CN108586782A - 一种光学硬化膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光学硬化膜,它包括透明基材和涂覆在该基材上的透明硬化层,所述透明硬化层由下述组分组成的组合物涂布在透明基材的任一表面固化形成:聚氨酯丙烯酸酯低聚物10重量份~40重量份,自修复树脂10重量份~40重量份,光引发剂0.1重量份~5重量份,流平剂0.01重量份~0.5重量份,溶剂40重量份~80重量份,其中,聚氨酯丙烯酸酯低聚物与自修复树脂两者之间的重量比为2:8~8:2。本发明光学硬化膜具有高透光率、低雾度的性能,同时能够改善当前眼镜片用硬化膜在加热压弯后耐磨性变差的技术缺点,可以广泛应用于太阳眼镜、3D眼镜等领域。

Description

一种光学硬化膜
技术领域
本发明涉及一种光学硬化膜,特别涉及偏光眼镜用光学硬化膜。
背景技术
光学硬化膜的应用范围十分广泛,从电子显示、电子照明领域到普通眼镜产品,它起到防刮伤、防污染和加硬的保护作用。例如常见的太阳眼镜、3D眼镜,在生产当中会有压弯过程,该过程是将复合好的薄膜先加热到100℃左右,然后放在有一定弧度的硅胶碗中,球状硅胶圆锤从上面将薄膜压到硅胶碗中,薄膜就具有了一定的弧度,其中压弯的弧度有由一定的数字表示:2弯、5.5弯、6弯、6.5弯、7弯、8弯、10弯、12弯等,数字越大,弧度越大。这样在产品成型后硬化膜处于弯曲状态,此时硬化膜表明的耐磨性较之前未弯曲状态有很大比例的衰减。例如:6弯状态下的硬化膜其耐磨性衰减达到70%左右。因此在保证光学硬化膜在具有高透光率、低雾度等光学性能的同时,使压弯处理后硬化膜表面的耐磨性保持不变或者较小衰减,并且能够有一定自我修复能力,成为需要解决的一个问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足之处,提供一种光学硬化膜,它具有改善当前眼镜片用硬化膜在加热压弯后耐磨性变差的技术优点。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种光学硬化膜,包括透明基材和涂覆在该基材上的透明硬化层,所述透明硬化层由下述组分组成的涂布液经紫外光固化形成:
所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物是官能度为4~10的脂肪族丙烯酸酯,主链上含有的支链个数为30个~100个,分子量为2500~50000。
上述光学硬化膜,所述自修复树脂是含有酯化学键和酚羟基团的苯并噁嗪树脂。
上述光学硬化膜,所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物与自修复树脂两者之间的重量比为2:8~8:2。
上述光学硬化膜,所述透明硬化层的厚度为0.5μm~10μm。
上述光学硬化膜,所述透明基材是三醋酸纤维素薄膜。
上述光学硬化膜,所述透明基材的厚度为25μm~300μm。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明使用的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的官能度是4~10,主链上含有的支链个数为30个~100个,分子量在2500~50000之间,能够保证涂层具有优异的耐磨性能,同时具有一定数量的支链能够使涂层具有柔顺性和蠕动性,在涂层压弯后的弯曲处依然能够形成致密的交联度,不会降低涂层的抗划伤或耐摩擦性能。
本发明使用的自修复树脂本身含有酯化学键和酚羟基团,其在发生破坏后,高分子链间原有的酯键断开,并与其他链上的酚羟基反应生成新的酯键,断开的分子链被再次连接起来,从而起到修复作用。本发明能够修复光学硬化膜在压弯冲击后表层所产生的微裂纹,使硬化膜表面的耐磨性保持不变。
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:透明基材;2:透明硬化层。
具体实施方式
本发明中,所述的透明硬化层是含有聚氨酯丙烯酸酯低聚物和自修复树脂的涂布液经UV固化形成。
本发明中,所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物选用市售的官能度在4~10的树脂,主链上含有的支链个数为30个~100个,分子量在2500~50000之间。具体涉及有:脂肪族聚氨酯四(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯五(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯六(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯九(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯十(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯十二(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯十五(甲基)丙烯酸酯。聚氨酯丙烯酸酯低聚物的量优选10重量份~40重量份。
本发明中,所述自修复树脂是不同反应官能团的苯并噁嗪中间体或它们的组合物。是由苯酚、甲醛和苯胺缩合而得的苯并氧氮杂六元环类化合物,具有含氮且类似酚醛树脂网状结构的聚苯并噁嗪。其主要采用市场上双酚F型苯并噁嗪、聚丁二酸酐/双酚F型苯并噁嗪、邻苯二甲酸二甲酯/双酚F型苯并噁嗪预聚物。添加量优选10重量份~40重量份。
本发明中,所述光引发剂是本领域常用的原料,适合本发明的光引发剂有自由基聚合光引发剂和阳离子聚合光引发剂两大类。例如,1-羟基环已基苯基酮(184)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(907)、2-异丙基硫杂蒽酮(ITX)、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香异丙基醚、安息香正丁基醚、安息香异丁基醚、安息香双甲醚(651)、2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)、二甲苯酮(BP)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(Darocur1173)、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苄基)-1-丁酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-2-(羟基-2-丙基)酮、二苯甲酮、二乙基氨基二苯甲酮、二氯代二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、异丙基硫杂蒽。本发明优选自由基聚合光引发剂,2-异丙基硫杂蒽酮(ITX)和1-羟基环已基苯基酮(184)。上述光固化剂可以单独使用,也可以组合使用。光引发剂优选0.5重量份~5重量份。
本发明中,为了提高硬化层表面的平整度,涂布液中含有流平剂,适合本发明的流平剂可以选自市售的丙烯酸类、有机硅类和氟碳化合物类,如本领域技术人员所公知的:BYK-300、BYK-325、BYK-333、BYK-335、BYK-356、BYK-358N、BYK-361N、BYK-377、BYK-390、Levaslip 431、Levaslip 432、Levaslip 437、Levaslip 455、Levaslip 466、Levaslip457、Levaslip 468、Levelol 495、Levaslip 810、Levaslip 879、Levaslip 880、Levaslip881、Levaslip 882、Levelol TSP、TEGO410、TEGO425、TEGO450、TEGO Flow 370、TEGO Glide100等。上述光流平剂可以单独使用,也可以组合使用。流平剂的量优选0.01重量份~0.5重量份。
根据需要,本发明中的涂层组合物中还加入有机溶剂,只要能够在基材上形成本发明的硬化层,可以使用常规的有机溶剂而没有任何限制,如本领域技术人员所公知的,为己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸丙酯、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇、环戊酮、丙酮、甲乙酮、丁酮、2-戊酮、环己酮、乙二醇丁醚、丙二醇甲基醚和丙二醇丁醚中的一种或几种。
本发明中,硬化膜是由涂层组合物涂布在透明基材上,经紫外光(UV)固化形成,所述的涂覆方式可以采用常规的方法,如棒涂法、刮刀涂布法、Mayer棒涂法、辊涂法、刮板涂布法、条缝涂布法和微凹版涂布法来形成涂层。优选条缝和微凹版涂布法。
作为用于使本发明涂层组合物中的树脂固化的紫外线可从高压汞灯、融合H灯或氙灯获得,通常,用于照射的光量在100mJ/cm2~500mJ/cm2的范围内,优选300mJ/cm2~500mJ/cm2的范围。
本发明的透明基材是三醋酸纤维素(TAC)薄膜。透明基材的厚度没有特别的限制,优选在25μm~300μm的范围内。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详述,但本发明的保护并不局限于以下实施例。
实施例1
硬化膜涂布液的制备:
在容器中加入40克聚氨酯丙烯酸酯低聚物AgiSyn705[4官,分子量2500,支链个数30个,帝斯曼]、40克自修复树脂CHTH-9423[致德化学]、5克的光引发剂184[天津天骄化工有限公司]、0.5克的流平剂BYK-377[毕克]、40克的丁酮和10克的乙酸异丁酯,搅拌得到硬化层涂布液,待用。
在厚度为300μm的三醋酸纤维素薄膜[TAC;乐凯]的任一光学面上涂覆制备的涂布液,在80℃对形成的涂层干燥3min之后,以350mJ/cm2的光量,通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化,形成厚度为10μm的透明硬化层,得到光学硬化膜。
实施例2
硬化膜涂布液的制备:
在容器中加入25聚氨酯丙烯酸酯低聚物MU9800[9官,分子量36000,支链个数58个,美源特殊化工]、40克的自修复树脂HFC-PNS1[HARIMA]、2.35克的光引发剂ITX[南通兆康]、0.23克的流平剂Levaslip 475[德谦]、14克的环戊酮和48克的丙二醇甲基醚,搅拌得到硬化膜涂布液,待用。
在厚度为188μm的三醋酸纤维素薄膜[TAC;乐凯]的任一光学面上涂覆制备的涂布液,在80℃对形成的涂层干燥3min之后,以350mJ/cm2的光量,通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化,形成厚度为7.0μm的透明硬化层,得到光学硬化膜。
实施例3
硬化膜涂布液的制备:
在容器中加入35克的聚氨酯丙烯酸酯低聚物SC2153[10官,分子量46000,美源特殊化工,支链个数81个]、10克的自修复树脂00TN-6635[无锡卡秀堡辉涂料有限公司]、3.2克的光引发剂651[巴斯夫]、0.34克的流平剂Levaslip 881[毕克]、45克的异丙醇和25克的乙酸乙酯,搅拌得到硬化膜涂布液,待用。
在厚度为130μm的三醋酸纤维素薄膜[TAC;乐凯]的任一光学面上涂覆制备的涂布液,在80℃对形成的涂层干燥3min之后,以350mJ/cm2的光量,通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化,形成厚度为5.0μm的透明硬化层,得到光学硬化膜。
实施例4
硬化膜涂布液的制备:
在容器中加入25克的聚氨酯丙烯酸酯低聚物W4906[10官,分子量50000,支链个数100个,广州五行材料科技有限公司]、25克的自修复树脂AIBZ683[上海瑞仪化工科技有限公司]、1.8克的光引发剂819[青岛富斯林化工科技有限公司]、0.26克的流平剂TEGO450[迪高]、20克的甲苯和40克的乙二醇丁醚,搅拌得到硬化膜涂布液,待用。
在厚度为25μm的三醋酸纤维素薄膜[TAC;乐凯]的任一光学面上涂覆制备的涂布液,在80℃对形成的涂层干燥3min之后,以350mJ/cm2的光量,通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化,形成厚度为2.5μm的透明硬化层,得到光学硬化膜。
实施例5
硬化膜涂布液的制备:
在容器中加入20克的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PU664[6官,分子量26000,支链个数50个,美源特殊化工]、10克自修复树脂CHTH-2306[致德化学]、0.1克的光引发剂TPO[天津天骄化工有限公司]、0.01克的流平剂BYK-361N[毕克]、50克的异丙醇和30克的乙酸乙酯,搅拌得到硬化膜涂布液,待用。
在厚度为250μm的三醋酸纤维素薄膜[TAC;乐凯]的任一光学面上涂覆制备的涂布液,在80℃对形成的涂层干燥3min之后,以350mJ/cm2的光量,通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化,形成厚度为0.5μm的透明硬化层,得到光学硬化膜。
对比例1
在容器中加入40克聚氨酯丙烯酸酯低聚物AgiSyn705[4官,分子量2500g/mol,支链个数30个,帝斯曼]、5克的光引发剂184[天津天骄化工有限公司]、0.5克的流平剂BYK-377[毕克]、40克的丁酮和10克的乙酸异丁酯,搅拌得到硬化层涂布液,待用。
在厚度为300μm的三醋酸纤维素薄膜[TAC;乐凯]的任一光学面上涂覆制备的涂布液,在80℃对形成的涂层干燥3min之后,以350mJ/cm2的光量,通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化,形成厚度为10μm的透明硬化层,得到光学硬化膜。与实施例1所不同的是,硬化膜涂布液中的树脂选用了聚氨酯丙烯酸酯低聚物,而没有选用自修复树脂。
对比例2
在容器中加入40克自修复树脂CHTH-9423[致德化学]、5克的光引发剂184[天津天骄化工有限公司]、0.5克的流平剂BYK-377[毕克]、40克的丁酮和10克的乙酸异丁酯,搅拌得到硬化层涂布液,待用。
在厚度为300μm的三醋酸纤维素薄膜[TAC;乐凯]的非接触空气面上涂覆制备的涂布液,在80℃对形成的涂层干燥3min之后,以350mJ/cm2的光量,通过紫外线照射对干燥的涂层进行固化,形成厚度为10μm的透明硬化层,得到光学硬化膜。与实施例1所不同的是,硬化膜涂布液中的树脂选用了自修复树脂,而没有选用聚氨酯丙烯酸酯低聚物。
表1:各实施例测试数据表
透光率 雾度 压弯前耐磨 压弯后耐磨
实施例1 92.38 0.31 700g/20次~800g/20次 700g/20次~800g/20次
实施例2 92.76 0.28 800g/20次~900g/20次 800g/20次~900g/20次
实施例3 93.11 0.20 1100g/20次~1200g/20次 400g/20次~500g/20次
实施例4 93.24 0.24 1000g/20次~1100g/20次 1000g/20次~1100g/20次
实施例5 93.36 0.20 600g/20次~700g/20次 600g/20次~700g/20次
对比例1 92.88 0.30 700g/20次~800g/20次 300g/20次~400g/20次
对比例2 92.74 0.28 300g/20次~400g/20次 300g/20次~400g/20次
表中各项性能的测试方法如下:
1.透光率和雾度测试
使用透光率雾度计[日本电色公司;型号:NDH2000N;标准:GB2410-2008]测量透光率和雾度。
2.耐磨性测试
使用耐磨试验机[昆山精佳;型号:A20-339;标准:HG/T 4303-2012]测量耐磨性。

Claims (6)

1.一种光学硬化膜,其特征在于,包括透明基材和涂覆在透明基材上的透明硬化层,所述透明硬化层由下述组分组成的涂布液经紫外光固化形成:
其特征在于,所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物是官能度为4~10的脂肪族丙烯酸酯,所述脂肪族丙烯酸酯的主链上含有的支链个数为30个~100个,分子量为2500~l50000。
2.根据权利要求1所述的一种光学硬化膜,其特征在于,所述自修复树脂是含有酯化学键和酚羟基团的苯并噁嗪树脂。
3.根据权利要求1或2所述的一种光学硬化膜,其特征在于,所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物与自修复树脂的重量比为2:8~8:2。
4.根据权利要求1所述的一种光学硬化膜,其特征在于,所述透明硬化层的厚度为0.5μm~10μm。
5.根据权利要求4所述的一种光学硬化膜,其特征在于,所述透明基材是三醋酸纤维素薄膜。
6.根据权利要求5所述的一种光学硬化膜,其特征在于,所述透明基材的厚度为25μm~300μm。
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