CN110216965A - 一种超高硬度板材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高硬度板材的制备方法,该超高硬度板材的制备方法是在板材挤出生产时，使用在线覆膜技术，在板基材的表面附着功能薄膜，板基材与功能薄膜的结合方式采用粘结剂粘接，使板材具备高硬、耐磨的功能特性，板基材采用能够挤出成型的板材，功能薄膜由耐磨或高硬薄膜基材构成。采用本发明方法制备出的超高硬度板高透光，抗耐磨效果佳，表面硬度可调，最高可达6H/750g，泰伯磨耗前后雾度变化最佳可达到2％/双CS‑10F轮、500g/轮、1000圈。本发明超高硬度板材的制备方法生产工序简单，加工周期短，加工成本低，生产过程环保，对环境的污染较小，从而对操作员的身体健康危害小。

Description

一种超高硬度板材的制备方法
技术领域
本发明属于板材的制备方法技术领域，具体的说是涉及一种超高硬度板材的制备方法。
背景技术
现有技术中的普通板材由于耐磨性能不佳，所以在使用时会存在各种缺陷，所以为了提高板材的耐磨性，现有技术中常见的有以下三种处理方法：
1、涂层技术：在基材表面涂覆硅氧烷、丙烯酸类或聚氨酯类涂层，通过热固化或者紫外固化得到硬化涂层，用于提升材料的表面耐磨性能，相关专利号201020620354.3；201710003491.9。优点：涂覆硬化涂层后板材的透光率变化小，表面硬度最高可达H/750g，泰伯磨耗前后雾度变化6％～10％/双CS-10F轮、500g/轮、1000圈。缺点：工艺复杂，板材生产好后需覆膜运送至硬化生产线，需经过悬挂、淋洗、风干、板面刻蚀、淋涂、固化和覆膜包装等工序，相关设备投入较大，生产过程中使用大量有机溶剂，污染环境，影响操作人员身体健康。
2、共混改性技术：在基材中添加耐磨剂，如纳米二氧化硅等，用于提升材料的刚性，从而提升材料的耐磨性；相关专利号201611054747.0。优点：工序相对简单，原料成本较低。缺点：耐磨剂的添加导致材料的力学性能下降，尤其是韧性方面，而且对材料的透光率影响也比较大，一般只用于无透光要求的产品中，其表面硬度最高只能达到HB/750g，泰伯磨耗前后雾度变化＞20％/双CS-10F轮、500g/轮、1000圈。
3、使用耐磨原料：用耐磨原料制成耐磨的板材产品。相关专利号201680002461.X；201380057664.5。优点：直接使用耐磨原料，简单方便，表面硬度最高可达2H/750g。缺点：耐磨原料通常由国外技术垄断，采购成本较高。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种生产工序简单、生产过程环保的超高硬度板材的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种超高硬度板材的制备方法，该超高硬度板材的制备方法是在板材挤出生产时，使用在线覆膜技术，在板基材的表面附着功能薄膜，板基材与功能薄膜的结合方式采用粘结剂粘接，使板材具备高硬耐磨的功能特性，板基材采用能够挤出成型的板材，功能薄膜由耐磨或高硬薄膜基材构成。
在线覆膜技术的具体操作步骤为：首先在需要挤出的板基材表面涂覆粘结剂，也可直接使用含背胶的薄膜产品直接复合，挤出压合板基材与功能薄膜，然后经过热固化或紫外固化，得到超高硬度板材，复合方式为单面复合或双面复合。挤出步骤的挤出温度为180℃～300℃，固化步骤中热固化的固化温度为100℃～120℃，紫外固化的固化温度为20℃～28℃。
板基材为能够挤出成型的板材，板基材包含PC板、PP板或PMMA板，功能薄膜是高硬耐磨薄膜，包含PET薄膜，可根据不同要求的产品选用不同单面硬度的薄膜，PET薄膜的硬度为2B～6H不等，PET薄膜的厚度为10μm～1000μm。
采用粘结剂的特点在于粘结剂与板基材和功能薄膜都有很好的附着力，固化后不脱落，热固化温度优选120℃。对于有光学要求的产品，粘结剂为光学胶水，胶水的厚度为0.01μm～100μm，光学胶水包含日本三菱OCA光学胶，光学胶水对板材的透光率等性能不产生影响或影响很小。
本发明的有益效果是：采用本发明方法制备出的超高硬度板高透光，抗耐磨效果佳，表面硬度可调，最高可达6H/750g，泰伯磨耗前后雾度变化最佳可达到2％/双CS-10F轮各500g、1000圈。本发明超高硬度板材的制备方法生产工序简单，加工周期短，加工成本低，生产过程环保，对环境的污染较小，从而对操作员的身体健康危害小。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作详细描述。
一种超高硬度板材的制备方法，该超高硬度板材的制备方法是在板材挤出生产时，使用在线覆膜技术，在板基材的表面附着功能薄膜，板基材与功能薄膜的结合方式采用粘结剂粘接，使板材具备高硬、耐磨的功能特性，板基材采用能够挤出成型的板材，功能薄膜由耐磨或高硬薄膜基材构成。在线覆膜技术的具体操作步骤为：首先在需要挤出的板基材表面涂覆粘结剂，挤出压合板基材与功能薄膜，然后经过热固化或紫外固化，得到超高硬度板材，复合方式为单面复合或双面复合。挤出步骤挤出温度为180℃～300℃，固化步骤中热固化的固化温度为100℃～120℃，紫外固化的固化温度为20℃～28℃。
板基材为能够挤出成型的板材，包含PC板、PP板或PMMA板，功能薄膜包含PET薄膜，其具备耐磨、高硬特性，可根据不同要求的产品选用不同表面硬度的薄膜，薄膜的硬度为2B～6H不等，薄膜的厚度为10μm～1000μm。采用粘结剂的特点在于粘结剂与板基材和功能薄膜都有很好的附着力，固化后不脱落，热固化温度优选120℃。对于有光学要求的产品，粘结剂为光学胶水，光学胶水的厚度为0.01μm～100μm，光学胶水包含日本三菱OCA光学胶，光学胶水对板材的透光率等性能不产生影响或影响很小。
本发明中板基材与功能薄膜的覆合使用在线覆膜机，可根据实际需求选择双面复合或者单面复合，若板基材与功能薄膜的附着力比较差可通过其他方式处理表面后再进行复合。
实施例1：用沙比克0703R聚碳酸酯树脂挤出生产板材，挤出温度280℃～300℃，板材厚度5mm，板材透光率大于90％。选用加硬的PET薄膜作为功能膜，PET薄膜的表面硬度4H，透光率大于90％，厚度50μm。选用日本三菱OCA光学胶作为粘结剂，粘接层厚度10μm，常温固化。制得产品硬化板1的性能与纯PC对比参见表1：
表1：复合板1与纯PC性能对比
性能指标 纯PC 硬化板1
厚度 5mm 5mm
透光率 91.2％ 88.2％
雾度 0.02％ 0.10％
缺口冲击强度 12.3KJ/m<sup>2</sup> 14.3KJ/m<sup>2</sup>
拉伸强度 61.5MPa 65.8MPa
表面硬度(750g) 2B 4H
泰伯磨耗雾度变化 36.5％ 3.8％
80℃水煮30min -- 未见脱落
由表1中的对比结果可知，采用本发明方法制备的硬化板产品，其表面耐磨性能明显提升，光学性能略有下降，但幅度较小，力学性能也有少许提升。
实施例2：用三菱VH5亚克力挤出生产板材，挤出温度180℃～200℃，板材厚度3mm，板材透光率大于92％。选用加硬的PET薄膜作为功能膜，PET薄膜的表面硬度4H，透光率大于90％，厚度50μm，该薄膜带背胶，胶水厚度10μm常温固化，制得产品硬化板2的性能与纯PMMA对比参见表2：
表2：复合板2与纯PMMA性能对比
性能指标 纯PMMA 硬化板2
厚度 3mm 3mm
透光率 92.6％ 90.2％
雾度 0.20％ 0.34％
缺口冲击强度 1.3KJ/m<sup>2</sup> 4.3KJ/m<sup>2</sup>
拉伸强度 60.5MPa 61.2MPa
表面硬度(750g) 1H 4H
泰伯磨耗雾度变化 20.5％ 3.2％
80℃水煮30min -- 未见脱落
由表2中的对比结果可知，采用本发明方法制备的硬化板产品，其表面耐磨性能明显提升，光学性能略有下降，但幅度较小，力学性能也有少许提升。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种超高硬度板材的制备方法，其特征在于：所述超高硬度板材的制备方法是在板材挤出生产时，使用在线覆膜技术，在板基材的表面附着功能薄膜，板基材与功能薄膜的结合方式采用粘结剂粘接，所述板基材采用能够挤出成型的板材，所述功能薄膜由耐磨或高硬薄膜基材构成。
2.根据权利要求1所述的一种超高硬度板材的制备方法，其特征在于：所述在线覆膜技术的具体操作步骤为：首先在需要挤出的板基材表面涂覆粘结剂或者使用自带背胶的功能薄膜，挤出压合板基材与功能薄膜，然后经过常温固化、热固化或紫外固化，得到超高硬度板材，复合方式为单面复合或双面复合。
3.根据权利要求2所述的一种超高硬度板材的制备方法，其特征在于：挤出步骤的挤出温度为180℃～300℃，固化步骤中热固化的固化温度为50℃～150℃，紫外固化的固化温度为10℃～50℃。
4.根据权利要求1或2所述的一种超高硬度板材的制备方法，其特征在于：所述板基材为能够挤出成型的板材，包含PC板、PP板或PMMA板。
5.根据权利要求1或2所述的一种超高硬度板材的制备方法，其特征在于：所述功能薄膜是高硬耐磨薄膜，包含PET薄膜。
6. 根据权利要求5所述的一种超高硬度板材的制备方法，其特征在于：所述高硬耐磨薄膜的硬度为2B～6H，PET薄膜的厚度为 10μm～1000μm。
7.根据权利要求1或2所述的一种超高硬度板材的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为胶水，胶水能够在线涂覆或者预先涂覆于薄膜的背面，胶水属于薄膜产品一部分，胶水的厚度为0.01μm～100μm。
8.根据权利要求7所述的一种超高硬度板材的制备方法，其特征在于：所述胶水与基材和薄膜都有很好的附着力，对于有光学要求的产品需使用光学胶，如日本三菱OCA光学胶。
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