所述高折射率单体包括：乙氧化双酚A（甲基）丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、改性乙氧基双酚芴丙烯酸酯或它们的组合。

3.根据权利要求1所述的耐磨光学材料，其特征在于，所述弹性单体按摩尔百分比计包括：至少10%的环氧乙基的(甲基)丙烯酸酯。

4.根据权利要求1所述的耐磨光学材料，其特征在于，所述稀释单体包括：低粘单官能团丙烯酸酯、乙氧化双酚A（甲基）丙烯酸酯。

5.根据权利要求1所述的耐磨光学材料，其特征在于，所述光引发剂包括：1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯或它们的组合。

6.一种制备权利要求1至5任一项所述的耐磨光学材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：按质量百分比计，称量光引发剂：2～7%，稀释单体：≤15%，弹性单体：10～30%，以及高折射率单体：10～30%，并置于容器中；再称量环氧型丙烯酸酯：≤20%，聚氨酯丙烯酸酯：30～60%，并再次置于容器中，封闭容器，搅拌后在400～700mj/m²的条件下固化成型。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌时，在45℃的条件下，搅拌30min。

8.根据权利要求1至5任一项所述的耐磨光学材料在光学膜生产加工中的应用。

9.根据权利要求8所述的耐磨光学材料在光学膜生产加工中的应用，其特征在于，所述光学膜为棱镜片或扩散片。