CN107556900A - 一种用于触摸屏的水性涂膜材料及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于触摸屏的水性涂膜材料及其制备方法与应用，包括以下重量份数的原料：聚氨酯丙烯酸酯复合乳液70～80份、葡萄糖15～20份、铁粉1～2份、镍粉0.6～1.0份、二丙二醇甲醚2～4份、消泡剂0.8～1.0份、润湿剂0.2～0.3份、增滑剂0.15～0.25份、流平剂0.2～0.3份。本发明制备的水性涂膜材料喷涂在触摸屏表层固化后透明度好，复合纳米球在涂膜固化过程中定向排布使涂膜表面粗糙，可以降低炫光，且复合纳米球能够吸收和衰减入射的电磁波并将其电磁能转换成热能耗散掉，进而改善环境中的电磁辐射强度，减弱电磁辐射对人体的长期累积效应，从根本上解决有害辐射对人体的伤害；且复合纳米球在聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液中的分散性好，存储稳定性强。

Description

一种用于触摸屏的水性涂膜材料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种用于触摸屏的水性涂膜材料及其制备方法与应用。

背景技术

电磁辐射是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等等。

信息技术高速发展的今天，通过触摸屏技术实现人机交互技术的电子产品给人类带来了巨大的便利，同时,电子产品电磁辐射造成的污染也成了人类面临的又一大环境问题，电磁污染已经成为世界性公害世界卫生组织已将其列为继水污染大气污染噪声污染之后的第四大污染，已经成为危害人类健康的一大杀手。据有关调查表明，电磁辐射成为心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因，电磁辐射对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接危害，它可使男性性功能下降、女性内分泌紊乱，月经失调，妇女不育，孕妇流产，胎儿畸形，影响JL童脑组织和骨胳发育，导致视力下降，严重者导致视网膜脱落等。

为了降低电磁辐射对人体的伤害，在触摸屏的保护屏上涂敷一层防辐射的涂层是常用的手段。吸收电磁波的水性涂膜材料是把具有特定电磁性能的吸收剂以粉末的形式分散在胶粘剂中而制得。其中胶粘剂起提高强度和抗环境作用，电磁损耗由吸收剂完成。然而，现有的抗电磁辐射服的水性涂膜材料的对电磁波的吸收能力差，并且在存放过程中吸收剂粉末容易从胶粘剂中沉淀分层，在使用前必须再次进行分散，不利于水性涂膜材料的长时间存放，增加了水性涂膜材料的使用使用工序。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于触摸屏的水性涂膜材料及其制备方法与应用，将其应用于触摸屏表层能够降低炫光，且透明度好，同时能够吸收电磁辐射，降低电磁辐射对人体的伤害，且水性涂膜材料存储稳定，使用前无须进行分散搅拌，使用方便。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种用于抗电磁辐射服的水性涂膜材料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯丙烯酸酯复合乳液70～80份、葡萄糖15～20份、铁粉1～2份、镍粉0.6～1.0份、二丙二醇甲醚2～4份、消泡剂0.8～1.0份、润湿剂0.2～0.3份、增滑剂0.15～0.25份、流平剂0.2～0.3份、固化剂微胶囊4～7份。

进一步，铁粉和镍粉的颗粒大小为10～20nm。

此外，本发明还提供了用于触摸屏的抗电磁辐射水性涂膜材料的制备方法，包括以下步骤：

1)碳纳米球的制备：取葡萄糖放入烧杯内，加入葡萄糖15～20倍重量的去离子水，磁力搅拌约10min，使葡萄糖全部溶解，然后将葡萄糖溶液装入含有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，于200～220℃的条件下反应10h，待反应结束后，降至室温，将釜内黑褐色溶液进行离心分离，除去上层清液，沉淀先后用无水乙醇和去离子水清洗至滤液为无色，干燥，得到碳纳米球；以葡萄糖为原料，采用水热法合成单分散碳纳米球的过程中，葡萄糖分子发生分子间脱水聚合形成粒径较为均一的碳纳米球，并且得到的碳纳米球表面含有大量的官能团和良好的表面活性，易于吸附贵金属纳米颗粒。

2)复合纳米球的制备：取碳纳米球，加入铁粉和镍粉研磨20min，然后装入石墨坩埚，于1600～1800℃，0.09MPa～0.10MPa的真空烧结炉中热处理热1h，冷却至室温，得到复合纳米球；碳纳米球在金属颗粒的催化作用，催化剂颗粒在其周边催化产生有序的石墨碳，而石墨的淀析是吸热的，会引起局部温度降低，刺激碳的进一步淀析，致使碳溶解度减小，从而一定厚度的晶化碳层累积在金属颗粒表面形成碳包覆金属纳米颗粒，形成内核为金属，表面包覆碳壳的核壳结构。

3)复合纳米球的改性：取制得的复合纳米球浸入用浓度为0.05～0.20mol/L的KMnO₄溶液，于90℃下回流10h，待反应完成后用蒸馏水洗涤多次，再于真空条件下烘干，使复合纳米球的碳壳被KMnO₄氧化，MnO₂均匀包覆在复合纳米球表面形成纳米壳层，得到Mn0₂/复合纳米球，然后用过量的草酸洗涤得到的Mn0₂/复合纳米球，使Mn0₂被草酸还原成离子形式，以除去复合纳米球表面的Mn0₂，再用蒸馏水洗涤至中性，充分洗掉复合纳米球表面的离子，然后烘干，得到改性复合纳米球，改性复合纳米球的表面存在不同的含氧官能团，因此在水中有很好的分散性。

4)水性涂膜材料的制备：取聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液，加入改性复合纳米球，于1500rpm转速搅拌条件下分散均匀，然后加入聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液0.06～0.07倍重量的去离子水，再加入二丙二醇甲醚，搅拌均匀后加入消泡剂，搅拌20min后加入润湿剂，并于2000rpm转速下搅拌30min，然后加入增滑剂和流平剂，继续搅拌30min后，用120目的分样筛过滤，得到水性涂膜材料。

进一步，固化剂微胶囊的制备方法如下：取环氧树脂加入20倍质量的无水乙醇，再加入环氧树脂10～20wt％的三乙烯四胺作为固化剂，混合均匀，然后加入环氧树脂6～10倍质量的环己烷基异氰酸酯和环氧树脂0.1倍质量的十二烷基苯磺酸钠，搅拌分散30min，再于50℃～60℃下反应2h，抽滤去除滤液，沉淀用去离子水反复冲洗，然后充分干燥，即得到以环氧树脂为囊材的环己烷基异氰酸酯固化剂微胶囊。反应过程中，温度过低会出现环氧树脂固化不完全，形成的微胶囊溶解性强，存储稳定性差；温度过高容易出现局部温度过高而导致的交联过度，使形成的微胶囊变黄，影响水性涂膜材料成膜后的透明度。

进一步，步骤1)中的干燥为温度80℃，真空度0.09MPa～0.1MPa的真空干燥，干燥时间为5h。

进一步，步骤2)中得到的复合纳米球的尺寸为200～300nm。

进一步，步骤3)中KMnO₄溶液的浓度为0.10～0.15mol/L。浓度较低的KMnO₄对复合纳米球的碳壳氧化程度小，复合纳米球表面亲水性较差；KMnO₄浓度较高时，对复合纳米球的碳壳氧化上的过快，快速生成较多的MnO₂包覆在纳米球的表面，阻碍了KMnO₄对复合纳米球碳壳的进一步氧化，达不到最佳的改性效果。

进一步，步骤3)中的真空条件：温度40℃～50℃，真空度0.09MPa～0.10MPa。

进一步，步骤4)在加入增滑剂和流平剂前，先将转速降至500rpm，待消泡之后再加入增滑剂和流平剂。

一种用于触摸屏的水性涂膜材料的应用方法，采用喷涂机将水性涂膜材料与高压空气混合，于3kg/cm²的喷幅压力下均匀地喷涂在预处理的触摸屏玻璃基材上，然后转入真空烤箱中烘烤固化，静置冷却即可。

本发明的有益效果：

1.本发明制备的水性涂膜材料喷涂在触摸屏表层固化后透明度好，复合纳米球在涂膜固化过程中定向排布使涂膜表面粗糙，可以降低炫光，且复合纳米球能够吸收和衰减入射的电磁波并将其电磁能转换成热能耗散掉，进而改善环境中的电磁辐射强度，减弱电磁辐射对人体的长期累积效应，从根本上解决有害辐射对人体的伤害；且复合纳米球在聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液中的分散性好，存储稳定性强，在使用前必须再次进行分散，有利于水性涂膜材料的长时间存放，并减少了水性涂膜材料在显示屏加工过程中的使用工序；

2.本发明通过在水性涂膜材料中添加固化剂微胶囊，喷涂时固化剂微胶囊在高压下囊材破裂，使固化剂释放出来与水性涂膜材料均匀混合，进而加快水性涂膜材料的固化，并提升固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等，成功地将双组份水性涂膜材料转化成单组份，无需在喷涂前人工添加固化剂，既方便于水性涂膜材料的使用，又避免了双组份水性涂膜材料添加固化剂后存储时间短，为使用完的水性涂膜材料浪费严重的问题。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明进行详细说明：

实施例一

一种用于抗电磁辐射服的水性涂膜材料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯丙烯酸酯复合乳液70份、葡萄糖15份、铁粉1份、镍粉0.6份、二丙二醇甲醚2份、消泡剂0.8份、润湿剂0.2份、增滑剂0.15份、流平剂0.2份，其中铁粉和镍粉的颗粒大小为10～20nm。其制备方法如下：

取葡萄糖放入烧杯内，加入葡萄糖15倍重量的去离子水，磁力搅拌约10min，使葡萄糖全部溶解，然后将葡萄糖溶液装入含有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，于200℃的条件下反应10h，待反应结束后，降至室温，将釜内黑褐色溶液进行离心分离，除去上层清液，沉淀先后用无水乙醇和去离子水清洗至滤液为无色，于80℃，0.09MPa～0.1MPa下干燥5h，得到碳纳米球；取得到的碳纳米球，加入铁粉和镍粉研磨20min，然后装入石墨坩埚，于1600℃，0.09MPa～0.10MPa的真空烧结炉中热处理热1h，冷却至室温，得到复合纳米球，复合纳米球的尺寸为200～300nm；取得到的复合纳米球浸入用浓度为0.05mol/L的KMnO₄溶液，于90℃下回流10h，待反应完成后用蒸馏水洗涤多次，再于40℃～50℃，0.09MPa～0.10MPa的真空条件下烘干，使复合纳米球的碳壳被KMnO₄氧化，MnO₂均匀包覆在复合纳米球表面形成纳米壳层，得到Mn0₂/复合纳米球，然后用过量的草酸洗涤得到的Mn0₂/复合纳米球，使Mn0₂被草酸还原成离子形式，以除去复合纳米球表面的Mn0₂，再用蒸馏水洗涤至中性，充分洗掉复合纳米球表面的离子，然后烘干，得到改性复合纳米球；取聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液，加入改性复合纳米球，于1500rpm转速搅拌条件下分散均匀，然后加入聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液0.06倍重量的去离子水，再加入助溶剂二丙二醇甲醚，搅拌均匀后加入消泡剂，搅拌20min后加入润湿剂，并于2000rpm转速下搅拌30min，然后将转速降至500rpm，待消泡之后加入增滑剂和流平剂，继续搅拌30min后，用120目的分样筛过滤，得到水性涂膜材料。

实施例二

一种用于抗电磁辐射服的水性涂膜材料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯丙烯酸酯复合乳液80份、葡萄糖20份、铁粉2份、镍粉1.0份、二丙二醇甲醚4份、消泡剂1.0份、润湿剂0.3份、增滑剂0.25份、流平剂0.3份，其中铁粉和镍粉的颗粒大小为10～20nm。其制备方法如下：

取葡萄糖放入烧杯内，加入葡萄糖20倍重量的去离子水，磁力搅拌约10min，使葡萄糖全部溶解，然后将葡萄糖溶液装入含有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，于220℃的条件下反应10h，待反应结束后，降至室温，将釜内黑褐色溶液进行离心分离，除去上层清液，沉淀先后用无水乙醇和去离子水清洗至滤液为无色，于80℃，0.09MPa～0.10MPa下干燥5h，得到碳纳米球；取得到的碳纳米球，加入铁粉和镍粉研磨20min，然后装入石墨坩埚，于1800℃，0.09MPa～0.10MPa的真空烧结炉中热处理热1h，冷却至室温，得到复合纳米球，复合纳米球的尺寸为200～300nm；取得到的复合纳米球浸入用浓度为0.2mol/L的KMnO₄溶液，于90℃下回流10h，待反应完成后用蒸馏水洗涤多次，再于40℃～50℃，0.09MPa～0.10MPa的真空条件下烘干，使复合纳米球的碳壳被KMnO₄氧化，MnO₂均匀包覆在复合纳米球表面形成纳米壳层，得到Mn0₂/复合纳米球，然后用过量的草酸洗涤得到的Mn0₂/复合纳米球，使Mn0₂被草酸还原成离子形式，以除去复合纳米球表面的Mn0₂，再用蒸馏水洗涤至中性，充分洗掉复合纳米球表面的离子，然后烘干，得到改性复合纳米球；取聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液，加入改性复合纳米球，于1500rpm转速搅拌条件下分散均匀，然后加入聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液0.07倍重量的去离子水，再加入助溶剂二丙二醇甲醚，搅拌均匀后加入消泡剂，搅拌20min后加入润湿剂，并于2000rpm转速下搅拌30min，然后将转速降至500rpm，待消泡之后加入增滑剂和流平剂，继续搅拌30min后，用120目的分样筛过滤，得到水性涂膜材料。

实施例三

一种用于抗电磁辐射服的水性涂膜材料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯丙烯酸酯复合乳液75份、葡萄糖17份、铁粉1.5份、镍粉0.8份、二丙二醇甲醚3份、消泡剂0.9份、润湿剂0.25份、增滑剂0.20份、流平剂0.25份，其中铁粉和镍粉的颗粒大小为10～20nm。其制备方法如下：

取葡萄糖放入烧杯内，加入葡萄糖16倍重量的去离子水，磁力搅拌约10min，使葡萄糖全部溶解，然后将葡萄糖溶液装入含有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，于210℃的条件下反应10h，待反应结束后，降至室温，将釜内黑褐色溶液进行离心分离，除去上层清液，沉淀先后用无水乙醇和去离子水清洗至滤液为无色，于80℃，0.09MPa～0.1MPa下干燥5h，得到碳纳米球；取得到的碳纳米球，加入铁粉和镍粉研磨20min，然后装入石墨坩埚，于1700℃，0.09MPa～0.10MPa的真空烧结炉中热处理热1h，冷却至室温，得到复合纳米球，复合纳米球的尺寸为200～300nm；取得到的复合纳米球浸入用浓度为0.10mol/L的KMnO₄溶液，于90℃下回流10h，待反应完成后用蒸馏水洗涤多次，再于40℃～50℃，0.09MPa～0.10MPa的真空条件下烘干，使复合纳米球的碳壳被KMnO₄氧化，MnO₂均匀包覆在复合纳米球表面形成纳米壳层，得到Mn0₂/复合纳米球，然后用过量的草酸洗涤得到的Mn0₂/复合纳米球，使Mn0₂被草酸还原成离子形式，以除去复合纳米球表面的Mn0₂，再用蒸馏水洗涤至中性，充分洗掉复合纳米球表面的离子，然后烘干，得到改性复合纳米球；取聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液，加入改性复合纳米球，于1500rpm转速搅拌条件下分散均匀，然后将转速降至500rpm，待消泡之后加入聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液0.065倍重量的去离子水，再加入助溶剂二丙二醇甲醚，搅拌均匀后加入消泡剂，搅拌20min后加入润湿剂，并于2000rpm转速下搅拌30min，然后将转速降至500rpm，待消泡之后加入增滑剂和流平剂，继续搅拌30min后，用120目的分样筛过滤，得到水性涂膜材料。

实施例四

一种用于抗电磁辐射服的水性涂膜材料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯丙烯酸酯复合乳液72份、葡萄糖18份、铁粉1.3份、镍粉0.7份、二丙二醇甲醚2.2份、消泡剂0.85份、润湿剂0.24份、增滑剂0.19份、流平剂0.28份，其中铁粉和镍粉的颗粒大小为10～20nm。其制备方法如下：

取葡萄糖放入烧杯内，加入葡萄糖18倍重量的去离子水，磁力搅拌约10min，使葡萄糖全部溶解，然后将葡萄糖溶液装入含有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，于200～220℃的条件下反应10h，待反应结束后，降至室温，将釜内黑褐色溶液进行离心分离，除去上层清液，沉淀先后用无水乙醇和去离子水清洗至滤液为无色，于80℃，0.09MPa～0.1MPa下干燥5h，得到碳纳米球；取得到的碳纳米球，加入铁粉和镍粉研磨20min，然后装入石墨坩埚，于1600～1800℃，0.09MPa～0.10MPa的真空烧结炉中热处理热1h，冷却至室温，得到复合纳米球，复合纳米球的尺寸为200～300nm；取得到的复合纳米球浸入用浓度为0.15mol/L的KMnO₄溶液，于90℃下回流10h，待反应完成后用蒸馏水洗涤多次，再于40℃～50℃，0.09MPa～0.10MPa的真空条件下烘干，使复合纳米球的碳壳被KMnO₄氧化，MnO₂均匀包覆在复合纳米球表面形成纳米壳层，得到Mn0₂/复合纳米球，然后用过量的草酸洗涤得到的Mn0₂/复合纳米球，使Mn0₂被草酸还原成离子形式，以除去复合纳米球表面的Mn0₂，再用蒸馏水洗涤至中性，充分洗掉复合纳米球表面的离子，然后烘干，得到改性复合纳米球；取聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液，加入改性复合纳米球，于1500rpm转速搅拌条件下分散均匀，然后将转速降至500rpm，待消泡之后加入聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液0.063倍重量的去离子水，再加入助溶剂二丙二醇甲醚，搅拌均匀后加入消泡剂，搅拌20min后加入润湿剂，并于2000rpm转速下搅拌30min，然后将转速降至500rpm，待消泡之后加入增滑剂和流平剂，继续搅拌30min后，用120目的分样筛过滤，得到水性涂膜材料。

分别取实施例一至实施例四制备得到的水性涂膜材料，观测涂膜材料状态，并对水性涂膜材料的机械稳定性、钙离子稳定性、储存周期进行测试。测试结果如表1所示：

表1

由表1数据分析可知，本发明制备的水性涂膜材料为淡黄色透明或者半透明乳液，其机械稳定性和钙离子稳定性好，储存周期均在10个月以上。因此，复合纳米球在聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液中的分散性好，存储稳定性强，储存周期长。

分别取实施例一至实施例四制备得到的水性涂膜材料，根据《GB/T 1727-1992漆膜一般制备法》用刷涂法制备涂膜，然后分别参照《GB/T 1732-1993漆膜耐冲击测定法》进行耐冲击性测试、参照《GB/T 1731-1993漆膜柔韧性测定法》进行柔韧性测试、参照《GB/T9286-1998漆膜附着力测定法》进行附着力测试、参照《GB/T 9754-1988漆膜光泽测定法》进行光泽度测试、参照《GB/T1768-1979漆膜耐磨性测定法》进行耐磨性测试，其测试结果如表2所示：

表2

由表2数据分析可知，本发明制备的水性涂膜材料韧性能好、附着力优良，耐冲击性、耐磨性强，且光泽度好。

取实施例一至实施例四制得的水性涂膜材料，分别采用喷涂机将水性涂膜材料与高压空气混合，于3kg/cm²的喷幅压力下均匀地喷涂在预处理的玻璃基材上，然后转入真空烤箱中烘烤固化。选择移动电话基站附近的居民住宅，分别将喷涂水性涂膜材料的玻璃布设于住宅的墙体和门窗位置，另设一组不布设玻璃的住宅作为对照组，于同一天的8:00～9:00、12:00～13:00、16:00～17:00、20:00～21:00四个时间段分别测试电磁辐射的辐射功率密度(单位μW/cm²)，测试结果如表3所示：

表3

由表3数据分析可知，采用实施例一至实施例四制得的水性涂膜材料的加工成的薄膜布设的居民住宅与不布设薄膜的对照组相比，检测到的辐射功率密度均减弱了100倍以上,因此，实施例一至实施例四制得的水性涂膜材料具有良好的抗电磁辐射效果。

采用喷涂机将实施例一至实施例四制得的水性涂膜材料与高压空气混合，于3kg/cm²的喷幅压力下均匀地喷涂在预处理的触摸屏玻璃基材上，然后转入真空烤箱中烘烤固化；然后通过透射电子显微镜对触摸屏的薄膜进行扫描，发现薄膜的表面呈现凹凸不平的微结构。另外，检测触摸屏玻璃的防污防眩光显示玻璃的光泽度为78(BYK光度计)，透光率为95％(400nm～800nm波段)，雾度值10；防污防眩光薄膜与玻璃基材粘接性良好，用1kg压力的钢丝绒摩擦2500次后，薄膜无明显的损坏，具有良好的耐磨性。

本发明制备的水性涂膜材料喷涂在触摸屏表层固化后透明度好，复合纳米球在涂膜固化过程中定向排布使涂膜表面粗糙，可以降低炫光，且复合纳米球能够吸收和衰减入射的电磁波并将其电磁能转换成热能耗散掉，进而改善环境中的电磁辐射强度，减弱电磁辐射对人体的长期累积效应，从根本上解决有害辐射对人体的伤害；且复合纳米球在聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液中的分散性好，存储稳定性强，在使用前必须再次进行分散，有利于水性涂膜材料的长时间存放，并减少了水性涂膜材料在显示屏加工过程中的使用工序。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种用于触摸屏的水性涂膜材料，其特征在于：包括以下重量份数的原料：聚氨酯丙烯酸酯复合乳液70～80份、葡萄糖15～20份、铁粉1～2份、镍粉0.6～1.0份、二丙二醇甲醚2～4份、消泡剂0.8～1.0份、润湿剂0.2～0.3份、增滑剂0.15～0.25份、流平剂0.2～0.3份。

2.根据权利要求1所述的一种用于触摸屏的水性涂膜材料，其特征在于：所述铁粉和镍粉的颗粒大小为10～20nm。

3.一种用于触摸屏的水性涂膜材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)碳纳米球的制备：取葡萄糖放入烧杯内，加入葡萄糖15～20倍重量的去离子水，磁力搅拌约10min，使葡萄糖全部溶解，然后将葡萄糖溶液装入含有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，于200～220℃的条件下反应10h，待反应结束后，降至室温，将釜内黑褐色溶液进行离心分离，除去上层清液，沉淀先后用无水乙醇和去离子水清洗至滤液为无色，干燥，得到碳纳米球；

2)复合纳米球的制备：取1)中得到的碳纳米球，加入铁粉和镍粉研磨20min，然后装入石墨坩埚，于1600～1800℃，0.09MPa～0.10MPa的真空烧结炉中热处理热1h，冷却至室温，得到复合纳米球；

3)复合纳米球的改性：取2)中得到的复合纳米球浸入用浓度为0.05～0.20mol/L的KMnO₄溶液，于90℃下回流10h，待反应完成后用蒸馏水洗涤多次，再于真空条件下烘干，得到Mn0₂/复合纳米球，然后用过量的草酸洗涤得到的Mn0₂/复合纳米球，再用蒸馏水洗涤至中性并烘干，得到改性复合纳米球；

4)水性涂膜材料的制备：取聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液，加入3)中得到的改性复合纳米球，于1500rpm转速搅拌条件下分散均匀，然后加入聚氨酯丙烯酸酯树脂乳液0.06～0.07倍重量的去离子水，再加入二丙二醇甲醚，搅拌均匀后加入消泡剂，搅拌20min后加入润湿剂，并于2000rpm转速下搅拌30min，然后加入增滑剂和流平剂，继续搅拌30min后，用120目的分样筛过滤，得到水性涂膜材料。

4.根据权利要求3所述的一种用于触摸屏的水性涂膜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的干燥为温度80℃，真空度0.09MPa～0.1MPa的真空干燥，干燥时间为5h。

5.根据权利要求4所述的一种用于触摸屏的水性涂膜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中得到的复合纳米球的尺寸为200～300nm。

6.根据权利要求5所述的一种用于触摸屏的水性涂膜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中KMnO₄溶液的浓度为0.10～0.15mol/L。

7.根据权利要求6所述的一种用于触摸屏的水性涂膜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中的真空条件：温度40℃～50℃，真空度0.09MPa～0.10MPa。

8.根据权利要求7所述的一种用于触摸屏的水性涂膜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4)在加入增滑剂和流平剂前，先将转速降至500rpm，待消泡之后再加入增滑剂和流平剂。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种用于触摸屏的水性涂膜材料的应用方法，其特征在于：采用喷涂机将水性涂膜材料与高压空气混合，于3kg/cm2的喷幅压力下均匀地喷涂在预处理的触摸屏玻璃基材上，然后转入真空烤箱中烘烤固化，静置冷却即可。