CN104610793A - 一种用于高折射率增亮膜的涂料组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高折射率增亮膜的涂料组合物，其包括按重量份数计的以下组分：光固化树脂0～80份；光聚合单体0～100份；光引发剂1～30份；其中，所述光聚合单体为折射率高于1.57的单官能度单体或双官能度单体，所述光固化树脂的折射率高于1.56，且所述光固化树脂与光聚合单体的重量份数不同时为0。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1.因为引入高射率双酚S型双官能度含硫单体，组合物折射率更高，所做涂层辉度更好，聚光效果更好，能够高效地提高光源利用率；2.涂层成膜性好，耐老化性佳；3.涂层脱模性好，有利于保证棱镜结构在基材上复制的精度。

Description

一种用于高折射率增亮膜的涂料组合物

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种用于高折射率增亮膜的涂料组合物。

背景技术

增亮膜指的是应用于TFT- LCD背光模块中以改善整个背光系统发光效率为宗旨的薄膜或薄片，主要有四种类型，一般棱镜片(normal prism sheet)、多功能棱镜片、micro-lens film与反射型偏光片(reflective polarizer)等，每种光学膜也有着不同的市场特性。在平板显示器中，高折射率增亮膜利用其表面上特殊的棱镜结构沿视轴(即垂直于显示器的轴)导光，能够有效地增加显示器可视光的亮度，并能够在产生所需亮度时消耗更少的能量，因此，增亮膜已被广泛用于背光源模组以用来汇聚光源所发出的光线。

高折射率增亮膜的制备方法一般通过模压工艺，将模具上特殊的棱镜结构复制在具有高折射率增亮膜涂料的基材上。

现有的增亮膜涂料使用时发现折射率不够高、调整光束汇聚角度不够好，增亮涂层固化后耐磨耐候性未达到工艺使用要求，与模具脱膜性不佳等缺陷，易造成生产过程中成品率下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高折射率增亮膜的涂料组合物，用该涂料组合物制作的增亮膜能够有效地聚拢光源，从而达到增强光源亮度、提高光能利用率等目的。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于高折射率增亮膜的涂料组合物，其包括按重量份数计的以下组分：

光固化树脂          0～80份；

光聚合单体          0～100份；

光引发剂            1～30份；

其中，所述光聚合单体为折射率高于1.57的单官能度单体或双官能度单体，所述光固化树脂的折射率高于1.56，且所述光固化树脂与光聚合单体的重量份数不同时为0。

作为优选方案，所述各组分的重量份数为：

光固化树脂          0～50份，

光聚合单体          0～90份，

光引发剂          1～10份，

作为优选方案，所述单官能度单体选自邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、2-羟基-3-苯基苯乙氧基丙基丙烯酸酯、2-(对-异丙苯基-苯氧基)-乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-苯基硫代乙硫醇酯中的一种或几种；所述双官能度单体为含硫双官能度单体。

作为优选方案，所述含硫双官能度单体为(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯，其结构如式I所示：

聚合物中除了引入芳香环或稠环结构可以提高折射率外，引入硫元素也是提高折射率的一个非常有效的方法。(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯同时含有苯环和硫，因此其折射率高，引入增量膜涂料配方，可以有效低提高涂层的折射率。

作为优选方案，所述(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯的制备方法为：

将二羟乙基双酚S和丙烯酸溶于甲苯中，以甲基磺酸为催化剂，在氮气保护下，加入阻聚剂羟基苯甲醚，在110～115℃下进行回流反应，反应结束后，将产物先依次用氢氧化钠水溶液和蒸馏水进行洗涤，然后除去甲苯，得到(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯粗品，最后将所述(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯粗品进行重结晶，得到(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯。

作为进一步优选方案，所述二羟乙基双酚S的制备方法为：将双酚S和碳酸乙烯酯在环己酮中，以碳酸钾为催化剂，在氮气保护下，于150℃反应5小时后，加入甲醇，用蒸馏水沉淀、过滤，收集沉淀并用甲醇重结晶，得到二羟乙基双酚S。

作为优选方案，所述光固化树脂选自甲基丙烯酸苯硫酚环氧丙烯酸酯树脂、改性聚酯丙烯酸酯树脂、改性环氧丙烯酸酯树脂、芳香族聚氨酯丙烯酸酯树脂中的一种或几种。

作为优选方案，所述光引发剂包括苯偶姻、苯乙酮类光引发剂、蒽醌类光引发剂、噻吨酮类光引发剂、缩酮类光引发剂、有机过氧化物、硫醇化合物、有机卤化物、二苯酮类光引发剂、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基磷氧化物、双[2，6-二氟-3-(1H-吡咯基-1)苯基]钛茂、双(五氟苯基)钛茂、蒽醌/叔胺光引发体系、樟脑醌/叔胺光引发体系、3-酮基香豆素/叔胺光引发体系、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基丙酮-1、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-吗啉基苯基)-丁烷-1-酮中的一种或几种。

作为优选方案，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、安息香苯甲醚中的一种或几种。

本发明所述的涂料组合物的制备方法为：配料后，将各原料混合，充分搅拌2小时左右使各组分分散均匀，之后过滤即可。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、因为引入含硫高射率双酚A型双官能度单体，组合物折射率更高，所做涂层辉度更好，聚光效果更好，能够高效地提高光源利用率；

2、涂层成膜性好，耐老化性佳；

3、涂层脱模性好，有利于保证棱镜结构在基材上复制的精度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中制备的(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯的¹H-NMR谱图；

图2为本发明中制备的(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯的¹³C-NMR谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。

本发明中所用的双官单体(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯(BPS2EODA)通过以下方法制备得到：

向配有机械搅拌器、冷凝器的250毫升四口瓶中加入双酚S 37.5克(0.15mol)，碳酸乙烯酯29.4克(0.33mol)，环己酮66.9克，碳酸钾3.3克，反应过程中一直通氮气保护，在150℃反应，5小时后，向反应混合物加入少量甲醇，再用蒸馏水沉淀、过滤、对所得沉淀物用甲醇溶解并进行重结晶操作，得到白色结晶，然后在60℃下真空干燥24小时得到白色粉末状产品二羟乙基双酚S(46.8克，收率为87％)。熔点为165℃。

向配有机械搅拌器，冷凝器和分水器的100毫升四口瓶中加入二羟乙基双酚S19.0克(0.056mol)，丙烯酸12.1克(0.16mol)，甲苯46克，甲基磺酸0.54克(0.0056mol)，对羟基苯甲醚0.16克，反应过程中一直通氮气保护，在110～115℃回流反应6小时后，

反应混合物用5wt％氢氧化钠水溶液洗涤2次，然后再用蒸馏水洗涤3次，最后用无水硫酸镁干燥，然后向干燥后的溶液中加入阻聚剂对羟基苯甲醚0.03克，用旋转蒸发器除去溶剂甲苯，得到浅黄色固体。再用乙醇进行重结晶，真空干燥后得到微黄色粉末(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯(25.4克，收率为94％)。熔点为118℃，折射率RI＝1.580。其¹H-NMR谱图和¹³C-NMR谱图分别如图1和图2所示。

实施例1

按表1的配方配料后，将各原料混合，充分搅拌2小时后使各组分分散均匀，之后过滤即可。

实施例2

按表1的配方配料后，将各原料混合，充分搅拌2.2小时后使各组分分散均匀，之后过滤即可。

实施例3

按表1的配方配料后，将各原料混合，充分搅拌2.5小时后使各组分分散均匀，之后过滤即可。

实施例4

按表1的配方配料后，将各原料混合，充分搅拌1.8小时后使各组分分散均匀，之后过滤即可。

实施例5

按表1的配方配料后，将各原料混合，充分搅拌2.6小时后使各组分分散均匀，之后过滤即可。

对比例1

按表1的配方配料后，将各原料混合，充分搅拌2.7小时后使各组分分散均匀，之后过滤即可。

对比例2

按表1的配方配料后，将各原料混合，充分搅拌2.2小时后使各组分分散均匀，之后过滤即可。

表1

本发明中，各原料不限于表1中所给出的。

性能检测

分别对实施例1～5以及对比例1～2制得的涂料组合物进行性能检测，测定涂料的折射率、附着力、样张外观、耐水煮等性能参数。

具体性能检测项目及对应的方法如下：

一、折射率

将配好的高折射率增亮涂料组合物滴2-3滴在阿贝折射率仪进光棱镜的磨砂面上，读取折射率数据以及所对应的温度。

测试方法：利用阿贝折射率仪测定涂料组合物的折射率

评估方法：读取折射率数据以及所对应的温度，在25℃下，折射率超过1.59的涂料性能为佳，不足1.59的涂料性能为差。

二、附着力

采用不干胶带，百格法对样张附着力进行测试。

测试方法：在涂层上画百格，并用3M胶带去粘百格部分。

评估方法：完全没有脱落为优，有少量脱落为良，大量脱落为差。

三、样张外观

观察样张涂层是否有彩虹纹以及划痕、断线等外观缺陷。

测试方法：目视观察测试样张外观。

评估方法：样张表面图案完整饱满无彩虹。

五、耐水煮实验

将样张放入沸水中煮30分钟后取出百格法测试涂层附着。

评估方法：完全没有脱落为优，有少量脱落为良，大量脱落为差。

性能检测结果如表2所示：

表2性能检测情况

由表2可知，实施例1与实施例2对比，折射率有所提高，发现自合成(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯(BPS2EODA)单体能够有效地提高配方的折射率。

实施例2与对比例2相比，折射率、附着力和耐水煮性能都有所提升，说明引发剂的优选范围为1～5份。

进一步分析可知，实施例4的涂料组合物的综合性能较优，也就是说本发明组合物体系存在优选配比，具体为：光固化树脂0～50份，光聚合单体0～90份，光引发剂1～5份，但光固化树脂和光聚合单体的份数不能同时为0。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种用于高折射率增亮膜的涂料组合物，其特征在于，包括按重量份数计的以下组分：

光固化树脂       0～80份；

光聚合单体       0～100份；

光引发剂         1～30份；

其中，所述光聚合单体为折射率高于1.57的单官能度单体或双官能度单体，所述光固化树脂的折射率高于1.56，且所述光固化树脂与光聚合单体的重量份数不同时为0。

2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述各组分的重量份数为：

光固化树脂       0～50份，

光聚合单体       0～90份，

光引发剂         1～10份。

3.根据权利要求1或2所述的涂料组合物，其特征在于，所述单官能度单体选自邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、2-羟基-3-苯基苯乙氧基丙基丙烯酸酯、2-(对-异丙苯基-苯氧基)-乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-苯基硫代乙硫醇酯中的一种或几种；所述双官能度单体为含硫双官能度单体。

4.根据权利要求3所述的涂料组合物，其特征在于，所述含硫双官能度单体为(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯，其结构如式I所示：

5.根据权利要求4所述的涂料组合物，其特征在于，所述(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯的制备方法为：

将二羟乙基双酚S和丙烯酸溶于甲苯中，以甲基磺酸为催化剂，在氮气保护下，加入阻聚剂羟基苯甲醚，在110～115℃下进行回流反应，反应结束后，将产物先依次用氢氧化钠水溶液和蒸馏水进行洗涤，然后除去甲苯，得到(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯粗品，最后将所述(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯粗品进行重结晶，得到(2)乙氧化双酚S二丙烯酸酯。

6.根据权利要求5所述的涂料组合物，其特征在于，所述二羟乙基双酚S的制备方法为：

将双酚S和碳酸乙烯酯在环己酮中，以碳酸钾为催化剂，在氮气保护下，于150℃反应5小时后，加入甲醇，用蒸馏水沉淀、过滤，收集沉淀并用甲醇重结晶，得到二羟乙基双酚S。

7.根据权利要求1或2所述的涂料组合物，其特征在于，所述光固化树脂选自甲基丙烯酸苯硫酚环氧丙烯酸酯树脂、改性聚酯丙烯酸酯树脂、改性环氧丙烯酸酯树脂、芳香族聚氨酯丙烯酸酯树脂中的一种或几种。

8.根据权利要求1或2所述的涂料组合物，其特征在于，所述光引发剂包括苯偶姻、苯乙酮类光引发剂、蒽醌类光引发剂、噻吨酮类光引发剂、缩酮类光引发剂、有机过氧化物、硫醇化合物、有机卤化物、二苯酮类光引发剂、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基磷氧化物、双[2，6-二氟-3-(1H-吡咯基-1)苯基]钛茂、双(五氟苯基)钛茂、蒽醌/叔胺光引发体系、樟脑醌/叔胺光引发体系、3-酮基香豆素/叔胺光引发体系、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基丙酮-1、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-吗啉基苯基)-丁烷-1-酮中的一种或几种。

9.根据权利要求8所述的涂料组合物，其特征在于，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、安息香苯甲醚中的一种或几种。