CN107828073B - 一种离型硬化膜 - Google Patents

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Abstract

一种离型硬化膜，包括支持体及涂布在支持体表面的雾面硬涂层，所述雾面硬涂层由下述重量份数的组分制成的涂布液固化而成：聚氨酯丙烯酸酯预聚物25重量份～40重量份，光引发剂2重量份～10重量份，流平助剂0.5重量份～3重量份，有机粒子1重量份～10重量份，分散剂0.2重量份～3重量份，有机溶剂40重量份～60重量份。本发明提供的离型硬化膜具有较低的离型力，能够防止广告贴、胶带的张贴，同时涂层具有抗划伤和防眩光的功能，能够用于共享单车太阳能电池板的表面保护。

Description

一种离型硬化膜
技术领域
本发明涉及薄膜领域，特别涉及一种共享单车使用的太阳能电池板的表面保护膜。
背景技术
随着近两年移动互联网的快速发展，以摩拜和ofo为首的互联网共享单车应运而生，它们以操作方便快捷、节能环保、价格低廉、方便了“最后一公里”出行等特点掀起一股不可阻挡的浪潮。据有关数据显示，2016年，中国共享单车市场整体用户数量将近1900万，预测2017年，共享单车市场用户规模将达到5000万。在单车硬件中，用于满足智能锁和GPS定位功能的共享单车供电系统一般有两种方式，一种在单车的车锁装了一个锂电池，通过用户骑车时带动发电机发电，将动能转化为电能，源源不断为蓄电池充电，这样会消耗骑行用户更多的能量；另一种是在车篮子底部垫有一块太阳能电池板，通过在太阳光来发电。第二种方式的成本造价更低，且用户体验感更好，所以被越来越多的共享单车制造商采用。
然而各种宣传小广告也“盯上了”共享单车的太阳能电池板这一有利载体，但这严重影响了太阳能电池板接收“阳光”，进而影响共享单车的供发电系统，使共享单车的智能锁和GPS定位功能失效。避免这些小广告的张贴，或者使这些小广告容易清除，在太阳能电池板表面复合一层光学硬化膜是一种快速有效地方法，但如何使光学硬化膜具有优异的性能，解决上述问题，成为本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足之处，提供一种离型硬化膜。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种离型硬化膜，包括支持体及涂布在支持体表面的雾面硬涂层，所述雾面硬涂层由下述重量份数的组分组成的涂布液固化而成：
Figure BDA0001463238340000011
Figure BDA0001463238340000021
所述流平助剂为丙烯酸酯改性的有机硅助剂，硅氧烷结构的分子量占流平助剂分子量的比例为70％～90％；所述有机粒子平均粒径D1为15μm～20μm；所述雾面硬涂层厚度D2为3μm～6μm。
上述离型硬化膜，所述有机粒子平均粒径D1与雾面硬涂层厚度D2关系为10μm≤D1－D2≤15μm。
上述离型硬化膜，所述雾面硬涂层的离型力为1g/25mm～5g/25mm。
上述离型硬化膜，所述离型硬化膜的雾度范围为30％～50％。
上述离型硬化膜，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚物为官能度6～10的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物或芳香族聚氨酯丙烯酸酯预聚物。
上述离型硬化膜，所述有机粒子为聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚甲基丙烯酸丁酯中的一种。
上述离型硬化膜，所述支持体为聚碳酸酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜或聚甲基丙烯酸甲酯薄膜中的一种，厚度为188μm～500μm。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明提供的雾面硬涂层的配方中，通过选择硅氧烷结构的分子量占流平助剂分子量比例为70％～90％的丙烯酸酯改性有机硅助剂和6～10官能度的预聚物，使固化后的涂层具有较低的离型力、较高的硬度和优异的抗划伤性能，一方面能够保护太阳能电池板表面，同时较低的离型力能够防止宣传页的粘贴。
2、本发明通过优选有机粒子的粒径尺寸，控制涂层厚度D2和粒子粒径D1之间的关系满足10μm≤D1－D2≤15μm，使涂层表面有粒子支起，降低了胶黏剂对涂层的粘结程度；同时，在室外能够具有防眩光作用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中各标号分别表示为：1：离型硬化膜，11：支持体；12：雾面硬涂层；13：有机粒子。
具体实施方式
适合本发明的支持体有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等塑料薄膜或薄板。
适合本发明的支持体的厚度为188μm～500μm，优选厚度为250μm～350μm的透明基材。
本发明的雾面硬涂层含聚氨酯丙烯酸酯预聚物、光引发剂、流平助剂、有机粒子、分散剂、有机溶剂等组成的涂布液在紫外光条件下固化而成。单车的车篮处经常放置背包或杂物，为了避免太阳能电池板表面被破坏、擦伤，雾面硬涂层需要具有一定的硬度和抗划伤性能，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚物可选自官能度为6～10的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂或芳香族聚氨酯丙烯酸酯树脂。本发明提供的配方中，聚氨酯丙烯酸酯预聚物的用量控制在25重量份～40重量份。
本发明中的流平助剂可以调节固化后涂层的表面张力。有机硅类流平助剂能够在溶剂挥发时使扩散粒子在涂层表面均分布均匀，可以有效改善丙烯酸类流平助剂带来的涂布弊病，且有机硅类流平助剂中硅氧烷结构的占比越高，会更加降低涂层的表面张力，涂层会具有离型作用，即降低涂层的离型力。硅氧烷结构式为：
Figure BDA0001463238340000031
本发明使用的丙烯酸改性有机硅助剂含有双键，能够参与反应，成为涂层的一部分，不会随着风吹日晒或者长期摩擦使涂层表面的助剂失去效果，涂层的离型力不会发生改变，即耐候性好。本发明中的有机硅类流平助剂可以选用硅氧烷结构的分子量占流平助剂分子量比例为70％～90％的流平剂，如毕克化学的BYK-371、BYK-UV3570、BYK-3710等。流平助剂的用量控制为0.5重量份～3重量份。
为了避免广告贴或其他胶黏剂产品粘贴在硬式保护膜表面，需要控制有机粒子裸露在涂层外的高度。一方面需要有机粒子尽可能裸露在涂层外面，这样形成一个一个凸起，胶粘产品的胶不能形成固化成为一个平面，即很难贴上或者贴紧，另一方面粒子裸露太多会导致粒子脱落。本发明中涂布液经过紫外光固化后形成的雾面硬涂层厚度D2为3μm～6μm，有机粒子平均粒径D1为15μm～20μm，且两者之间的关系为10μm≤D1-D2≤15μm。综合粒子与涂层的结构关系、涂层表面较低的离型力，能够防止带胶等小广告的张贴，使这类宣传广告贴不上或者贴上后能够轻松撕开，从而不影响太阳能电池板的正常使用。本发明中，雾面硬涂层的离型力为1g/25mm～5g/25mm。
适合本发明的有机粒子，可以选自聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯中的一种。同时由于有机粒子的凸起和有机粒子折射率的不同，光线在硬化膜表面产生漫反射，在室外具有“防眩光”作用。有机粒子添加量为1重量份～10重量份。
离型硬化膜的雾度太低防眩光效果不明显，雾度太高会影响光线的透过率，从而影响太阳能电池板的发电效率。本发明中，离型硬化膜雾度范围为30％～50％。
本发明中的分散剂为含有亲有机粒子基团的丙烯酸共聚体，如毕克化学的BYK-111、BYK-2000、BYK-108、BYK-2008等。分散剂用量控制为0.2重量份～3重量份。
本发明中的光引发剂可以选用紫外光固化领域公知的引发剂，如1-羟基环己基苯基甲酮(184)、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(1173)、安息香双甲醚(651)、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)等。光引发剂的用量控制为2重量份～10重量份。
根据需要，本发明中的涂布液中需要加入溶剂，可以使用常规的有机溶剂而没有任何限制，例如：醇类如甲醇、乙醇、丙醇；酮类如丙酮、丁酮、甲基异丁基酮；酯类如乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯。有机溶剂用量控制为40重量份～60重量份。
本发明中所使用的紫外光可以从高压汞灯获得，紫外光照射强度为300mJ/cm2～500mJ/cm2。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但不限于此。
实施例1
将25.0g六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯预聚物(新力美科技股份有限公司，商品名：670A2，官能度：6)、10.0g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：184)、3.0g的流平助剂(毕克化学BYK-UV3570，硅氧烷结构的分子量占流平助剂分子量比例为80％)、10.0g有机粒子(聚苯乙烯PS，粒径D1为15μm)、3.0g的分散剂(毕克化学BYK-111)和49.0g乙醇置于搅拌锅中，搅拌均匀得到涂布物料。
将该涂布液涂覆于厚度为250μm的聚碳酸酯薄膜的一个面上，在烘箱温度为120℃的条件下干燥3min后，用紫外光照度为300mJ/cm2的紫外光对涂层进行UV固化，得到雾面硬涂层，涂层厚度D2为3μm，评估结果列于表1中。
实施例2
将40.0g六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物(新力美科技股份有限公司，商品名：230A2，官能度：6)、2.0g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：TPO)、0.5g的流平助剂(毕克化学BYK-371，硅氧烷结构的分子量占流平助剂分子量比例为70％)、1.0g有机粒子(聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，粒径D1为16μm)、0.2g的分散剂(毕克化学BYK-2008)和56.3g丁酮置于搅拌锅中，搅拌均匀得到涂布物料。
将该涂布液涂覆于厚度为188μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的一个面上，在烘箱温度为120℃的条件下干燥3min后，用紫外光照度为400mJ/cm2的紫外光对涂层进行UV固化，得到雾面硬涂层，涂层厚度D2为6μm，评估结果列于表1中。
实施例3
将31.0g九官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物(沙多玛，商品名：CN9013NS，官能度：9)、5.0g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：1173)、2.0g的流平助剂(毕克化学BYK-3710，硅氧烷结构的分子量占流平助剂分子量比例为90％)、1.5g有机粒子(聚甲基丙烯酸丁酯PBMA，粒径D1为17.5μm)、0.5g的分散剂(毕克化学BYK-2000)和60.0g乙酸乙酯置于搅拌锅中，搅拌均匀得到涂布物料。
将该涂布液涂覆于厚度为500μm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的一个面上，在烘箱温度为120℃的条件下干燥3min后，用紫外光照度为500mJ/cm2的紫外光对涂层进行UV固化，得到雾面硬涂层，涂层厚度D2为3.5μm，评估结果列于表1中。
实施例4
将38.5g九官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物(沙多玛，商品名：CN975NS，官能度：6)、9.0g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：184)、2.5g的流平助剂(毕克化学BYK-371，硅氧烷结构的分子量占流平助剂分子量比例为70％)、8.0g有机粒子(聚碳酸酯PC，粒径D1为20.0μm)、2.0g的分散剂(毕克化学BYK-2008)和40.0g乙酸丁酯置于搅拌锅中，搅拌均匀得到涂布物料。
将该涂布液涂覆于厚度为350μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的一个面上，在烘箱温度为120℃的条件下干燥3min后，用紫外光照度为450mJ/cm2的紫外光对涂层进行UV固化，得到雾面硬涂层，涂层厚度D2为5.0μm，评估结果列于表1中。
实施例5
将35g十官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物(长兴化学，商品名：6195-100，官能度：10)、7.0g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：1173)、1.0g的流平助剂(毕克化学BYK-3710，硅氧烷结构的分子量占流平助剂分子量比例为90％)、5.0g有机粒子(聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，粒径D1为18.0μm)、1.0g的分散剂(毕克化学BYK-110)和51.0g乙醇置于搅拌锅中，搅拌均匀得到涂布物料。
将该涂布液涂覆于厚度为250μm的聚碳酸酯薄膜的一个面上，在烘箱温度为120℃的条件下干燥3min后，用紫外光照度为350mJ/cm2的紫外光对涂层进行UV固化，得到雾面硬涂层，涂层厚度D2为4.5μm，评估结果列于表1中。
对比例1
将25.0g六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯预聚物(新力美科技股份有限公司，商品名：670A2，官能度：6)、10.0g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：184)、3.0g的流平助剂(毕克化学BYK-313，硅氧烷结构的分子量占流平助剂分子量比例为40％)、10.0g有机粒子(聚苯乙烯PS，粒径D1为15μm)、3.0g的分散剂(毕克化学BYK-111)和49.0g乙醇置于搅拌锅中，搅拌均匀得到涂布物料。
将该涂布液涂覆于厚度为250μm的聚碳酸酯薄膜的一个面上，在烘箱温度为120℃的条件下干燥3min后，用紫外光照度为300mJ/cm2的紫外光对涂层进行UV固化，得到雾面硬涂层，涂层厚度D2为3μm，评估结果列于表1中。
对比例2
将40.0g六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物(新力美科技股份有限公司，商品名：230A2，官能度：6)、2.0g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：TPO)、0.5g的流平助剂(毕克化学BYK-371，硅氧烷结构的分子量占流平助剂分子量比例为70％)、1.0g有机粒子(聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，粒径D1为12μm)、0.2g的分散剂(毕克化学BYK-2008)和56.3g丁酮置于搅拌锅中，搅拌均匀得到涂布物料。
将该涂布液涂覆于厚度为188μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的一个面上，在烘箱温度为120℃的条件下干燥3min后，用紫外光照度为400mJ/cm2的紫外光对涂层进行UV固化，得到雾面硬涂层，涂层厚度D2为7μm，评估结果列于表1中。
对比例3
将31.0g三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物(沙多玛，商品名：CN8009NS，官能度：3)、5.0g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：1173)、2.0g的流平助剂(毕克化学BYK-3550，硅氧烷结构的分子量占流平助剂分子量比例为20％)、1.5g有机粒子(聚甲基丙烯酸丁酯PBMA，粒径D1为12μm)、0.5g的分散剂(毕克化学BYK-2000)和60.0g乙酸乙酯置于搅拌锅中，搅拌均匀得到涂布物料。
将该涂布液涂覆于厚度为500μm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的一个面上，在烘箱温度为120℃的条件下干燥3min后，用紫外光照度为500mJ/cm2的紫外光对涂层进行UV固化，得到雾面硬涂层，涂层厚度D2为5μm，评估结果列于表1中。
表1：各实施例和对比例测试数据表
Figure BDA0001463238340000061
Figure BDA0001463238340000071
表中各项性能的测试方法如下：
(1)透光率、雾度测试
利用雾度计[日本电色公司；型号：NDH2000N]，测量透光率和雾度。
(2)铅笔硬度测试
利用铅笔刮擦的涂膜硬度测试仪[上海普申化工机械有限公司；型号：“BY”]测量铅笔硬度。
(3)涂层附着力测试方法
参照标准GB/T 9286，硬涂膜的硬涂层表面用切割器切成100个断面线，其中每个断面线的尺寸是1mm×1mm，随后以2.0Kg力将3M-610型专业测试胶带(3M公司)粘附到划格硬涂层表面上。3min后以180°角将3M胶带从该表面剥离。涂层附着力根据数出留在基材上的硬涂层的断面线的数目进行评估，从低到高分为1B、2B、3B、4B和5B共5个等级。
(4)离型力测试方法
参照标准GB/T 25256-2010，用Tesa7475胶带粘贴在硬涂层表面，用压板在胶带表面来回滚压，使胶带和涂层之间没有气泡存在，然后将样片和胶带一起裁切成200mm*25mm，在空气中滞留30min。然后用拉力机(或电子万能试验机)按照标准进行180度剥离测试，得到离型力数值。
(5)胶带贴合能力评测方法
将待测样片裁成20cm*20cm大小，用3M胶带(型号810)粘在待测样片的涂层面，并用手按压，使胶带完全贴合在待测样片表面，排除胶带和待测样片接触面之间的空气。30min后拉开胶带，观察待测样片被拉起的程度及拉开的力度，并根据以下标准进行评估：
Figure BDA0001463238340000072

Claims (4)

1.一种离型硬化膜，包括支持体及涂布在支持体表面的雾面硬涂层，其特征在于，所述雾面硬涂层由下述重量份数的组分组成的涂布液固化而成：
Figure FDA0002937289970000011
所述流平助剂为丙烯酸酯改性的有机硅助剂，硅氧烷结构的分子量占流平助剂分子量的比例为70％～90％；所述有机粒子平均粒径D1为15μm～20μm；所述的雾面硬涂层厚度D2为3μm～6μm；
所述聚氨酯丙烯酸酯预聚物为官能度6～10的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物或芳香族聚氨酯丙烯酸酯预聚物；
所述有机粒子平均粒径D1与雾面硬涂层厚度D2关系为10μm≤D1－D2≤15μm；
所述雾面硬涂层的离型力为1g/25mm～5g/25mm。
2.根据权利要求1所述的离型硬化膜，其特征在于，所述离型硬化膜的雾度范围为30％～50％。
3.根据权利要求1所述的离型硬化膜，其特征在于，所述有机粒子为聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚甲基丙烯酸丁酯中的一种。
4.根据权利要求1所述的离型硬化膜，其特征在于，所述支持体为聚碳酸酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜或聚甲基丙烯酸甲酯薄膜中的一种，厚度为188μm～500μm。
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