CN112300430B - 一种抗静电耐刮钢化膜 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及屏幕保护膜领域，具体公开了一种抗静电耐刮钢化膜。抗静电耐刮钢化膜包括钢化膜本体；所述钢化膜本体背离屏幕的一侧涂覆有耐刮抗静电层，且所述耐刮抗静电层所采用的涂料由包括以下重量份的原料制成：65‑75份水性聚氨酯树脂、6‑10份耐刮抗静电填料、0.5‑1.5份固化剂；其中，所述耐刮抗静电填料由包括以下重量份的原料制成：10‑15份淀粉‑丙烯酸接枝共聚物、8‑12份柠檬酸镁、2‑4份碳酸银、15‑20份纳米玻璃微珠。本申请的抗静电耐刮钢化膜同时具有抗静电和耐刮的效果。

Description

一种抗静电耐刮钢化膜
技术领域
本申请涉及屏幕保护膜的领域，更具体地说，它涉及一种抗静电耐刮钢化膜。
背景技术
常见的屏幕保护膜有两种，其中一种是水凝膜，另一种是钢化膜。其中，水凝膜是一种软膜，材质是一层热塑性聚氨酯弹性体橡胶或者聚对苯二甲酸乙二醇酯，能够对屏幕进行保护，但是不耐摔。钢化膜的材质是一层有机玻璃，不仅能够对屏幕进行保护，还可以克服水凝膜不耐摔的缺点。所以，钢化膜成为目前手机、平板电脑等的常用保护膜。
其中，在人们使用手机或平板电脑的过程中，钢化膜上容易产生积灰的问题。目前，相关技术中的钢化膜中一般是直接在钢化膜本体背离屏幕的一侧涂覆具有抗静电剂或抗静电液的涂料，使得钢化膜具有抗静电的效果，从而减少灰尘在钢化膜上的残留。但是，这种钢化膜不耐刮，当具有抗静电剂或抗静电液的涂料被刮落后，钢化膜将失去抗静电作用，使得钢化膜上容易积灰尘。
发明内容
为了使得钢化膜同时具备抗静电性能好以及耐刮性能好的钢化膜，从而增强钢化膜表面的洁净度，本申请提供一种抗静电耐刮钢化膜。
本申请提供的一种抗静电耐刮钢化膜采用如下的技术方案：
一种抗静电耐刮钢化膜，包括钢化膜本体；所述钢化膜本体背离屏幕的一侧涂覆有耐刮抗静电层，且所述耐刮抗静电层所采用的涂料由包括以下重量份的原料制成：
水性聚氨酯树脂：65-75份
耐刮抗静电填料：6-10份
固化剂：0.5-1.5份
其中，所述耐刮抗静电填料由包括以下重量份的原料制成：
淀粉-丙烯酸接枝共聚物：10-15份
柠檬酸镁：8-12份
碳酸银：2-4份
纳米玻璃微珠：15-20份。
通过采用上述技术方案，耐刮抗静电填料中的碳酸银与柠檬酸镁具有协同作用，两者同时使用时能够增强抗静电耐刮钢化膜的抗静电性能；另外，耐刮抗静电填料中的碳酸银与纳米玻璃微珠具有协同作用，能够增强抗静电耐刮钢化膜的铅笔硬度，从而提升抗静电耐刮钢化膜的耐刮性能；通过上述方案得到的抗静电耐刮钢化膜同时具有较好的抗静电性能或耐刮性能，使得抗静电耐刮钢化膜的表面不容易积灰，从而使得手机或平板上的钢化膜可以保持比较洁净的状态。
优选的，所述耐刮抗静电填料的制备方法如下：
将淀粉-丙烯酸接枝共聚物、柠檬酸镁、碳酸银、纳米玻璃微珠于325-385rad/min的转速下球磨1-3h，然后取出、干燥即可得到耐刮抗静电填料。
通过采用上述技术方案，淀粉-丙烯酸接枝共聚物、柠檬酸镁、碳酸银以及纳米玻璃微珠经球磨后形成耐刮抗静电填料，其中，淀粉-丙烯酸接枝共聚物具有较强的吸水性能，当淀粉-丙烯酸接枝共聚物吸水后，可能是柠檬酸镁的存在增强了水的导电能力，使得静电能够快速泄露，从而提高了抗静电耐刮钢化膜的抗静电性能。
优选的，所述淀粉-丙烯酸接枝共聚物的制备方法如下：
将18-22份淀粉加入80份水中并均匀混合，然后加热升温至55-65℃，回流搅拌30-40min，得到淀粉溶液A；
将0.05-0.1份引发剂、0.4-0.8份交联剂加入40-50份质量浓度为20％的甲基丙烯酸溶液中，搅拌至溶解并均匀混合后得到混合物B；
在氮气的保护下，将混合物B加入淀粉溶液A中，然后升温至50-55℃，回流搅拌1-1.2h后，加入0.3-0.6份1,4-对苯二酚，搅拌均匀并静置30min，即可得到淀粉-丙烯酸接枝共聚物。
通过采用上述技术方案，根据上述方法制得的淀粉-丙烯酸接枝共聚物交联度适中，具有较好的吸水性能，能够快速将静电泄露出去，从而使得抗静电耐刮钢化膜具有较好的抗静电能力。
优选的，所述淀粉-丙烯酸接枝共聚物的制备方法如下：
将18-22份淀粉加入80份水中并均匀混合，然后加热升温至55-65℃，回流搅拌30-40min，得到淀粉溶液A；
将12-15份淀粉加入40份水中并均匀混合，然后降温至10-15℃，搅拌反应1-2h，得到淀粉溶液B；
将淀粉溶液A与淀粉溶液B均匀混合后，得到混合物A；
将0.05-0.1份引发剂、0.4-0.8份交联剂加入40-50份质量浓度为20％的甲基丙烯酸溶液中，搅拌至溶解并均匀混合后得到混合物B；
在氮气的保护下，将混合物B加入混合物A中，然后升温至50-55℃，回流搅拌1-1.2h后，加入0.3-0.6份1,4-对苯二酚，搅拌均匀并静置30min，即可得到淀粉-丙烯酸接枝共聚物。
通过采用上述技术方案，制备淀粉-丙烯酸接枝共聚物时，将淀粉以及水分成两部分，其中一部分淀粉加入水中后升温处理，剩余的淀粉加入水中后降温处理，再将两者混合起来得到的混合物A与混合物B进行反应时，最终制得的抗静电耐刮钢化膜的体积电阻率进一步下降，即抗静电耐刮钢化膜的抗静电性能进一步提高，原因可能是根据上述方法制得的淀粉-丙烯酸接枝共聚物的吸水性能增强，为静电的泄露提供了一个良好的中间介质环境。
优选的，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵的任意一种或几种的混合物。
通过采用上述技术方案，引发剂可以诱导淀粉以及甲基丙烯酸进行共聚，有利于提高反应速率。
优选的，所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺、1,4-丁二醇酯、硫酸铝、硼酸中的任意一种或几种的混合物。
通过采用上述技术方案，交联剂能够促使淀粉与甲基丙烯酸进行共聚，从而得到分子量较高的淀粉-丙烯酸接枝共聚物，该淀粉-丙烯酸接枝共聚物吸水性能较好。
优选的，所述交联剂包括1,4-丁二醇酯和硫酸铝，所述1,4-丁二醇酯与硫酸铝的重量比为(0.2-0.6)：1。
通过采用上述技术方案，当交联剂采用1,4-丁二醇酯和硫酸铝的组合时，抗静电耐刮钢化膜的体积电阻率进一步下降，即抗静电耐刮钢化膜的抗静电性能进一步提高，原因可能是采用复合型的交联剂时，可以得到吸水性能更优的淀粉-丙烯酸接枝共聚物，为静电的泄露提供了一个良好的中间介质环境。
优选的，所述耐刮抗静电填料还包括6-8份纳米氧化石墨烯。
通过采用上述技术方案，往耐刮抗静电填料中增加纳米氧化石墨烯后，抗静电耐刮钢化膜的铅笔硬度提高，有利于增强抗静电耐刮钢化膜的耐刮性能，原因可能是纳米氧化石墨烯的加入使得耐刮抗静电填料的结构更加紧凑稳定。
优选的，所述碳酸银的平均粒径为100-200nm。
通过采用上述技术方案，当碳酸银的平均粒径为100-200nmm时，抗静电耐刮钢化膜的铅笔硬度进一步提高，原因可能是当碳酸银的平均粒径小于100nm或大于200nm时，碳酸银的分散性能不佳，而当碳酸银的平均粒径范围在100-200nm时，碳酸银的分散性能较好。
优选的，所述固化剂为650低分子聚胺。
通过采用上述技术方案，650低分子聚酰胺与玻璃树脂具有良好的相容性，能够均匀分散至玻璃树脂中，且在常温下即可实现固化。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请中的抗静电耐刮钢化膜同时具有较好的抗静电性能或耐刮性能，使得抗静电耐刮钢化膜的表面不容易积灰，从而使得手机或平板上的钢化膜可以保持比较洁净的状态。
2、制备淀粉-丙烯酸接枝共聚物时，将淀粉以及水分成两部分，其中
一部分淀粉加入水中后升温处理，剩余的淀粉加入水中后降温处理，然后再将两者混合起来得到的混合物A与混合物B进行反应时，最终制得的抗静电耐刮钢化膜的体积电阻率进一步下降，即抗静电耐刮钢化膜的抗静电性能进一步提高。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
本申请所涉及的部分原料来源如下：
本申请的水性聚氨酯树脂购于东莞市竞择聚氨酯树脂有限公司，型号HD-1158；
本申请的650低分子聚酰胺购于广州市德晟化工有限公司。
实施例
实施例1
一种抗静电耐刮钢化膜，包括钢化膜本体以及位于钢化膜本体背离屏幕一侧的耐刮抗静电层，其中，该抗静电耐刮钢化膜的制备方法如下：
(1)制备淀粉-丙烯酸接枝共聚物
S1：将30kg玉米淀粉加入120kg水中并均匀混合，然后加热升温至55℃，回流搅拌40min，得到淀粉溶液A；
S2：将0.05kg引发剂、0.4kg交联剂加入40kg份质量浓度为20％的甲基丙烯酸溶液中，搅拌至溶解并均匀混合后得到混合物B；其中，本实施例引发剂采用过硫酸钾，交联剂采用1,4-丁二醇酯；
S3：在氮气的保护下，将混合物B加入淀粉溶液A中，然后升温至55℃，回流搅拌1h后，加入0.3kg 1,4-对苯二酚，搅拌均匀并静置30min，即可得到淀粉-丙烯酸接枝共聚物。
(2)制备耐刮抗静电填料
将10kg淀粉-丙烯酸接枝共聚物、8kg柠檬酸镁、4kg碳酸银、20kg纳米玻璃微珠加入球磨机中，控制球磨机的转速为325rad/min，球磨3h，然后取出、干燥即可得到耐刮抗静电填料；其中，本实施例碳酸银的平均粒径为10-50nm。
(3)制备耐刮抗静电涂料
将耐刮抗静电填料、固化剂加入水性聚氨酯树脂中，搅拌至均匀混合后制得耐刮抗静电涂料；其中，本实施例固化剂采用650低分子聚胺。
(4)制备抗静电耐刮钢化膜
将耐刮抗静电涂料涂覆在钢化膜本体背离屏幕的一侧，涂层厚度控制在3μm，固化后即可得到抗静电耐刮钢化膜。
实施例2
一种抗静电耐刮钢化膜，与实施例1的区别在于：
(1)制备淀粉-丙烯酸接枝共聚物
S1：将37kg玉米淀粉加入120kg水中并均匀混合，然后加热升温至65℃，回流搅拌30min，得到淀粉溶液A。
S2：将0.1kg引发剂、0.8kg交联剂加入50kg份质量浓度为20％的甲基丙烯酸溶液中，搅拌至溶解并均匀混合后得到混合物B；其中，本实施例引发剂采用过硫酸铵，交联剂采用硫酸铝。
S3：在氮气的保护下，将混合物B加入淀粉溶液A中，然后升温至50℃，回流搅拌1.2h后，加入0.6kg 1,4-对苯二酚，搅拌均匀并静置30min，即可得到淀粉-丙烯酸接枝共聚物。
(2)制备耐刮抗静电填料
将15kg淀粉-丙烯酸接枝共聚物、12kg柠檬酸镁、2kg碳酸银、15kg纳米玻璃微珠加入球磨机中，控制球磨机的转速为385rad/min，球磨1h，然后取出、干燥即可得到耐刮抗静电填料；其中，本实施例碳酸银的平均粒径为10-50nm。
实施例3
一种抗静电耐刮钢化膜，与实施例1的区别在于：制备淀粉-丙烯酸接枝共聚物的方法不同，具体如下：
(1)制备淀粉-丙烯酸接枝共聚物
S1：将18kg玉米淀粉加入80kg水中并均匀混合，然后加热升温至55℃，回流搅拌40min，得到淀粉溶液A；
S2：将12kg玉米淀粉加入40kg水中并均匀混合，然后降温至10℃，搅拌反应1h，得到淀粉溶液B；
S3：将淀粉溶液A与淀粉溶液B均匀混合后，得到混合物A；
S4：将0.05kg引发剂、0.4kg交联剂加入40kg份质量浓度为20％的甲基丙烯酸溶液中，搅拌至溶解并均匀混合后得到混合物B；其中，本实施例引发剂采用过硫酸钾，交联剂采用1,4-丁二醇酯；
S5：在氮气的保护下，将混合物B加入混合物A中，然后升温至55℃，回流搅拌1h后，加入0.3kg 1,4-对苯二酚，搅拌均匀并静置30min，即可得到淀粉-丙烯酸接枝共聚物；
实施例4
一种抗静电耐刮钢化膜，与实施例2的区别在于：制备淀粉-丙烯酸接枝共聚物的方法不同，具体如下：
(1)制备淀粉-丙烯酸接枝共聚物
S1：将22kg玉米淀粉加入80kg水中并均匀混合，然后加热升温至65℃，回流搅拌30min，得到淀粉溶液A；
S2：将15kg淀粉加入40kg水中并均匀混合，然后降温至15℃，搅拌反应2h，得到淀粉溶液B；
S3：将淀粉溶液A与淀粉溶液B均匀混合后，得到混合物A；
S4：将0.1kg引发剂、0.8kg交联剂加入50kg份质量浓度为20％的甲基丙烯酸溶液中，搅拌至溶解并均匀混合后得到混合物B；其中，本实施例引发剂采用过硫酸铵，交联剂采用硫酸铝；
S5：在氮气的保护下，将混合物B加入混合物A中，然后升温至50℃，回流搅拌1.2h后，加入0.6kg 1,4-对苯二酚，搅拌均匀并静置30min，即可得到淀粉-丙烯酸接枝共聚物。
实施例5
一种抗静电耐刮钢化膜，与实施例4的区别在于：
本实施例中，交联剂采用1,4-丁二醇酯和硫酸铝，其中，1,4-丁二醇酯和硫酸铝的重量比为0.2:1。
实施例6
一种抗静电耐刮钢化膜，与实施例4的区别在于：
本实施例中，交联剂采用1,4-丁二醇酯和硫酸铝，其中，1,4-丁二醇酯和硫酸铝的重量比为0.6:1。
实施例7
一种抗静电耐刮钢化膜，与实施例6的区别在于：制备耐刮抗静电填料时还往球磨机中添加有6kg纳米氧化石墨烯。
实施例8
一种抗静电耐刮钢化膜，与实施例6的区别在于：制备耐刮抗静电填料时还往球磨机中添加有8kg纳米氧化石墨烯。
实施例9
一种抗静电耐刮钢化膜，与实施例8的区别在于：碳酸银的平均粒径为300-400nm。
实施例10
一种抗静电耐刮钢化膜，与实施例8的区别在于：碳酸银的平均粒径为100-200nm。
对比例
对比例1
一种钢化膜，与实施例10的区别在于：
制备耐刮抗静电填料时，碳酸银采用等量的碳酸钙代替。
对比例2
一种钢化膜，与实施例10的区别在于：
制备耐刮抗静电填料时，纳米玻璃微珠采用等量的气相法白炭黑代替。
对比例36
一种钢化膜，与实施例10的区别在于：
制备耐刮抗静电填料时，采用碳酸银采用等量的碳酸钙代替，纳米玻璃微珠采用等量的气相法白炭黑代替。
对比例4
一种钢化膜，与实施例10的区别在于：
制备耐刮抗静电填料时，采用柠檬酸镁采用等量的硫酸镁代替。
对比例5
一种钢化膜，与实施例10的区别在于：
制备耐刮抗静电填料时，采用柠檬酸镁采用等量的硫酸镁代替，碳酸银采用等量的碳酸钙代替。
检测方法/试验方法
表面电阻值的测试：取实施例1-10与对比例1-5制得的样品放置在相对湿度为50％，温度为25℃的样品室内,恒温放置2小时后，根据标准GB/T 15662-1995《导电、防静电塑料体积电阻率测试方法》来测试抗静电耐刮钢化膜的体积电阻率值，其值越小，表明抗静电耐刮钢化膜的抗静电效果越好。
本申请根据标准JIS K5400-1990《粉末涂料涂膜附着性能的测定》来测试抗静电耐刮钢化膜的铅笔硬度，其中，H→6H抗静电耐刮钢化膜的铅笔硬度逐渐增加。
表1
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
体积电阻率/Ω·m 6.23*10<sup>5</sup> 6.36*10<sup>5</sup> 8.73*10<sup>4</sup> 8.65*10<sup>4</sup> 8.05*10<sup>4</sup>
铅笔硬度 4H 4H 4H 4H 4H
项目 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10
体积电阻率/Ω·m 8.12*10<sup>4</sup> 8.06*10<sup>4</sup> 8.08*10<sup>4</sup> 8.10*10<sup>4</sup> 8.05*10<sup>4</sup>
铅笔硬度 4H 5H 5H 5H 6H
项目 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5
体积电阻率/Ω·m 2.56*10<sup>8</sup> 8.21*10<sup>4</sup> 2.41*10<sup>8</sup> 5.88*10<sup>7</sup> 5.96*10<sup>7</sup>
铅笔硬度 2H 2H 2H 6H 2H
结合实施例10和对比例1-5并结合表1可以看出，制作耐刮抗静电填料时，对比例1采用等量的碳酸钙代替碳酸银，对比例2采用等量的气相法白炭黑代替纳米玻璃微珠，对比例3同时采用碳酸钙代替碳酸银、气相法白炭黑代替纳米玻璃微珠，最终对比例1-3制得的抗静电耐刮钢化膜的铅笔硬度均大大下降，说明碳酸银与纳米玻璃微珠具有协同作用，能够提高抗静电耐刮钢化膜的铅笔硬度，从而增强抗静电耐刮钢化膜的耐刮性能；另外，在制作耐刮抗静电填料时，对比例1采用等量的碳酸钙代替碳酸银，对比例4采用等量的硫酸镁代替柠檬酸镁，对比例5同时采用碳酸钙代替碳酸银、硫酸镁代替柠檬酸镁，最终对比例1与对比例4-5制得的抗静电耐刮钢化膜的体积电阻率均明显提高，说明碳酸银与柠檬酸镁具有协同作用，能够提高抗静电耐刮钢化膜的抗静电性能。
结合实施例1-4并结合表1可以看出，制备淀粉-丙烯酸接枝共聚物时，对比例3和4将玉米淀粉以及水分成两部分，其中一部分玉米淀粉加入水中后升温处理，剩余的玉米淀粉加入水中后降温处理，再将两者混合起来与混合物B进行反应时，最终制得的抗静电耐刮钢化膜的体积电阻率下降，即抗静电耐刮钢化膜的抗静电性能提高。
结合实施例4-6并结合表1可以看出，实施例4中的交联剂采用硫酸铝，实施例5和实施例6中的交联剂采用1,4-丁二醇酯和硫酸铝的组合，从表1中的数据可以看出，当交联剂采用1,4-丁二醇酯和硫酸铝的组合时，最终制得的抗静电耐刮钢化膜的体积电阻率进一步下降，即抗静电耐刮钢化膜的抗静电性能进一步提高。
结合实施例6-8并结合表1可以看出，实施例7与实施例8中，耐刮抗静电填料中增加纳米氧化石墨烯后，抗静电耐刮钢化膜的铅笔硬度提高，有利于增强抗静电耐刮钢化膜的耐刮性能。
结合实施例8-10并结合表1可以看出，实施例8、9、10的不同之处在于，碳酸银粒径的平均粒径不同，其中，当碳酸银的平均粒径为100-200nmm的时候，抗静电耐刮钢化膜的铅笔硬度进一步提高，此时，抗静电耐刮钢化膜的耐刮性能最强。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种抗静电耐刮钢化膜，包括钢化膜本体；其特征在于，所述钢化膜本体背离屏幕的一侧涂覆有耐刮抗静电层，且所述耐刮抗静电层所采用的涂料由包括以下重量份的原料制成：
水性聚氨酯树脂：65-75份
耐刮抗静电填料：6-10份
固化剂：0.5-1.5份
其中，所述耐刮抗静电填料由包括以下重量份的原料制成：
淀粉-丙烯酸接枝共聚物：10-15份
柠檬酸镁：8-12份
碳酸银：2-4份
纳米玻璃微珠：15-20份
所述淀粉-丙烯酸接枝共聚物的制备方法如下：
将18-22份淀粉加入80份水中并均匀混合，然后加热升温至55-65℃，回流搅拌30-40min，得到淀粉溶液A；
将12-15份淀粉加入40份水中并均匀混合，然后降温至10-15℃，搅拌反应1-2h，得到淀粉溶液B；
将淀粉溶液A与淀粉溶液B均匀混合后，得到混合物A；
将0.05-0.1份引发剂、0.4-0.8份交联剂加入40-50份质量浓度为20%的甲基丙烯酸溶液中，搅拌至溶解并均匀混合后得到混合物B；
在氮气的保护下，将混合物B加入混合物A中，然后升温至50-55℃，回流搅拌1-1.2h后，加入0.3-0.6份1,4-对苯二酚，搅拌均匀并静置30min，即可得到淀粉-丙烯酸接枝共聚物。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电耐刮钢化膜，其特征在于：所述耐刮抗静电填料的制备方法如下：
将淀粉-丙烯酸接枝共聚物、柠檬酸镁、碳酸银、纳米玻璃微珠于325-385rad/min的转速下球磨1-3h，然后取出、干燥即可得到耐刮抗静电填料。
3.根据权利要求1所述的一种抗静电耐刮钢化膜，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵的任意一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种抗静电耐刮钢化膜，其特征在于：所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺、1,4-丁二醇酯、硫酸铝、硼酸中的任意一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种抗静电耐刮钢化膜，其特征在于：所述交联剂包括1,4-丁二醇酯和硫酸铝，所述1,4-丁二醇酯与硫酸铝的重量比为（0.2-0.6）：1。
6.根据权利要求1所述的一种抗静电耐刮钢化膜，其特征在于：所述耐刮抗静电填料还包括6-8份纳米氧化石墨烯。
7.根据权利要求1所述的一种抗静电耐刮钢化膜，其特征在于：所述碳酸银的平均粒径为100-200nm。
8.根据权利要求1所述的一种抗静电耐刮钢化膜，其特征在于：所述固化剂为650低分子聚胺。
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