CN104497657B - 一种亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂层及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂层及制备方法，能够强烈吸附空气中水分子，有效分散手指指纹的纹路，提高其视觉的清晰度及观感。本发明的原料组成及重量份为：亲水疏油性单体0.3～2份，有机溶剂15～80份，聚合物纳米纤维素0.5～4份，偶氮类引发剂0.1～0.8份，UV丙烯酸树脂5～55份。本发明具有拒油防污作用，还具有抗静电作用。

Description

一种亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂层及制备方法

技术领域

本发明涉及一种屏幕保护膜硬化涂层，属于胶粘材料技术领域，具体说，是特别涉及一种抗指纹耐刮花保护膜以及它的制备方法。

背景技术

随着目前市场上新型高端电子产品相继上市，尤其是具有触屏功能的电子产品，此后市面上出现许多种类屏幕保护膜，屏幕保护膜通过对触摸屏贴膜保护，能够起到免受刮擦的损害。

目前现有普通保护膜贴复其表面，在正常使用过程中，手触即可留下痕迹及指纹的纹路，由于人指纹含有油脂、尿酸等污染，且不易擦洗，时间久会呈灰蒙蒙，黯然失色；这类物质沾染在保护膜上形成的污渍不易擦洗掉，使其表面一道道指纹印，发白，发雾。非常的不美观，因此而降低了产品的档次，产品附加值不高。

严重影响其视觉的清晰度及观感，明显降低产品的使用率。

目前市场上出现抗指纹保护膜已疏水疏油为主，但效果依然不理想，且产品表面硬度较低。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种防指纹亲水疏油PET保护膜硬化涂层，该涂层能够强烈吸附空气中水分子，有 效分散手指指纹的纹路，使指纹无法显现，提高其视觉的清晰度及观感，达到防指纹效果，降低表面污染刮伤的风险，同时每次用干布擦拭后膜都有焕然一新效果。

为达到上述目的，本发明采用以下方案：

本发明提出一种亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂层，其原料组成及重量份为：

所述亲水疏油性单体为改性亲水疏油单体，包括亲水疏油环氧树脂或全氟烷氧基末端基团的二甲基二烯丙基氯化铵聚合物；

有机溶剂包括丙二醇单甲醚、醋酸正丙酯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯、甲醇、乙醇中的一种及其组合；

聚合物纳米纤维素包括醋酸纤维素、硝基纤维素或醋酸丁酸纤维素中的任意一种树脂；

偶氮类引发剂包括偶氮二异丙腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的任意一种及其组合；

UV丙烯酸树脂为丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体的共聚物；所述丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体是丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的一种。

在其中一些实施例中，所述UV丙烯酸树脂(共聚物)单体包含丙烯酸酯类单体或多官能团丙烯酸单体；

选用丙烯酸酯类单体时重量份为10～55份，优选15～50重量份；

多官能团丙烯酸单体是官能团为3～6的低分子UV单体，选用多官能团丙烯酸单体时重量份为5～45份，优选10～35重量份。

在其中一些实施例中，所述聚合物纳米纤维素的分子量在2～20万之间的；

选用醋酸纤维素时重量份为0.5～4份；

选用硝基纤维素时重量份为0.8～2份；

选用醋酸丁酸纤维素时重量份为1～3份。

在其中一些实施例中，其原料组成及重量份为：

在其中一些实施例中，所述硬化涂层厚度为2～6μm。

本发明一种制备亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂层的方法，包括以下步骤：

(1)、将所述重量份的原料混合均匀，得到亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂料，直接涂布在PET聚酯薄膜基材或TAC薄膜基材上；PET聚酯薄膜基材或TAC薄膜基材的厚度为100μm；

采用棒涂法，刮刀涂布法，辊涂法，刮板涂布法，口模涂布法或凹版涂布法的一种来形成涂层；

涂层厚度为3微米；

(2)、经过烤箱烘干：烤箱温度90℃，时间为3分钟；

(3)、然后进行UV固化：紫外光固化型树脂固化的紫外线采用高压汞灯，用于照射的光量在100～500mJ/cm²的范围内；

(4)、清洁处理，切割，即得产品。

本发明不但能够强烈吸附空气中水分子，有效分散手指指纹的纹路，具有拒油防污作用，还具有抗静电作用。从而更容易清洗表面，使整理效果更持久，同时，通过对硬化层中各组分的用量的优选组合使用，在保证上述防指纹污染性能持久的同时，还满足了透明硬化膜应具有的抗刮性和抗静电功能的要求。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本发明的优点与精神，藉由以下通过实施例对本发明做进一步的阐述。

本发明实施例所使用的原料如下：

UV丙烯酸树脂：丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯，购自日本宇部；甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、购自广州汇合化工有限公司；

有机溶剂：丙二醇单甲醚、醋酸正丙酯、醋酸丁酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、甲醇、乙醇，购自陶氏化学(DOW)；丙酮、丁酮购自东莞市添益化工有限公司；

偶氮类引发剂：氮二异丙腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈，购自日本三菱；

亲水疏油性单体：亲水疏油环氧树脂或全氟烷氧基末端基团的二甲基二烯丙基氯化铵聚合物，购自国药集团化学试剂有限公司；

聚合物纳米纤维素：硝基纤维素或氯醋树脂，购自上海日之升新技术发展有限公司；醋酸纤维素购自美国伊士曼CAB CAB～381～20。

本发明的亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂层，其中该亲水硬化涂层包括：亲水疏油性单体，有机溶剂，聚合物纳米纤维素，偶氮类引发剂，丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体。

该亲水疏油单体包括：亲水疏油环氧树脂或全氟烷氧基末端基团的二甲基二烯丙基氯化铵聚合物。

有机溶剂包括：丙二醇单甲醚、醋酸正丙酯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯、甲醇、乙醇中的任意一种或任意几种。

聚合物纳米纤维素：醋酸纤维素、硝基纤维素或氯醋树脂中的任意一种树脂。

偶氮类引发剂包括：偶氮二异丙腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的任意一种或任意几种。

丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或任意几种的共聚物。

对于现有技术，本发明亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂料，直接涂布在聚酯薄膜基材上，经过烤箱烘干，UV固化。涂层涂布厚度为2～6μm。

含有氟添加剂具有低的表面自由能良好的化学稳定性和热稳定性，被广泛用于各种底材的拒水拒油整理，而有关亲水拒油含氟整理剂的研究很少考虑到亲水整理剂在上述方面的应用。

本发明将含氟链段引入到高分子亲水整理剂中，亲水疏油添加剂，大大降低了硬化层的表面张力，使其具有优异的防水防油性能，并且可有效防止指纹的污染，同时利用改性全氟烷氧基末端基团的二甲基二烯丙基氯化铵聚合物或亲水疏油环氧树脂含有的不饱和键与UV丙烯酸成膜材料进行交联反应，提供了长期性的防指纹功能，配合丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体，经过引发剂光固化交联，形成涂布抗指纹涂层，该抗指纹涂层，不但能够强烈吸附空气中水分子，有效分散手指指纹的纹路，具有拒油防污作用，还具有抗静电作用。从而更容易清洗表面，使整理效果更持久。

同时，通过对硬化层中各组分的用量的优选组合使用，在保证上述防指纹污染性能持久的同时，还满足了透明硬化膜应具有的抗刮性和抗静电功能的要求。

实施方式：

本发明的透明硬化膜可借助在PET或TAC薄膜的一个或两个面上，涂布一紫外光(UV)固化实现的硬化层，其中亲水硬化涂层包括：亲水疏油性单体，有机溶剂，聚合物纳米纤维素，偶氮类引发剂，丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体。

用于形成本发明透明硬化膜的硬涂层的UV丙烯酸树脂(共聚物)单体包含丙烯酸酯类单体或多官能团丙烯酸单体。丙烯酸酯类单体的含量优选10～55重量份，当低于10重量份时，不能保证硬涂层的韧性，而高于55重量份时，由于丙烯酸单体的相对减少，硬涂层交联点变少，使得硬度就会降低，更优选15～50重量份。

多官能团丙烯酸单体可以是官能团为3～6的低分子单体，多官能团丙烯酸单体的加入量优选5～45重量份，低于5重量份时，硬涂层的交联点变少，不能保证较高的表面硬度，超过45重量份时，交联点过多，造成有效分子链段变短，使硬涂层偏脆和韧性变差，更优选10～35重量份。

本发明硬涂层用作组分该亲水疏油单体。该亲水疏油单体能依靠它的全氟基表面活性而迁移到涂膜的表面，大大减小添加量。同时，这种含双键该亲水疏油单体能通过它不饱和键参与UV丙烯酸成膜材料的交联反应或嵌入其中，这样，该防污剂就永久性地固定在涂膜的表面。表面抗指纹性能也能维持长久，使涂膜表面既能疏水又能疏油，呈现低沾污性和易清洗性能。其用量为0.3～2份改性亲水疏油单体。当亲水疏油单体低于0.2重量份时，添加亲水疏油单体的作用将不明显。

当所述用量超过2.0重量份时，本发明透明硬化膜中硬涂层的性能将变差。因此，超出上述范围的用量，作为用于本发明防污剂用量是不合适的。优选的是，亲水疏油单体的用量在含氟链段引入到高分子亲水整理剂中，亲水疏油添加剂，大大降低了硬化层的表面张力，使其具有优异的防水防油性能，并且可有效防止指纹的污染，同时利用改性全氟烷氧基末端基团的二甲基二烯丙基氯化铵聚合物或亲水疏油环氧树脂含有的不饱和键与UV丙烯酸成膜材料进行交联反应，提供了长期性的防指纹功能，配合丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体，经过引发剂光固化交联，形成涂布抗指纹涂层，该抗指纹涂层，不但能够强烈吸附空气中水分子，有效分散手指指纹的纹路，具有拒油防污作用，还具有抗静电作用。从而更容易清洗表面，使整理效果更持久常规的有机溶剂而没有任何限制。

聚合物纳米纤维素在混合体系中，可以形成稳定分散溶液防止纳米粒子团聚。可以考虑加入具有强烈氢键作用的聚合物纳米纤维素。

可以考虑加入分子量在2～20万之间的聚合物纳米纤维素，可考虑加入：

0.5～4重量份醋酸纤维素；

0.8～2重量份硝基纤维素；

1～3重量份醋酸丁酸纤维素。

偶氮类引发剂寄光引发剂能够吸收UV灯能量引发高分子链快速交联，包括：偶氮二异丙腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的任意一种或任意几种。

有机溶剂的例子包括：丙二醇单甲醚、醋酸正丙酯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯、甲醇、乙醇中的任意一种或任意几种。

有机溶剂优选15～80重量份，溶剂加入量超过80重量份时，过多的溶剂会造能源的消耗增加，并且也不利于调整出合适的硬化层厚度。溶剂低于15重量份时，体系的粘度太大，造成硬涂层的流平性欠佳，薄层涂布难以实现，鉴于对硬化膜较高的光学要求，又不适合加入太多的流平剂，所以采用15～80重量份的溶剂对涂布物料进行调整。更优选加入20～50重量份。

涂布方法：棒涂法，刮刀涂布法，Mayer棒涂法，辊涂法，刮板涂布法，口模涂布法或凹版涂布法的任意一种来形成涂层。

作为用于本发明硬涂层中紫外光固化型树脂固化的紫外线可从高压汞灯，通常，用于照射的光量在100～500mJ/cm²的范围内。

对于表征防指纹污染性能，通常可以通过表面能进行表征，而指纹即人体汗液的主要成分是水和各种油脂，以此根据测定硬化膜表面的纯水和正十六烷的接触角来表征表面能。

下面结合具体实施例对本发明进行更为具体的描述，然而本发明并不局限于这些实例。

在一个具体实施例中，采用(重量份)：

丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体35份，

有机溶剂65份，

偶氮类引发剂0.3份，

亲水疏油性单体1份，

聚合物纳米纤维素3份；

将所述重量份的原料混合均匀，涂布在PET基材上这里厚度选用100μm，使用微凹辊涂布3微米，过烤箱温度90℃时间为3分钟。

将已涂布完成基材分别用水和十六烷用滴管滴入抗指纹层测量得到以下表格

实施例	纯水接触角	十六烷接触角	硬度
				产品	39°	92°	3H

本发明的涂层具有良好的亲水拒油性，对水的接触角为20～40°，对正十二烷的接触角为75～105°，具有很好的亲水拒油性。

以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂层，其特征在于，其原料组成及重量份为：

所述亲水疏油性单体为改性亲水疏油单体，包括亲水疏油环氧树脂或全氟烷氧基末端基团的二甲基二烯丙基氯化铵聚合物；

所述有机溶剂包括丙二醇单甲醚、醋酸正丙酯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯、甲醇、乙醇中的一种及其组合；

所述聚合物纳米纤维素包括醋酸纤维素、硝基纤维素或醋酸丁酸纤维素中的一种树脂；

所述偶氮类引发剂包括偶氮二异丙腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种及其组合；

所述UV丙烯酸树脂为丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体的共聚物；所述丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体是丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯的一种。

2.根据权利要求1所述的一种亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂层，其特征在于，所述UV丙烯酸树脂单体包含丙烯酸酯类单体或多官能团丙烯酸单体；

选用所述丙烯酸酯类单体时重量份为10～55份；

所述多官能团丙烯酸单体是官能团为3～6的低分子UV单体，选用所述多官能团丙烯酸单体时重量份为5～45份。

3.根据权利要求1所述的一种亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂层，其特征在于，所述聚合物纳米纤维素的分子量在2～20万之间的；

选用所述醋酸纤维素时重量份为0.5～4份；

选用所述硝基纤维素时重量份为0.8～2份；

选用所述醋酸丁酸纤维素时重量份为1～3份。

4.根据权利要求1所述的一种亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂层，其特征在于，其原料组成及重量份为：

5.根据权利要求1所述的一种亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂层，其特征在于，所述硬化涂层厚度为2～6μm。

6.一种制备权利要求1～5任一项所述亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将所述重量份的原料混合均匀，得到亲水疏油抗指纹保护膜硬化涂料，直接涂布在PET聚酯薄膜基材或TAC薄膜基材上；PET聚酯薄膜基材或TAC薄膜基材的厚度为100μm；

采用棒涂法，刮刀涂布法，辊涂法，刮板涂布法，口模涂布法或凹版涂布法的一种来形成涂层；

涂层厚度为3微米；

(2)、经过烤箱烘干：烤箱温度90℃，时间为3分钟；

(3)、然后进行UV固化：紫外光固化型树脂固化的紫外线采用高压汞灯，用于照射的光量在100～500mJ/cm²的范围内；

(4)、清洁处理，切割，即得产品。