CN108690166B - 一种高折射率的柔性扩散微粒及其制备方法、及一种光学薄膜 - Google Patents

一种高折射率的柔性扩散微粒及其制备方法、及一种光学薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光学薄膜领域，更具体的涉及一种高折射率的柔性扩散微粒及其制备方法、及一种光学薄膜。为了解决目前光学薄膜表面的扩散微粒易划伤柔性材质的导光板的问题，本发明提供一种高折射率的柔性扩散微粒及其制备方法。所述扩散微粒由单体聚合而成，所述单体选自式I所示结构的单体A或式II所示结构的单体B中的一种或至少两种的组合；其中式I结构中的R1为‑H或‑CH3，m+n＝1‑30，m和n均为整数；式II结构中R2为‑H或‑CH3，a+b＝1‑30，a和b均为整数。将所述扩散微粒应用于光学薄膜，可以解决光学薄膜背面的扩散微粒易划伤柔性材质导光板的问题。

Description

一种高折射率的柔性扩散微粒及其制备方法、及一种光学 薄膜
技术领域
本发明涉及光学薄膜领域，更具体的涉及一种高折射率的柔性扩散微粒及其制备方法、及一种光学薄膜。
背景技术
光学薄膜是一种将点、线光源转换成线、面光源的具备光学功能的薄膜。当光线在经过光学薄膜时，光线就会发生许多折射、反射及散射的现象，如此便造成了相应的光学效果，属于光学显示领域。光学薄膜广泛应用于平板显示器的背光模组以及新型照明光源中，如电视、电脑显示器、笔记本电脑、手机、数码相机、MP4播放器、GPS导航仪及各种日常及工业用照明光源等。
背光模组如图1所示，其灯腔上面为导光板，导光板上搭配的为光学膜片，此光学薄膜可以为扩散膜或棱镜膜。而随着目前显示面板的轻薄化趋势和成本压力，导光板的材质也在变的越来越柔软。随之带来的柔软的导光板易被其上面的扩散膜或棱镜膜的背面划伤的问题，组装良率低等问题一直困扰着面板厂商和光学膜生产厂商。
导光板上面的扩散膜，或者棱镜膜所示的背面均是带有扩散微粒的涂布层，其扩散微粒多数裸露在胶层外面。扩散膜或棱镜膜的背面和导光板接触时，首先是背面裸露的扩散微粒和导光板接触。目前造成扩散膜或者棱镜膜易划伤导光板的主要原因是其背面的扩散微粒(简称粒子)的硬度较高导致。而柔性的扩散微粒由于具有一定的柔韧性可以起到缓冲的作用，能够有效避免划伤导光板的问题。
目前光学薄膜使用的扩散微粒主要为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)，但是这些扩散微粒均为硬粒子，使用在光学膜的背面易划伤导光板，同时由于其折射率仅为1.49，折射率偏低，不利于光学膜亮度的提升。
综上可知，开发出适用于光学膜的高折射率的柔性扩散微粒，克服光学薄膜背面扩散微粒划伤接触的导光板上已经成为本技术领域急需解决的一大难题。
发明内容
为了解决目前光学薄膜表面的扩散微粒易划伤柔性材质的导光板的问题，本发明提供一种高折射率的柔性扩散微粒及其制备方法。该扩散微粒具有较好的柔韧性。将本发明提供的高折射率的柔性扩散微粒应用于光学薄膜，可以解决光学薄膜背面的扩散微粒易划伤柔性材质导光板的问题。而且，该柔性扩散微粒由于具有较高的折射率，有利于光学薄膜的亮度提升。同时，本发明提供的制备方法工艺简单，易于操作。
为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
本发明提供一种扩散微粒，所述扩散微粒由单体聚合而成，所述单体选自式I所示结构的单体A和/或式II所示结构的单体B中的一种或至少两种的组合；
Figure BSA0000142711640000021
Figure BSA0000142711640000031
其中，式I结构中的R1为-H或-CH3，m+n＝1-30，m和n均为整数；式II结构中R2为-H或-CH3，a+b＝1-30，a和b均为整数。
单体A和/或单体B可以自聚合或者多种单体共聚合得到所述扩散微粒。多种单体共聚时，不同单体之间可以任意重量配比进行聚合。
单体A和/或单体B是指单体可以选择单体A中的一种或至少两种的组合，还可以选择单体B中的一种或至少两种的组合，还可以选择单体A中的单体和单体B中的单体的组合。所述单体用于聚合，也称为聚合单体。
进一步的，式I结构中R1为-H或-CH3，m+n＝1-30，m和n均为整数；m+n值越大，柔性的-(CH2-CH2-O)-结构越大，制备的扩散微粒柔性越好；m+n值可以为2，3、4，6，10，15，17，20，30。
进一步的，所述的单体A是带有柔性乙氧基键的双酚A丙烯酸酯单体，其为市售产品。可以列举的，单位A选自2(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-1)、2(乙氧基)双酚A二甲基丙烯酸酯(A-2)，3(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-3)、3(乙氧基)双酚A二甲基丙烯酸酯(A-4)，4(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-5)、4(乙氧基)双酚A二甲基丙烯酸酯(A-6)、6(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-7)、6(乙氧基)双酚A二甲基丙烯酸酯(A-8)、10(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-9)、10(乙氧基)双酚A二甲基丙烯酸酯(A-10)，15(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-11)、15(乙氧基)双酚A二甲基丙烯酸酯(A-12)，17(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-13)、17(乙氧基)双酚A二甲基丙烯酸酯(A-14)、20(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-15)、20(乙氧基)双酚A二甲基丙烯酸酯(A-16)、30(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-17)、30(乙氧基)双酚A二甲基丙烯酸酯(A-18)中的一种或至少两种的组合。
进一步的，式II结构中R2为-H或-CH3，a+b＝1-30，a和b均为整数；a+b值越大，柔性的-(CH2-CH2-O)-结构越大，制备的扩散微粒柔性越好，a+b值可以为2，3，4，6，10，12，15，17，20，30。
进一步的，所述的单体B是带有柔性乙氧基键双酚芴丙烯酸酯单体，其为市售产品。可以列举的，单位B选自2(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯(B-1)、2(乙氧基)双酚芴二甲基丙烯酸酯(B-2)，3(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯(B-3)、3(乙氧基)双酚芴二甲基丙烯酸酯(B-4)，4(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯(B-5)、4(乙氧基)双酚芴二甲基丙烯酸酯(B-6)、6(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯(B-7)、6(乙氧基)双酚芴二甲基丙烯酸酯(B-8)、10(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯(B-9)、10(乙氧基)双酚芴二甲基丙烯酸酯(B-10)，15(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯(B-11)、15(乙氧基)双酚芴二甲基丙烯酸酯(B-12)，17(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯(B-13)、17(乙氧基)双酚芴二甲基丙烯酸酯(B-14)、20(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯(B-15)、20(乙氧基)双酚芴二甲基丙烯酸酯(B-16)、30(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯(B-17)、30(乙氧基)双酚芴二甲基丙烯酸酯(B-18)中的一种或至少两种的组合。
进一步的，所述扩散微粒通过水性乳液聚合方法制得。
进一步的，在制备扩散微粒的单体中，含乙氧基结构的数量大于或等于10的单体占单体总重量的50％或50％以上。即，在制备扩散微粒的单体中，a+b或者m+n大于等于10的单体占比≥50％。
进一步的，在制备扩散微粒的单体中，占单位总重量50％或50％以上的单体选自下述单体中的一种或至少两种的组合：A-9，A-10，A-11，A-12，A-13，A-14，A-15，A-16，A-17，A-18，B-9，B-10，B-11，B-12，B-13，B-14，B-15，B-16，B-17，B-18。
上述扩散微粒是一种高折射率的柔性扩散微粒。
进一步的，所制备的扩散微粒的折射率为1.50-1.60。
进一步的，所制备的扩散微粒的重均分子量为5000-30000。
进一步的，所述扩散微粒的原材料还包括偶联剂，所述偶联剂的添加量为聚合单体重量的1％-10％。
进一步的，所述偶联剂的添加量为聚合单体重量的3％-8％。偶联剂的添加量优选为5％。
进一步的，所述扩散微粒的原材料还包括引发剂，所述引发剂的添加量为聚合单体重量的1％-10％。
进一步的，所述引发剂的添加量为聚合单体重量的2％-5％。引发剂的添加量优选为聚合单体重量的2％。
进一步的，所述扩散微粒的原材料还包括表面活性剂和去离子水，所述的去离子水的添加量为聚合单体重量的1-5倍；所述表面活性剂的添加量为聚合单体重量的0.1％-5％。
进一步的，所述去离子水的添加量为聚合单体重量的1-3倍。
进一步的，所述表面活性剂的添加量为聚合单体重量的1％-3％。
进一步的，所述的表面活性剂选自非离子表面活性剂、和/或阴离子表面活性剂中的一种或至少两种的组合。
进一步的，所述非离子表面活性剂可以为山梨糖醇酐酯类、聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基苯基醚类、聚氧乙烯烷基酯类，具体的选自吐温-20、吐温-80、AEO-9、AEO-12、曲拉通X-100、曲拉通X-165或OP-10中的一种或至少两种的组合；所述阴离子表面活性剂可以为烷基硫酸酯盐类、烷基芳基磺酸盐类、磺基琥珀酸酯盐类、脂肪酸盐类、聚氧乙烯烷基芳基硫酸酯盐类、聚氧乙烯烷基硫酸酯盐类，具体的选自十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或至少两种的组合。
所述表面活性剂的作用为形成乳胶束，提供聚合反应的场所。通过控制表面活性剂的浓度可以有效控制乳胶束的大小，从而调控合成制备的扩散微粒的粒径大小。
进一步的，所述偶联剂选自乙二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯或二丙二醇二丙烯酸酯中的一种或至少两种的组合。
进一步的，所述引发剂选自偶氮类引发剂或过氧类引发剂中的一种或至少两种的组合。
所述引发剂为自由基引发剂。
进一步的，所述偶氮类引发剂选自偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、或偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐(其中所述盐类，可以列举为钠盐，钾盐，铵盐等)中的一种或至少两种的组合。
进一步的，所述过氧类引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、或过硫酸钠中的一种或至少两种的组合。
本发明还提供本发明所述的扩散微粒的应用，所述扩散粒子涂布于光学薄膜的表面。
本发明还提供一种光学薄膜，所述光学薄膜的表面涂布有本发明所述的扩散微粒。
进一步的，所述光学薄膜选自扩散膜，棱镜膜，匀光膜，保护膜，量子点膜，或COP、DOP、POP等复合膜。
所述扩散微粒通过水性乳液聚合方法制得。
所述扩散微粒通过水性乳液聚合方法时，选择的聚合单体可以为单体A或单体B代表的一种单体或多种单体以任意重量配比混合的单体组合。
本发明还提供一种制备所述的扩散微粒的方法，所述扩散微粒通过水性乳液聚合方法制得，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将表面活性剂加入到去离子水中，通过机械搅拌得到均匀分散的乳化体系；
(2)将聚合单体和偶联剂加入到步骤(1)的均匀分散的乳化体系中，继续搅拌得到水包油的乳液；
(3)将自由基引发剂加入到步骤(2)的水包油乳液中，边搅拌边加热到反应温度，引发聚合反应，反应充分后停止反应，冷却至室温；
(4)将步骤(3)中得到的反应产物经过滤后，用纯水洗涤，然后干燥，干燥完毕后即制得扩散微粒。
进一步的，所述扩散微粒的平均粒径为1-50μm。进一步的，所述扩散微粒的平均粒径为5-25μm。进一步的，上述步骤(4)中，反应产物经过滤纸过滤后，用纯水洗涤三次，然后在真空干燥箱内抽真空干燥，干燥完毕后即制得扩散微粒。
进一步的，在所述的扩散微粒的制备方法中，所述步骤(3)中的聚合反应温度为60-90℃，聚合反应时间为6-8h。
进一步的，所述步骤(3)中的聚合反应温度为75-90℃，聚合反应时间为7-8h。进一步的，所述步骤(3)中的聚合反应温度为80℃，聚合反应时间为7-8h。
进一步的，所述的扩散微粒的制备方法中的搅拌方式为机械搅拌，搅拌速率为500-2000r/min，优选为800-1500r/min。
所述的制备的扩散微粒微观形貌为球形，或者椭圆形，粒径为1-50μm；扩散微粒的平均粒径越大，能够提供的亮度更高。
所述的制备的扩散微粒其折射率为1.50-1.60。
进一步的，上述步骤(1)中，在800-1500r/min速率下机械搅拌5-10min。进一步的，在800-1200r/min速率下机械搅拌5-10min。进一步的，在800-1000r/min速率下机械搅拌。进一步的，搅拌5min。
进一步的，上述步骤(2)中，在800-1500r/min速率下机械搅拌5-10min。进一步的，在800-1200r/min速率下机械搅拌5-10min。进一步的，在800-1000r/min速率下机械搅拌。进一步的，搅拌10min。
进一步的，所述的扩散微粒的制备方法中，所述步骤(4)中的滤纸为孔径0.5-10μm的水性滤纸；所述的烘干条件为真空压力0.1MPa，温度80℃，烘干24h。
所制备的扩散微粒微观形貌为球形，通过控制乳液聚合中的乳化剂(即表面活性剂)的添加量可以有效控制制备的扩散微粒的粒径大小，制备的扩散微粒的粒径分布为1-50μm。
制备的扩散微粒(聚合产物)上的乙氧基结构是柔性基团，为扩散微粒提供良好的柔韧性和弹性，柔性基团越多，扩散微粒的柔韧性越好，使用在光学薄膜的背面越不易划伤导光板；苯环结构为高折射率基团，为扩散微粒提供较高的折射率，苯环结构越多，扩散微粒的折射率就越高。
本发明提供的扩散微粒是一种高折射率的柔性微粒，特别适用于光学薄膜的制成领域。由于该扩散微粒具有较好的柔韧性，使用在光学薄膜背面时可有有效解决导光板易被划伤的问题，从而可以提高模组组装良率和制成效率。本发明的扩散微粒适用于光学薄膜中的扩散膜，棱镜膜，匀光膜，保护膜，量子点膜和COP，DOP，POP等复合膜，但不限于以上列举产品。
与现有扩散微粒相比，本发明提供的扩散微粒具有较好的柔韧性和较高的折射率。本发明的扩散微粒涂布到光学薄膜的表面后，所述光学薄膜具有较高的亮度、较高的透光率，且不会刮伤导光板等易刮伤的光学器件。本发明提供的扩散微粒的制备方法工艺简单，易于操作。本发明提供的光学薄膜具有较高的亮度和雾度。
附图说明
图1为现有侧入式背光模组结构示意图；
图2为将本发明提供的扩散微粒配制成扩散涂布液，然后在PET基材上涂布，制成的棱镜膜的结构示意图；
图3为将本发明提供的扩散微粒配制成扩散涂布液，然后在PET基材上涂布，制成的扩散膜的结构示意图；
图4为本发明实施例1制备的扩散微粒的SEM微观形貌图；
图5为本发明提供的扩散微粒所采用的单体的化学结构式。
具体实施方式：
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的阐述，以下实施例只是对本发明的详细说明，不是对本发明所请求保护范围的限定。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均为市售产品。
如图1所示，现有的侧入式背光模组包括反射膜101，灯源102，导光板103，扩散膜104，棱镜膜105。其中，扩散膜104，棱镜膜105顺序上下位置可以对换调整。
如图2所示，现有的棱镜膜包括功能层201、基材层202，背面保护层203。
如图3所示，现有的扩散膜包括功能层301、基材层302，背面保护层303。
图4为用SEM拍摄的实施例1制备的扩散微粒微观形貌图，从图中可以看出，制备的扩散微粒的微观形貌为球形。
本发明涉及到对水油平衡扩散微粒基本物理性能和光学性能的评价。所需的材料和设备均为现有材料和设备。
其中选用目前市场上适用于生产光学薄膜的扩散微粒EXM-8(日本，Sekisui公司生产，PMMA材质)和BM30X-5(日本，Sekisui公司生产，PBMA材质)作为对比样品。
其中扩散微粒的物理性能评价包括：
1、折射率测试：光学折射率的测定采用贝克法进行。具体地，采用Cargille标准折射液测定。即在滑动玻璃上放置扩散微粒，滴下上述折射液。将扩散微粒和折射液充分混合，从下方照射钠灯。从上部观察粒子的轮廓，当没有看到轮廓时，判定折射液和微粒的折射率相等。
2、平均粒径测试：扩散微粒的平均粒径的测定按照美国Beckman Coulter公司发行的Multisizer3用户手册，使用与平均粒径相合的适当的孔隙，采用校准方法进行。测定使用精密粒度分布测定装置(Beckman Coulter公司Multisizer3/Coulter Counter)。具体地，使用超声波将扩散微粒0.1g预分散在质量浓度为0.1％非离子系表面活性剂溶液10ml中，缓慢搅拌后，用移液管将其滴入装满测试用电解液的烧杯中，使扩散粒子分散液中扩散粒子的质量浓度保持在10％左右，然后开始测试。测定中，在气泡不进入的程度上将烧杯内缓慢搅拌，在测定了10万个扩散微粒时结束测定。
3、扩散微粒柔韧性测试：扩散微粒的柔韧性采用微压缩试验法进行评估。具体的将一颗扩散微粒放置在载玻片上，测量出压缩变现前扩散微粒的高度h1，然后将载玻片移动到压力杆下位置，统一设置压力为10N，压力杆压缩粒子变形至稳定形变，再次测试压缩形变后的扩散微粒的高度h2。形变量＝(h1-h2)/h1。形变量越大说明扩散微粒变形能力越强，表征扩散微粒柔韧性越好。
4、扩散微粒分子量测试：测试方法按照国标方法进行，国标编号：CB/T 6598-1986；国标中文名称：小角激光光散射法测定聚苯乙烯标准样品的重均分子量。
其中，扩散微粒的光学性能评价是将同一款扩散微粒同时配制成扩散正面涂布液和扩散背面涂布液，然后在PET基材的两面进行涂布制成光学扩散膜，如图3所示。对光学薄膜进行光学性能测试：
扩散涂布液正面配方如下：
丙烯酸胶黏剂A组分：50份(产品型号：BURNOCK ZHP-1353日本DIC公司生产，羟值为25mg KOH/g；固含量为40％)，
固化剂B组分：10份(产品型号：BURNOCK DN-950，日本DIC公司生产，NCO值12％-13％；固含量75％)，
扩散微粒：50份(本发明实施例制得或者EXM-8，BM30X-5对比样品)，
乙酸乙酯：40-50份；
扩散涂布液背面配方如下：
丙烯酸胶黏剂A组分：50份(产品型号：BURNOCK ZHP-1353日本DIC公司生产，羟值为25mg KOH/g；固含量为40％)，
固化剂B组分：10份(产品型号：BURNOCK DN-950，日本DIC公司生产，NCO值12％-13％；固含量75％)，
扩散微粒：0.5份(本发明实施例制得或者EXM-8，BM30X-5对比样品)，
乙酸乙酯：40-50份，
上述份数为质量份数。
按照下述方式测试使用本发明提供的扩散微粒制备的光学薄膜(扩散膜)的主要光学性能。
1、透光率和雾度测试：取一张A4大小的制备的扩散膜，放入雾度测试仪中测得其透光率或雾度值。透光率越高越好，雾度越高越好。
2、亮度测试：取一张A4大小的制备的扩散膜，按照测试架构放入10寸背光模组中，在24V的电压下点亮，用辉度仪(BH-7)测试其亮度。亮度越高越好。
对于制备的扩散微粒烘干后用SEM对其微观形貌观察。
实施例1
本发明提供一种高折射率的柔性扩散微粒，所述扩散微粒的原材料包括聚合单体(简称单体)；所述聚合单体为2(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-1)和3(乙氧基)双酚芴二丙烯酸酯(A-3)；所述2(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-1)和3(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-3)的质量份数之比是50∶50，所述聚合单体的总质量份数是100份。
具体的，上述扩散微粒通过下述方法制备：
在室温下，将表面活性剂十二烷基硫酸铵和去离子水加入三口烧瓶中，800r/min速率下机械搅拌5min，然后加入2(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-1)和3(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-3)的聚合单体和偶联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯，再加入引发剂过硫酸钾，搅拌10min后混合均匀，得到稳定乳液。其中聚合单体2(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-1)和3(乙氧基)双酚A二丙烯酸酯(A-3)的质量之比50∶50，去离子水的量为聚合单体重量的3倍，表面活性剂的量为聚合单体重量的5％，偶联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯的量为聚合单体重量的5％，引发剂过硫酸钾的量为聚合单体重量的8％。然后升温至80℃，开始聚合反应，反应6h后，停止加热，冷却至室温。用2μm的水性滤纸过滤，并用去离子水洗涤3次，得到白色粉末状颗粒。将白色粉末状颗粒放在真空干燥箱内抽真空干燥，设置烘干条件为真空压力0.1MPa，温度80℃，烘干24h。制得扩散微粒1#。
实施例2-18
在制备高折射率的柔性扩散微粒时，聚合单体选自如前所述的A-1、A-2、A-3、A-5、A-7、A-9、A-12、A-13、A-15、A-17、A-18和B-1、B-3、B-5、B-8、B-10、B-12、B-13、B-15、B-17中的一种进行自聚合或多种进行共聚合得到。
制备高折射率的柔性扩散微粒的方法基本上与实施例1相同，只是在制备过程中根据自聚合或共聚合时聚合单体的不同采用了不同的反应条件，具体技术方案见表1。
表1实施例1-18提供的扩散微粒的原料组成
Figure BSA0000142711640000141
Figure BSA0000142711640000151
表2实施例1-18提供的扩散微粒的反应条件
实施例 反应温度(℃) 反应时间(h)
实施例1 80 6
实施例2 90 7
实施例3 80 8
实施例4 60 8
实施例5 80 7
实施例6 75 7
实施例7 60 6
实施例8 80 6
实施例9 80 6
实施例10 90 6
实施例11 80 6
实施例12 75 7
实施例13 80 6
实施例14 80 7
实施例15 80 7
实施例16 80 6
实施例17 80 8
实施例18 75 7
实施例19
本发明提供一种高折射率的柔性扩散微粒，所述扩散微粒的原材料包括聚合单体；所述聚合单体为A-3、A-4、A-5、A-8、A-9、A-10、A-13、B-1、B-4、B-9、B-10、B-13、B-15多种单体混合，其质量份数之比是10∶5∶5∶10∶10∶10∶10∶5∶10∶5∶5∶5∶10，所述聚合单体的总质量份数是100份。
具体的，上述扩散微粒通过下述方法制备：
在室温下，将表面活性剂十二烷基硫酸铵和去离子水加入三口烧瓶中，800r/min速率下机械搅拌5min，然后加入聚合单体和偶联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯，再加入引发剂过硫酸钾，搅拌10min后混合均匀，得到稳定乳液。其中聚合单体为A-3、A-4、A-5、A-8、A-9、A-10、A-13、B-1、B-4、B-9、B-10、B-13、B-15多种单体混合，其质量份数之比是10∶5∶5∶10∶10∶10∶10∶5∶10∶5∶5∶5∶10，去离子水的量为聚合单体重量的3倍，表面活性剂的量为聚合单体重量的2.5％，偶联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯的量为聚合单体重量的8％，引发剂过硫酸钾的量为聚合单体重量的6％。然后升温至80℃，开始聚合反应，反应6h后，停止加热，冷却至室温。用2μm的水性滤纸过滤，并用去离子水洗涤3次，得到白色粉末状颗粒。将白色粉末状颗粒放在真空干燥箱内抽真空干燥，设置烘干条件为真空压力0.1MPa，温度80℃，烘干24h。制得扩散微粒19#。
实施例20
本发明提供一种高折射率的柔性扩散微粒，所述扩散微粒的原材料包括聚合单体；所述聚合单体为A-1、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8、A-9、A-10、A-11、A-12、A-13、A-14、A-15、A-16、A-17、A-18、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8、B-9、B-10、B-11、B-12、B-13、B-14、B-15、B-16、B-17、B-18的单体组合，其质量份数之比是5∶1∶2∶3∶5∶4∶1∶4∶3∶2∶3∶2∶3∶3∶4∶5∶5∶1∶1∶3∶3∶1∶2∶2∶3∶1∶3∶2∶2∶2∶1∶3∶3∶2∶5∶5，所述聚合单体的总质量份数是100份。
具体的，上述扩散微粒通过下述方法制备：
在室温下，将表面活性剂十二烷基硫酸铵和去离子水加入三口烧瓶中，800r/min速率下机械搅拌5min，然后加入聚合单体和偶联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯，再加入引发剂过硫酸钾，搅拌10min后混合均匀，得到稳定乳液。其中聚合单体为A-1、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8、A-9、A-10、A-11、A-12、A-13、A-14、A-15、A-16、A-17、A-18、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8、B-9、B-10、B-11、B-12、B-13、B-14、B-15、B-16、B-17、B-18多种单体混合，其质量份数之比是：5∶1∶2∶3∶5∶4∶1∶4∶3∶2∶3∶2∶3∶3∶4∶5∶5∶1∶1∶3∶3∶1∶2∶2∶3∶1∶3∶2∶2∶2∶1∶3∶3∶2∶5∶5，去离子水的量为聚合单体重量的2倍，表面活性剂的量为聚合单体重量的1.5％，偶联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯的量为聚合单体重量的5％，引发剂过硫酸钾的量为聚合单体重量的4％。然后升温至80℃，开始聚合反应，反应6h后，停止加热，冷却至室温。用2μm的水性滤纸过滤，并用去离子水洗涤3次，得到白色粉末状颗粒。将白色粉末状颗粒放在真空干燥箱内抽真空干燥，设置烘干条件为真空压力0.1MPa，温度80℃，烘干24h。制得扩散微粒20#。
对实施例1-20制备的扩散微粒、对比样EXM-8和BM30X-5的物理性能和光学性能的评价结果如下面表3所示。
表3本发明实施例及对比样EXM-8和BM30X-5提供的扩散微粒的性能测试结果
Figure BSA0000142711640000171
Figure BSA0000142711640000181
从表1和表3所示数据可以得出，本发明提供的扩散微粒通过控制表面活性剂和引发剂的添加量可有效调控制备的扩散微粒的粒径大小，添加的表面活性剂越少，引发剂量越少，越有利于制备平均粒径较大的扩散微粒。通过调控聚合单体中的乙氧基含量的高低可以有效控制制备的扩散微粒的柔韧性(形变量)，当a+b和/或m+n大于等于10的单体占比≥50％时，制备的扩散微粒的形变量在30％以上，表现出较好的柔韧性。通过调控聚合单体中含有不同苯环结构单体的比例，可以较好的调控制备的扩散微粒的折射率。扩散微粒的光学性能中的透光率、雾度和亮度主要和扩散微粒的平均粒径、折射率有关。相同粒径下的扩散微粒其折射率越高，制备的扩散膜亮度越高。
对比样品EXM-8(PMMA材质)和BM30X-5(PBMA材质)由于其结构上不具有柔性基团，表现出的柔韧性较差；同时由于结构上无苯环结构，所以折射率也较低。EXM-8和13#扩散微粒在相同的粒径条件下，由于13#扩散微粒的折射率远高于EXM-8，所以13#制备的扩散膜的亮度明显高于EXM-8制备的扩散膜的亮度。
综合以上结果，当聚合单体中a+b和/或m+n大于等于10的单体占比≥50％时，制备的扩散微粒的形变量在30％以上，表现出较好的柔韧性。本发明的实施例2、实施例5、实施例12、实施例14、实施例15、实施例17、实施例18提供的扩散微粒的柔韧性表现较高(大于或等于30％)，同时具有较高的折射率(大于或等于1.53)，由前述实施例提供的扩散微粒涂布制备的扩散膜的雾度高于91.59％，亮度高于2435，综合性能较好。其中，实施例15提供的扩散微粒的综合性能最佳。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种扩散微粒，其特征在于，所述扩散微粒由单体聚合而成，所述单体选自式Ⅰ所示结构的单体A和/或式Ⅱ所示结构的单体B中的一种或至少两种的组合；
Figure FDA0002510051580000011
其中，式Ⅰ结构中的R1为-H或-CH3，m+n＝1-30，m和n均为整数；式Ⅱ结构中R2为-H或-CH3,a+b＝1-30,a和b均为整数；
在制备扩散微粒的单体中，a+b或者m+n大于等于10的单体占比≥50％。
2.根据权利要求1所述的扩散微粒，其特征在于，所述扩散微粒的原材料还包括偶联剂，所述偶联剂的添加量为聚合单体重量的1％-10％。
3.根据权利要求2所述的扩散微粒，其特征在于，所述扩散微粒的原材料还包括引发剂，所述引发剂的添加量为聚合单体重量的1％-10％。
4.根据权利要求3所述的扩散微粒，其特征在于，所述扩散微粒的原材料还包括表面活性剂和去离子水，所述的去离子水的添加量为聚合单体重量的1-5倍；所述表面活性剂的添加量为聚合单体重量的0.1％-5％。
5.根据权利要求4所述的扩散微粒，其特征在于，所述的表面活性剂选自非离子表面活性剂、和/或阴离子表面活性剂中的一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求2所述的扩散微粒，其特征在于，所述偶联剂选自乙二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯或二丙二醇二丙烯酸酯中的一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求3所述的扩散微粒，其特征在于，所述引发剂选自偶氮类引发剂或过氧类引发剂中的一种或至少两种的组合。
8.一种根据权利要求1至7中任一项所述的扩散微粒的应用，其特征在于，所述扩散粒子涂布于光学薄膜的表面。
9.一种光学薄膜，其特征在于，所述光学薄膜的表面涂布有权利要求1至8之中任一项所述的扩散微粒。
10.一种制备权利要求1所述的扩散微粒的方法，其特征在于，所述扩散微粒通过水性乳液聚合方法制得，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将表面活性剂加入到去离子水中，通过机械搅拌得到均匀分散的乳化体系；
(2)将聚合单体和偶联剂加入到步骤(1)的均匀分散的乳化体系中，继续搅拌得到水包油的乳液；
(3)将自由基引发剂加入到步骤(2)的水包油乳液中，边搅拌边加热到反应温度，引发聚合反应，反应充分后停止反应，冷却至室温；
(4)将步骤(3)中得到的反应产物经过滤后，用纯水洗涤，然后干燥，干燥完毕后即制得扩散微粒。
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