CN111826079A - 一种硬化液、柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜、柔性高硬度高耐磨盖板及其制备方法 - Google Patents

一种硬化液、柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜、柔性高硬度高耐磨盖板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硬化液、柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜、柔性高硬度高耐磨盖板及其制备方法，所述硬化液，包括如下组分：10～50重量份的高硬度高耐磨树脂、10～30重量份的柔性单体、5～40重量份的高硬度高耐磨填料、0.05～4重量份的分散剂、0.5～2.5重量份的光引发剂、30～80重量份的有机溶剂以及0.1～1重量份的防污流平剂。本发明柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜具有高拉伸、高硬度、高耐磨、高水接高爽滑防污的特点，通过添加柔性单体可以提升拉伸率，通过添加高硬度高耐磨填料可以进一步提高硬度和耐磨耗性能，通过添加全氟聚醚助剂可以提高爽滑度水接触角和防污性能。

Description

一种硬化液、柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜、柔性高硬度高耐 磨盖板及其制备方法
技术领域
本发明涉及柔性显示技术领域，具体涉及一种硬化液、柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜、柔性高硬度高耐磨盖板及其制备方法。
背景技术
柔性显示技术逐步兴起，可折叠正在从概念转变为实际，三星和华为相继发布可折叠手机，在可折叠显示器件中，原来的传统材料已经不再适合，尤其是前盖板。传统平面显示设备中，盖板一般为玻璃或高硬度塑料，但玻璃非常脆，玻璃厂商也尝试将玻璃做的很薄以实现可弯折，但难度非常高；传统高硬度塑料一般为PET薄膜上面涂布高硬度硬化膜，可以实现弯折，但折痕非常明显，且PET硬度远远低于玻璃。那么，开发一种既具有高硬度又可折叠性能的技术的需求就尤为迫切。
目前此类产品主要两种技术路线，一是超薄玻璃路线，将玻璃厚度降低到30μm左右，实现可弯折，但因为非常易碎需要与塑料材料复合使用，并没有从根本上解决折痕和塑料感问题。二是硬化膜路线，CPI等高硬度透明薄膜为基膜涂布加硬涂层后实现高硬度可弯折，目前此种方案硬度仅能达到4H，且随着弯折半径减小，一般高硬度配方已经无法满足要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服目前市面上CPI硬化膜硬度仅能达到4H，且柔韧性不足，拉伸率仅能做到1.5％的技术缺陷，提供一种硬化液、柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜、柔性高硬度高耐磨盖板及其制备方法。本发明柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜硬度可以达到5H，拉伸率≥2.5％，且兼备高耐磨，高防污性能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种硬化液，包括如下组分：10～50重量份的高硬度高耐磨树脂、10～30重量份的柔性单体、5～40重量份的高硬度高耐磨填料、0.05～4重量份的分散剂、0.5～2.5重量份的光引发剂、30～80重量份的有机溶剂以及0.1～1重量份的防污流平剂。
优选地，所述高硬度高耐磨树脂为聚氨酯丙烯酸酯类化合物。
更优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯类化合物的官能度为3～30。
优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯类化合物的分子量为800～5000。
优选地，所述高硬度高耐磨树脂为惠之星树脂R0417。
优选地，所述柔性单体为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯单体。
更优选地，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯单体的官能度为2～4。
优选地，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯单体的分子量＞1000。
更优选地，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯单体的分子量为1000～5000。
优选地，所述柔性单体为惠之星单体R0256。
优选地，所述高硬度高耐磨填料为氧化硅、倍半硅氧烷、氧化铝、氧化锌中的任意一种或几种。
优选地，所述高硬度高耐磨填料颗粒表面接枝有含双键官能团。
更优选地，所述含双键官能团包括丙烯酸酯键或碳碳双键。
优选地，所述高硬度高耐磨填料颗粒粒径为1～500nm。
优选地，所述高硬度高耐磨填料为氧化铝A259或倍半硅氧烷A237。
优选地，所述分散剂为羧酸盐、聚氨酯、聚酰胺或丙烯酸嵌段共聚物。
优选地，所述分散剂为分散剂4010。
优选地，所述光引发剂为184光引发剂、TPO光引发剂、2959光引发剂、819光引发剂、127光引发剂中的任意一种或几种。
优选地，所述有机溶剂包括乙酸乙酯、丁酮、丙酮、甲基异丁酮、丙二醇甲醚中的任意一种或几种。
优选地，所述防污流平剂为全氟聚醚类流平剂。
优选地，所述防污流平剂为流平剂A088。
一种柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤S001，选取合适的基材；
步骤S002，制备如上所述的硬化液；将所述高硬度高耐磨树脂、柔性单体、高硬度高耐磨填料、分散剂、光引发剂、有机溶剂和防污流平剂混合，搅拌均匀制备所述硬化液；
步骤S003，涂布所述硬化液，形成硬化层；将所述硬化液通过涂布的方式涂布在所述基材上，烘干，经UV固化后形成低水接高折射率层，得柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜。
优选地，所述步骤S001中，所述基材为CPI。
优选地，所述步骤S001中，所述基材的厚度为80μm。
优选地，所述步骤S002中，取15～40重量份的所述有机溶剂，再加入10～50重量份的所述高耐磨高硬度树脂和10～30重量份的所述柔性单体搅拌均匀，然后加入0.5～2.5重量份所述光引发剂搅拌均匀后得到组分A；取15～40重量份的所述有机溶剂，再加入0.5～4重量份所述分散剂搅拌均匀，然后加入5～40重量份的所述高硬度高耐磨填料高速搅拌或研磨均匀后得到组分B；将所述组分B加入所述组分A中混合，搅拌均匀，最后再加入0.1～1重量份所述防污流平剂搅拌均匀制成所述柔性高硬度高耐磨硬化液。
优选地，所述步骤S002中，所述组分A搅拌速度≥300rpm，时间≥30min；所述组分B高速搅拌或研磨的转速≥1000rpm，时间≥20min，研磨介质为锆珠或钢珠，搅拌或研磨过程中温度保持在23±3℃；所述组分B加入所述组分A中混合时的搅拌转速≥300rpm，时间≥30min。
更优选地，所述步骤S002中，所述组分A搅拌速度为300～4000rpm，时间为30～120min；所述组分B高速搅拌或研磨的转速1000～4000rpm，时间为20～120min；所述组分B加入所述组分A中混合时的搅拌转速300～4000rpm，时间为30～120min。
优选地，所述步骤S003中，所述涂布方式包括微凹涂布、狭缝涂布、刮刀涂布中的任意一种。
优选地，所述步骤S003中所述烘干的温度为80℃，时间为2min。
优选地，所述步骤S003中，所述UV固化过程在氧气氛围下进行，氧浓度≤500ppm。
优选地，所述步骤S003中，UV固化能量为200～2000mJ/cm2。
一种柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜，采用如上所述的一种柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜的制备方法制备得到。
一种柔性高硬度高耐磨盖板，包括如下步骤：
步骤S004，对如上所述的一种柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜印刷油墨边框及模切；在所述基材非硬化面印刷油墨边框，后切割成盖板形状，得柔性高硬度高耐磨盖板。
优选地，所述步骤S004中，用刀模或者激光切割成盖板形状。
一种柔性高硬度高耐磨盖板，采用如上所述的一种柔性高硬度高耐磨盖板的制备方法制备得到。
本发明提供了一种柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜，克服了现有盖板硬化膜弯折开裂、磨擦后有划痕及爽滑性不佳的问题。本发明柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜具有高硬度、高耐磨、防污和高拉伸性能，通过添加高硬度高耐磨填料可以进一步提升硬度和耐磨，通过添加柔性单体可以提升柔韧性即拉伸性，通过添加氟助剂可以实现防污爽滑效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜具有高拉伸、高硬度、高耐磨、高水接高爽滑防污的特点，通过添加柔性单体可以提升拉伸率，通过添加高硬度高耐磨填料可以进一步提高硬度和耐磨耗性能，通过添加全氟聚醚助剂可以提高爽滑度水接触角和防污性能；本发明硬化液涂布在高硬度透明基材上面固化后形成硬化膜，在该硬化膜上面印刷边框并模切后得到柔性高硬度高耐磨盖板；
(2)本发明硬化液易于配制，工艺简单，盖板硬化膜制备效果好，适合大批量生产；比现有盖板硬化膜硬度高耐磨好且实现同时内弯外弯。
附图说明
图1为本发明实施例1柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜及柔性高硬度高耐磨盖板的制备流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的内容，下面结合具体实施例和附图作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于对本发明进一步说明，而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明所述的内容后，该领域的技术人员对本发明作出一些非本质的改动或调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
称量20重量份惠之星树脂R0417，加入丁酮25重量份，500rpm转速搅拌30min，搅拌均匀后加入10重量份惠之星单体R0256，1.5重量份光引发剂184，500rpm转速搅拌30min搅拌均匀，得到组分A；称量甲基异丁酮25重量份，加入2重量份分散剂4010，2000rpm转速搅拌20min，称量氧化铝A259共20重量份，缓缓加入甲基异丁酮和分散剂混合物中，边搅拌边加入，2000rpm转速搅拌60min，搅拌过程中保持搅拌缸温度23±3℃，得到组分B；将组分B缓缓加入组分A中，在500rpm转速下边搅拌边加入；最后称量0.3重量份流平剂A088加入上述溶液中，500rpm转速下搅拌40min搅拌均匀。
将上述硬化液用18#线棒涂布于80μmCPI基材，在80℃烘箱中烘烤2min，取出放置在UV固化机上进行固化，UV能量400mJ/cm2，氧气浓度100ppm，固化后得柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜，测试性能。
实施例2
称量20重量份惠之星树脂R0417，加入丁酮25重量份，500rpm转速搅拌30min，搅拌均匀后加入10重量份惠之星单体R0256，1.5重量份光引发剂184，500rpm转速搅拌30min搅拌均匀，得到组分A；称量甲基异丁酮25重量份，加入1重量份分散剂4010，2000rpm搅拌20min搅拌均匀，称量倍半硅氧烷A237共10重量份，缓缓加入甲基异丁酮和分散剂混合物中，边搅拌边加入，2000rpm转速搅拌60min，搅拌过程中搅拌缸温度保持在23±3℃，得到组分B；将组分B缓缓加入组分A中，在500rpm转速下边搅拌边加入；最后称量0.3重量份流平剂A088加入上述溶液中，500rpm转速下搅拌40min搅拌均匀。
将上述硬化液用18#线棒涂布于80μmCPI基材，在80℃烘箱中烘烤2min，取出放置在UV固化机上进行固化，UV能量400mJ/cm2，氧气浓度100ppm，固化后得柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜，测试性能。
实施例3
称量20重量份惠之星树脂R0417，加入丁酮25重量份，500rpm转速搅拌30min，搅拌均匀后加入20重量份惠之星单体R0256，2重量份光引发剂184，500rpm转速搅拌30min搅拌均匀，得到组分A；称量甲基异丁酮25重量份，加入1.5重量份分散剂4010，2000rpm转速下搅拌20min搅拌均匀，称量倍半硅氧烷A237共15重量份，缓缓加入甲基异丁酮和分散剂混合物中，边搅拌边加入，2000rpm转速搅拌60min，搅拌过程中保持搅拌缸温度23±3℃，得到组分B；将组分B缓缓加入组分A中，500rpm转速下边搅拌边加入；最后称量0.3重量份流平剂A088加入上述溶液中，500rpm搅拌40min搅拌均匀。
将上述硬化液用18#线棒涂布于80μmCPI基材，在80℃烘箱中烘烤2min，取出放置在UV固化机上进行固化，UV能量400mJ/cm2，氧气浓度100ppm，固化后得柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜，测试性能。
对比例1
称量20重量份惠之星树脂R0417，加入丁酮25重量份，500rpm转速搅拌30min，搅拌均匀后加入1重量份光引发剂184，500rpm转速搅拌30min搅拌均匀，得到组分A；称量甲基异丁酮25重量份，加入2重量份分散剂4010，2000rpm转速搅拌20min搅拌均匀，称量氧化铝A259共20重量份，缓缓加入甲基异丁酮和分散剂混合物中，边搅拌边加入，2000rpm转速搅拌60min，搅拌过程中保持搅拌缸温度23±3℃，得到组分B；将组分B缓缓加入组分A中，500rpm转速下边搅拌边加入；最后称量0.3重量份流平剂A088加入，500rpm转速搅拌40min搅拌均匀。
将上述硬化液用18#线棒涂布于80μmCPI基材，在80℃烘箱中烘烤2min，取出放置在UV固化机上进行固化，UV能量400mJ/cm2，氧气浓度100ppm，固化后得盖板硬化膜，测试性能。
对比例2
称量20重量份惠之星树脂R0417，加入丁酮25重量份，500rpm转速搅拌30min，搅拌均匀后加入1重量份光引发剂184，500rpm转速搅拌30min搅拌均匀，得到组分A；称量甲基异丁酮25重量份，加入1重量份分散剂4010，2000rpm转速搅拌20min搅拌均匀，称量倍半硅氧烷A237共10重量份，缓缓加入甲基异丁酮和分散剂混合物中，边搅拌边加入，2000rpm转速转速搅拌60min，搅拌过程中保持搅拌缸温度23±3℃，得到组分B；将组分B缓缓加入组分A中，500rpm转速下边搅拌边加入；最后称量0.3重量份流平剂A088加入，500rpm转速搅拌40min搅拌均匀。
将上述硬化液用18#线棒涂布于80μmCPI基材，在80℃烘箱中烘烤2min，取出放置在UV固化机上进行固化，UV能量400mJ/cm2，氧气浓度100ppm，固化后得盖板硬化膜，测试性能。
对比例3
称量20重量份惠之星树脂R0417，加入丁酮25重量份，500rpm转速搅拌30min，搅拌均匀后加入10重量份惠之星单体R0256，1.5重量份光引发剂184，500rpm转速搅拌30min搅拌均匀，得到组分A；称量甲基异丁酮25重量份，加入组分A中；最后称量0.3重量份流平剂A088加入，500rpm转速搅拌40min搅拌均匀。
将上述硬化液用18#线棒涂布于80μmCPI基材，在80℃烘箱中烘烤2min，取出放置在UV固化机上进行固化，UV能量400mJ/cm2，氧气浓度100ppm，固化后得盖板硬化膜，测试性能。
对比例4
称量20重量份惠之星树脂R0417，加入丁酮25重量份，500rpm转速搅拌30min，搅拌均匀后加入10重量份惠之星单体R0256，1.5重量份光引发剂184，500rpm转速搅拌30min搅拌均匀，得到组分A；称量甲基异丁酮25重量份，加入1重量份分散剂4010，2000rpm转速搅拌20min搅拌均匀，称量倍半硅氧烷A237共10重量份，缓缓加入甲基异丁酮和分散剂混合物中，边搅拌边加入，2000rpm转速搅拌60min，搅拌过程中保持搅拌缸温度23±3℃，得到组分B；将组分B缓缓加入组分A中，500rpm转速下边搅拌边加入；最后称量0.3重量份流平剂A068加入，500rpm转速搅拌40min搅拌均匀。
将上述硬化液用18#线棒涂布于80μmCPI基材，在80℃烘箱中烘烤2min，取出放置在UV固化机上进行固化，UV能量400mJ/cm2，氧气浓度100ppm，固化后得盖板硬化膜，测试性能。
对实施例1～3及对比例1～4制得的盖板硬化膜印刷油墨边框及模切；在所述基材非硬化面印刷油墨边框，后用刀模或者激光切割成盖板形状，得盖板。
效果实施例
实施例1～3及对比例1～4制备得到的盖板硬化膜的性能测试结果如表1所示。
表1实施例1～3及对比例1～4制备得到的盖板硬化膜的性能测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
拉伸率 2.5％ 2.5％ 3.0％ 1.5％ 1.5％ 2.9％ 2.5％
硬度 5H 5H 4H 5H 5H 3H 5H
水接触角 110° 110° 110° 110° 110° 110° 102°
耐磨 4000次 4000次 4000次 4000次 4000次 2000次 4000次
摩擦系数 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.25
通过表1可知：本发明通过添加柔性单体能够提升盖板硬化膜的拉伸性能；通过添加高硬度高耐磨填料能够进一步提升盖板硬化膜的硬度和耐磨性能；通过添加全氟聚醚助剂可以提高爽滑度水接触角和防污性能。
上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种硬化液，其特征在于，包括如下组分：10～50重量份的高硬度高耐磨树脂、10～30重量份的柔性单体、5～40重量份的高硬度高耐磨填料、0.05～4重量份的分散剂、0.5～2.5重量份的光引发剂、30～80重量份的有机溶剂以及0.1～1重量份的防污流平剂。
2.如权利要求1所述的一种硬化液，其特征在于，所述高硬度高耐磨树脂为聚氨酯丙烯酸酯类化合物，官能度为3～30，分子量为800～5000。
3.如权利要求1所述的一种硬化液，其特征在于，所述柔性单体为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯单体，官能度2～4，分子量＞1000。
4.如权利要求1所述的一种硬化液，其特征在于，所述高硬度高耐磨填料为氧化硅、倍半硅氧烷、氧化铝、氧化锌中的任意一种或几种；所述高硬度高耐磨填料颗粒表面接枝有含双键官能团，所述含双键官能团包括丙烯酸酯键或碳碳双键；所述高硬度高耐磨填料颗粒粒径为1～500nm。
5.如权利要求1所述的一种硬化液，其特征在于，所述分散剂为羧酸盐、聚氨酯、聚酰胺或丙烯酸嵌段共聚物；所述光引发剂为184光引发剂、TPO光引发剂、2959光引发剂、819光引发剂、127光引发剂中的任意一种或几种；所述有机溶剂包括乙酸乙酯、丁酮、丙酮、甲基异丁酮、丙二醇甲醚中的任意一种或几种；所述防污流平剂为全氟聚醚类流平剂。
6.一种柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S001，选取合适的基材；
步骤S002，制备如权利要求1～5任意一项所述的一种硬化液；将所述高硬度高耐磨树脂、柔性单体、高硬度高耐磨填料、分散剂、光引发剂、有机溶剂和防污流平剂混合，搅拌均匀制备所述硬化液；
步骤S003，涂布所述硬化液，形成硬化层；将所述硬化液通过涂布的方式涂布在所述基材上，烘干，经UV固化后形成低水接高折射率层，得柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜。
7.如权利要求6所述的一种柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S002中，取15～40重量份的所述有机溶剂，再加入10～50重量份的所述高耐磨高硬度树脂和10～30重量份的所述柔性单体搅拌均匀，然后加入0.5～2.5重量份所述光引发剂搅拌均匀后得到组分A；取15～40重量份的所述有机溶剂，再加入0.5～4重量份所述分散剂搅拌均匀，然后加入5～40重量份的所述高硬度高耐磨填料高速搅拌或研磨均匀后得到组分B；将所述组分B加入所述组分A中混合，搅拌均匀，最后再加入0.1～1重量份所述防污流平剂搅拌均匀制成所述硬化液。
8.一种柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜，其特征在于，采用如权利要求6所述的一种柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜的制备方法制备得到。
9.一种柔性高硬度高耐磨盖板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S004，对如权利要求8所述的一种柔性高硬度高耐磨盖板硬化膜印刷油墨边框及模切；在所述基材非硬化面印刷油墨边框，后切割成盖板形状，得柔性高硬度高耐磨盖板。
10.一种柔性高硬度高耐磨盖板，其特征在于，采用如权利要求9所述的一种柔性高硬度高耐磨盖板的制备方法制备得到。
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