CN112210308B - 一种多层结构的光固化曲面保护贴及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多层结构的光固化曲面保护贴及其制备方法，该光固化曲面保护贴包括从下至上依次设置的第一保护膜、硅胶层、第一塑膜层、胶黏剂层、第二塑膜层、主体功能层、第三塑膜层、表面功能层和第二保护膜；所述主体功能层含有热固性丙烯酸树脂和异氰酸酯固化剂，所述胶黏剂层含有丙烯酸胶黏剂和异氰酸酯固化剂，通过调节所述异氰酸酯固化剂的用量使所述主体功能层和所述胶黏剂层的收缩率分别在0.2％‑15％范围内和0.1％‑10％范围内可调节控制。本发明的光固化曲面保护贴的曲率可控，可制备成任意角度膜，与大弧度的曲面屏实现牢固贴合，进而有效保护曲面屏，同时还具有较好的耐磨性，防刮效果好，具有良好的透明度，并且耐温性良好，结构稳定。

Description

一种多层结构的光固化曲面保护贴及其制备方法
技术领域
本发明涉及保护膜技术领域，更具体地说，涉及一种多层结构的光固化曲面保护贴及其制备方法。
背景技术
随着显示屏技术的不断革新，曲面屏已经开始进入人们的视野，曲面屏的特色就是弯折角度根据实际应用设计。然而，曲面屏目前没有过硬的保护措施，屏幕很容易损伤，传统的钢化膜很难拥有超过80％的曲率，另外传统的树脂保护膜采用的是先热弯成弧面，再与手机屏幕贴合，没有办法做到在生产过程中柔软易定型以及在使用过程中受热不变形，且不够坚硬，无法发挥保护作用，而且由于传统保护贴为了实现改变形状匹配曲面屏的目的，一般都是选用的热塑性树脂，此类树脂再次受热时仍会变形，进而导致定型效果不好，在面对超大弯折角度的曲面屏时，不可避免的会产生翘边回弹等问题，产生回弹的原因是多层复合的保护贴复合产生较大的杨氏模量导致了翘边。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多层结构的光固化曲面保护贴及其制备方法，解决了现有技术中曲面屏用的保护膜贴合度差、容易产生翘边回弹等的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种多层结构的光固化曲面保护贴包括从下至上依次设置的第一保护膜、硅胶层、第一塑膜层、胶黏剂层、第二塑膜层、主体功能层、第三塑膜层、表面功能层和第二保护膜；所述主体功能层含有热固性丙烯酸树脂和异氰酸酯固化剂，所述胶黏剂层含有丙烯酸胶黏剂和异氰酸酯固化剂，通过调节所述异氰酸酯固化剂的用量使所述主体功能层和所述胶黏剂层的收缩率分别在0.2％-15％范围内和0.1％-10％范围内可调节控制。其中，所述第一保护膜的剥离强度为0.1-1.2N/m，优选0.3-0.9N/m；所述第二保护膜的剥离强度为0.5-6N/m，优选1-3.5N/m。第一保护膜为硅胶保护膜，第二保护膜为丙烯酸保护膜，如PET、PI、PC、PMMA、TAC、SRF、COPk等。第一塑膜层、第二塑膜层、第三塑膜层为PET、PI、PC、PMMA、TAC、SRF、COPk中的至少一种制成的，优选为PET膜层。
在本发明的多层结构的光固化曲面保护贴中，所述主体功能层中的异氰酸酯固化剂的质量占所述热固性丙烯酸树脂的质量的5％-60％，所述胶黏剂层中的异氰酸酯固化剂的质量占所述丙烯酸胶黏剂的质量的0.1％-10％。在该范围内调节异氰酸酯固化剂的用量可以有效控制主体功能层和胶黏剂层中收缩率，其中异氰酸酯固化剂的用量越大，收缩率越大。
其中，所述热固性丙烯酸树脂的羟值为20-200mgKOH/g，其中mgKOH/g是酸度值单位，指中和1克油脂中游离脂肪酸所需的氢氧化钾毫克数(mgKOH/g)；所述异氰酸酯固化剂中的氰基与所述热固性丙烯酸树脂中的羟基反应在30℃～170℃起始反应，避免起泡。主体功能层还可以进一步含有消泡剂、流平剂、增稠剂，所述消泡剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的0.01％-5％，所述流平剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的0.05％-8％，所述增稠剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的0.2％-5.5％。消泡剂包括但不限于乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的至少一种；流平剂包括但不限于有机硅型、丙烯酸酯型、氟改性的丙烯酸树脂型等等，例如硅油、有机改性聚硅氧烷丙烯酸型流平剂，如摩能化工的1073、1074等产品；增稠剂包括但不限于羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、聚氨酯中的至少一种。所述热固性丙烯酸树脂的固化方式可以采用热固化、UV固化、红外固化、电子束固化方式中的一种或几种。
在本发明的多层结构的光固化曲面保护贴中，所述硅胶层含有聚二甲基硅氧烷、铂催化剂和硅烷偶联剂，其中硅烷偶联剂例如可以是常用的KH-550、KH-560、KH-570、A-15、A-171等，也可以是缩聚型双组分硅橡胶(RTV-2)交联剂，优选采用缩聚型双组分硅橡胶(RTV-2)交联剂。
在本发明的多层结构的光固化曲面保护贴中，所述铂催化剂的质量占所述聚二甲基硅氧烷的质量的0.01％-5％，所述硅烷偶联剂的质量占所述聚二甲基硅氧烷的质量的0.05-8％。
在本发明的多层结构的光固化曲面保护贴中，所述硅胶层的收缩率范围在0.1％-9％。
硅胶层不仅对AF屏的粘合效果好，重复贴不影响粘性，而且利用硅胶层的较小收缩率，可以抵消一部分主体功能层的收缩，进而可以更好地控制主体功能层和胶黏剂层的收缩率的范围。
在本发明的多层结构的光固化曲面保护贴中，所述表面功能层包括由丙烯酸树脂构成的硬化层或由聚氨酯树脂构成的表面功能层。
在本发明的多层结构的光固化曲面保护贴中，所述主体功能层的厚度为15-300μm，例如15μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、70μm、90μm、120μm、150μm、200μm、230μm、300μm，优选50-90μm；所述表面功能层的厚度为2-30μm，例如2μm、5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、20μm、23μm、30μm，优选3-15μm；所述硅胶层的厚度为5-120μm，例如5μm、8μm、10μm、15μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、70μm、90μm、120μm，优选5-25μm；所述胶黏剂层的厚度为5-125μm，例如5μm、8μm、10μm、15μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、70μm、100μm、125μm优选10-50μm；所述第一塑膜层的厚度为5-50μm，优选5-25μm；所述第二塑膜层的厚度为5-75μm，优选10-50μm；所述第三塑膜层的厚度为5-200μm，优选25-150μm；所述第一保护膜的厚度为25-150μm；所述第二保护膜的厚度为25-150μm，优选50-75μm。
本发明还提供了上述的光固化曲面保护贴的制备方法，包括：
S1、调整第一塑膜层、第二塑膜层与第三塑膜层的张应力的大小；
S2、将表面功能层涂在第三塑膜层的一侧表面，将第二保护膜覆在表面功能层的表面并固化；
S3、将主体功能层涂在第三塑膜层的另一侧表面，将第二塑膜层覆在主体功能层背离第三塑膜层的表面，将硅胶层涂在第一塑膜层的一侧表面，将胶黏剂层涂在第一塑膜层的另一侧表面，将第一保护膜覆在硅胶层的表面；
S4、调整主体功能层、硅胶层和胶黏剂层的保温温度和保温时间以使主体功能层、硅胶层和胶黏剂层熟化；
S5、将第二塑膜层背离主体功能层的一侧覆在胶黏剂层的表面，得到确定曲率的光固化曲面保护贴。
其中，曲率是指去掉第一保护膜和第二保护膜后沿膜材长度方向的曲率。
在本发明的制备方法中，在步骤S1中，第一塑膜层的张应力>第二塑膜层的张应力>第三塑膜层的张应力，通过调整张应力差，可以使产品产生更好的收缩效果；其中，第一塑膜层与第二塑膜层的张应力差为20-500N，第二塑膜层与第三塑膜层的张应力差为20-500N。其中，张力，物理学名词。物体受到拉力作用时，存在于其内部而垂直于两邻部分接触面上的相互牵引力。例如，某绳AB可以看成是AC和CB两段组成，其中C为绳AB中的任一横截面，AC段和CB段的相互作用力就是张力。在绳的截面上单位面积所受的张力称为张应力。
在本发明的制备方法中，在步骤S4中，使主体功能层、硅胶层和胶黏剂层在40℃-60℃保温12-72小时的范围内调整熟化。熟化时主体功能层和胶黏剂层中的活性基团发生反应，形成更加致密的网络结构，交联度上升，收缩率增加。
本发明的制备方法通过调整生产过程中第一塑膜层、第二塑膜层与第三塑膜层的张应力大小以及贴合胶黏剂层和硅胶层后的熟化方式，在生产结束后产生应力的释放，进而得到确定曲率(去掉上下保护膜后沿膜材长度方向)的保护贴。
实施本发明的多层结构的光固化曲面保护贴及其制备方法，具有以下有益效果：本发明的光固化曲面保护贴沿长度方向的曲率可控，可制备成任意角度膜，与大弧度的曲面屏实现牢固贴合，进而有效保护曲面屏，同时还具有较好的耐磨性，防刮效果好，具有良好的透明度，并且耐温性良好，结构稳定。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的多层结构的光固化曲面保护贴及其制备方法作进一步说明：
实施例1
在本实施例中，多层结构的光固化曲面保护贴的结构从下至上依次包括第一保护膜、硅胶层、第一塑膜层、胶黏剂层、第二塑膜层、主体功能层、第三塑膜层、表面功能层和第二保护膜。
制备工艺：调整第一塑膜层、第二塑膜层与第三塑膜层的张应力的大小(参见表1)；将表面功能层涂在第三塑膜层的一侧表面，将第二保护膜覆在表面功能层的表面并固化；将主体功能层涂在第三塑膜层的另一侧表面，将第二塑膜层覆在主体功能层背离第三塑膜层的表面，将硅胶层涂在第一塑膜层的一侧表面，将胶黏剂层涂在第一塑膜层的另一侧表面，将第一保护膜覆在硅胶层的表面；然后使涂后的主体功能层、硅胶层和胶黏剂层在50℃保温36小时进行熟化；熟化后将第二塑膜层背离主体功能层的一侧覆在胶黏剂层的表面，得到确定曲率的光固化曲面保护贴。其中，每层膜的厚度、在110℃条件下的收缩率和制备过程中的张应力(相对值)参见表1。
其中，胶黏剂层含有丙烯酸胶黏剂和异氰酸酯固化剂，异氰酸酯固化剂的质量占丙烯酸胶黏剂的质量的5％。硅胶层含有聚二甲基硅氧烷、铂催化剂和硅烷偶联剂，硅烷偶联剂采用缩聚型双组分硅橡胶(RTV-2)交联剂，其中铂催化剂的质量占聚二甲基硅氧烷的质量的2％，硅烷偶联剂的质量占聚二甲基硅氧烷的质量的4％。主体功能层含有热固性丙烯酸树脂、异氰酸酯固化剂、乳化硅油消泡剂、摩能化工的1073流平剂、甲基羟乙基纤维素增稠剂。异氰酸酯固化剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的25％；消泡剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的1％；流平剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的0.8％；增稠剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的1.2％。热固性丙烯酸树脂的羟值为60mgKOH/g。主体功能层的透光率≥92％。表面功能层包括由丙烯酸树脂构成的硬化层。第一保护膜的剥离强度为0.5N/m；第二保护膜的剥离强度为1.5N/m。第一塑膜层、第二塑膜层、第三塑膜层、第一保护膜、第二保护膜是由PET制成的。
表1：每层膜的厚度、在110℃条件下的收缩率和生产过程中的张应力值，O代表无数据
Figure GDA0003679594870000071
依据上述配比可制备沿长度方向往硅胶层收缩的曲率为0.02±0.001的膜材，按一定方向模切得到多层结构的光固化曲面保护贴。对得到的多层结构的光固化曲面保护贴进行热循环测试观察弧边回弹情况，热循环测试条件：-20-90℃，变温速率10℃/min，测试时间为72h；并测试回弹对保护贴的贴合牢固性的影响。结果表明，得到的多层结构的光固化曲面保护贴均与超大弯折角度曲面屏贴合牢固，且无回弹，具有良好的性能。
实施例2
在本实施例中，多层结构的光固化曲面保护贴的结构从下至上依次包括第一保护膜、硅胶层、第一塑膜层、胶黏剂层、第二塑膜层、主体功能层、第三塑膜层、表面功能层和第二保护膜。
制备工艺：调整第一塑膜层、第二塑膜层与第三塑膜层的张应力的大小(参见表2)；将表面功能层涂在第三塑膜层的一侧表面，将第二保护膜覆在表面功能层的表面并固化；将主体功能层涂在第三塑膜层的另一侧表面，将第二塑膜层覆在主体功能层背离第三塑膜层的表面，将硅胶层涂在第一塑膜层的一侧表面，将胶黏剂层涂在第一塑膜层的另一侧表面，将第一保护膜覆在硅胶层的表面；然后使涂后的主体功能层、硅胶层和胶黏剂层在40℃保温72小时进行熟化；熟化后将第二塑膜层背离主体功能层的一侧覆在胶黏剂层的表面，得到确定曲率的光固化曲面保护贴。其中，每层膜的厚度、在110℃条件下的收缩率和制备过程中的张应力(相对值)参见表2。
其中，胶黏剂层含有丙烯酸胶黏剂和异氰酸酯固化剂，异氰酸酯固化剂的质量占丙烯酸胶黏剂的质量的0.1％。硅胶层含有聚二甲基硅氧烷、铂催化剂和硅烷偶联剂，硅烷偶联剂采用缩聚型双组分硅橡胶(RTV-2)交联剂，其中铂催化剂的质量占聚二甲基硅氧烷的质量的0.01％，硅烷偶联剂的质量占聚二甲基硅氧烷的质量的0.05％。主体功能层含有热固性丙烯酸树脂、异氰酸酯固化剂、乳化硅油消泡剂、摩能化工的1073流平剂、甲基羟乙基纤维素增稠剂。异氰酸酯固化剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的5％；消泡剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的0.01％；流平剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的0.05％；增稠剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的0.2％。热固性丙烯酸树脂的羟值为20mgKOH/g。主体功能层的透光率≥92％。表面功能层包括由丙烯酸树脂构成的硬化层。第一保护膜的剥离强度为0.1N/m；第二保护膜的剥离强度为0.5N/m。第一塑膜层、第二塑膜层、第三塑膜层、第一保护膜、第二保护膜是由PET制成的。
表2：每层膜的厚度、在110℃条件下的收缩率和生产过程中的张应力值，O代表无数据
Figure GDA0003679594870000091
依据上述配比可制备沿长度方向往硅胶层收缩的曲率为0.02±0.001的膜材，按一定方向模切得到多层结构的光固化曲面保护贴。对得到的多层结构的光固化曲面保护贴进行热循环测试观察弧边回弹情况，热循环测试条件：-20-90℃，变温速率10℃/min，测试时间为72h；并测试回弹对保护贴的贴合牢固性的影响。结果表明，得到的多层结构的光固化曲面保护贴均与超大弯折角度曲面屏贴合牢固，且无回弹，具有良好的性能。
实施例3
在本实施例中，多层结构的光固化曲面保护贴的结构从下至上依次包括第一保护膜、硅胶层、第一塑膜层、胶黏剂层、第二塑膜层、主体功能层、第三塑膜层、表面功能层和第二保护膜。
制备工艺：调整第一塑膜层、第二塑膜层与第三塑膜层的张应力的大小(参见表3)；将表面功能层涂在第三塑膜层的一侧表面，将第二保护膜覆在表面功能层的表面并固化；将主体功能层涂在第三塑膜层的另一侧表面，将第二塑膜层覆在主体功能层背离第三塑膜层的表面，将硅胶层涂在第一塑膜层的一侧表面，将胶黏剂层涂在第一塑膜层的另一侧表面，将第一保护膜覆在硅胶层的表面；然后使涂后的主体功能层、硅胶层和胶黏剂层在60℃保温12小时进行熟化；熟化后将第二塑膜层背离主体功能层的一侧覆在胶黏剂层的表面，得到确定曲率的光固化曲面保护贴。其中，每层膜的厚度、在110℃条件下的收缩率和制备过程中的张应力(相对值)参见表3。
其中，胶黏剂层含有丙烯酸胶黏剂和异氰酸酯固化剂，异氰酸酯固化剂的质量占丙烯酸胶黏剂的质量的10％。硅胶层含有聚二甲基硅氧烷、铂催化剂和硅烷偶联剂，硅烷偶联剂采用缩聚型双组分硅橡胶(RTV-2)交联剂，其中铂催化剂的质量占聚二甲基硅氧烷的质量的5％，硅烷偶联剂的质量占聚二甲基硅氧烷的质量的8％。主体功能层含有热固性丙烯酸树脂、异氰酸酯固化剂、乳化硅油消泡剂、摩能化工的1073流平剂、甲基羟乙基纤维素增稠剂。异氰酸酯固化剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的60％；消泡剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的5％；流平剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的8％；增稠剂的质量占热固性丙烯酸树脂的质量的5.5％。热固性丙烯酸树脂的羟值为200mgKOH/g。主体功能层的透光率≥92％。表面功能层包括由丙烯酸树脂构成的硬化层。第一保护膜的剥离强度为1.2N/m；第二保护膜的剥离强度为6N/m。第一塑膜层、第二塑膜层、第三塑膜层、第一保护膜、第二保护膜是由PET制成的。
表3：每层膜的厚度、在110℃条件下的收缩率和生产过程中的张应力值，O代表无数据
Figure GDA0003679594870000111
依据上述配比可制备沿长度方向往硅胶层收缩的曲率为0.02±0.001的膜材，按一定方向模切得到多层结构的光固化曲面保护贴。对得到的多层结构的光固化曲面保护贴进行热循环测试观察弧边回弹情况，热循环测试条件：-20-90℃，变温速率10℃/min，测试时间为72h；并测试回弹对保护贴的贴合牢固性的影响。结果表明，得到的多层结构的光固化曲面保护贴均与超大弯折角度曲面屏贴合牢固，且无回弹，具有良好的性能。
应当理解的是，对本领域技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，但这些改进或变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多层结构的光固化曲面保护贴，其特征在于，包括从下至上依次设置的第一保护膜、硅胶层、第一塑膜层、胶黏剂层、第二塑膜层、主体功能层、第三塑膜层、表面功能层和第二保护膜；
所述主体功能层含有热固性丙烯酸树脂和异氰酸酯固化剂，所述胶黏剂层含有丙烯酸胶黏剂和异氰酸酯固化剂，通过调节所述异氰酸酯固化剂的用量使所述主体功能层和所述胶黏剂层的收缩率分别在0.2％-15％范围内和0.1％-10％范围内；
所述硅胶层的收缩率范围在0.1％-9％；
所述的多层结构的光固化曲面保护贴采用如下步骤制备：
S1、调整第一塑膜层、第二塑膜层与第三塑膜层的张应力的大小；
S2、将表面功能层涂在第三塑膜层的一侧表面，将第二保护膜覆在表面功能层的表面并固化；
S3、将主体功能层涂在第三塑膜层的另一侧表面，将第二塑膜层覆在主体功能层背离第三塑膜层的表面，将硅胶层涂在第一塑膜层的一侧表面，将胶黏剂层涂在第一塑膜层的另一侧表面，将第一保护膜覆在硅胶层的表面；
S4、调整主体功能层、硅胶层和胶黏剂层的保温温度和保温时间以使主体功能层、硅胶层和胶黏剂层熟化；
S5、将第二塑膜层背离主体功能层的一侧覆在胶黏剂层的表面，得到确定曲率的光固化曲面保护贴；
在步骤S1中，所述第一塑膜层的张应力>所述第二塑膜层的张应力>所述第三塑膜层的张应力；其中，所述第一塑膜层与所述第二塑膜层的张应力差为20-500N，所述第二塑膜层与所述第三塑膜层的张应力差为20-500N。
2.根据权利要求1所述的多层结构的光固化曲面保护贴，其特征在于，所述主体功能层中的异氰酸酯固化剂的质量占所述热固性丙烯酸树脂的质量的5％-60％，所述胶黏剂层中的异氰酸酯固化剂的质量占所述丙烯酸胶黏剂的质量的0.1％-10％。
3.根据权利要求1所述的多层结构的光固化曲面保护贴，其特征在于，所述硅胶层含有聚二甲基硅氧烷、铂催化剂和硅烷偶联剂。
4.根据权利要求3所述的多层结构的光固化曲面保护贴，其特征在于，所述铂催化剂的质量占所述聚二甲基硅氧烷的质量的0.01％-5％，所述硅烷偶联剂的质量占所述聚二甲基硅氧烷的质量的0.05-8％。
5.根据权利要求4所述的多层结构的光固化曲面保护贴，其特征在于，所述硅胶层的收缩率范围在0.1％-9％。
6.根据权利要求1所述的多层结构的光固化曲面保护贴，其特征在于，所述表面功能层包括由丙烯酸树脂构成的硬化层或由聚氨酯树脂构成的表面功能层。
7.根据权利要求1所述的多层结构的光固化曲面保护贴，其特征在于，所述主体功能层的厚度为15-300μm；所述硅胶层的厚度为5-120μm；所述表面功能层的厚度为2-30μm；所述胶黏剂层大厚度为5-125μm；所述第一塑膜层的厚度为5-50μm；所述第二塑膜层的厚度为5-75μm；所述第三塑膜层的厚度为5-200μm；所述第一保护膜的厚度为25-150μm；所述第二保护膜的厚度为25-150μm。
8.一种多层结构的光固化曲面保护贴的制备方法，其特征在于，包括：
S1、调整第一塑膜层、第二塑膜层与第三塑膜层的张应力的大小；
S2、将表面功能层涂在第三塑膜层的一侧表面，将第二保护膜覆在表面功能层的表面并固化；
S3、将主体功能层涂在第三塑膜层的另一侧表面，将第二塑膜层覆在主体功能层背离第三塑膜层的表面，将硅胶层涂在第一塑膜层的一侧表面，将胶黏剂层涂在第一塑膜层的另一侧表面，将第一保护膜覆在硅胶层的表面；
S4、调整主体功能层、硅胶层和胶黏剂层的保温温度和保温时间以使主体功能层、硅胶层和胶黏剂层熟化；
S5、将第二塑膜层背离主体功能层的一侧覆在胶黏剂层的表面，得到确定曲率的光固化曲面保护贴；
其中，曲率是指去掉第一保护膜和第二保护膜后沿膜材长度方向的曲率。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，第一塑膜层的张应力>第二塑膜层的张应力>第三塑膜层的张应力；其中，第一塑膜层与第二塑膜层的张应力差为20-500N，第二塑膜层与第三塑膜层的张应力差为20-500N。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，使主体功能层、硅胶层和胶黏剂层在40℃-60℃保温12-72小时的范围内调整熟化。
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