CN113583283A - 一种高硬度硬涂膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及UV光固化涂料领域，具体涉及一种高硬度硬涂膜及其制备方法。为了解决现有高硬度硬涂膜在涂布硬化涂层的过程中易起皱或卷曲的问题，本发明提供一种高硬度硬涂膜及其制备方法。所述硬涂膜依次包括第一硬涂层、基材和第二硬涂层。本发明提供的高硬度硬涂膜的制造方法包括如下步骤：在基材的一面贴上保护膜a；在未覆保护膜的一面制备得到第一硬涂层；在第一硬涂层表面贴上保护膜b；将保护膜a撕下，在基材的这一面涂布第二硬化涂液，先后经过高压汞灯和UV‑LED光源固化后得到第二硬涂层；将硬涂膜在烘箱中进行烘烤。本发明提供的高硬度硬涂膜在涂布硬化涂层的过程，膜面不易起皱或卷曲，且不易翘曲。
Description
技术领域
本发明涉及UV光固化涂料领域，具体涉及一种高硬度、高耐磨和低翘曲的高硬度硬涂膜及其制备方法。
背景技术
传统的塑料加工技术已渐渐无法满足现代化产品的轻薄的产品要求，特别是诸如智能手机、平面电脑等的电子产品领域，需要显示器的面板变的更轻和更薄。这些移动设备的显示窗或前面板一般由玻璃或钢化玻璃制成，然而玻璃具有厚重以及易受损的缺点。
作为玻璃的一种替代品，塑料树脂薄膜具有质轻且抗冲击的特性，这符合消费者追求更轻和更薄的移动设备的趋势。
移动设备的显示窗或前面板一般需要具备低翘曲、高硬度以及高耐磨等特点，而塑料树脂薄膜本身不能满足这些要求，需要对其进行表面处理，最常用的方法是在塑料树脂薄膜表面涂布一层硬化涂层。涂层的硬度与涂层的厚度、涂液固化过程中的交联密度有关。为了能达到移动设备的使用要求，塑料树脂薄膜表面一般会涂布一层厚且交联密度高的硬化涂层(简称硬涂层)。该硬化涂层在固化过程中会产生明显的硬化收缩，这使得塑料树脂薄膜发生起皱或卷曲，不利于后段的生产加工。因此，厚的硬涂膜很难用于实际应用。
发明内容
为了解决现有高硬度硬涂膜在涂布硬化涂层的过程中易起皱或卷曲的问题，本发明提供一种高硬度硬涂膜及其制备方法。本发明提供的高硬度硬涂膜在涂布硬化涂层的过程，膜面不易起皱或卷曲，且不易翘曲。
本发明提供一种高硬度硬涂膜，所述硬涂膜依次包括第一硬涂层、基材和第二硬涂层。
高硬度指硬度为9H。
进一步的，所述基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。
进一步的，所述第一硬涂层的厚度为8-12μm。
进一步的，所述第二硬涂层的厚度为25-30μm。
进一步的，所述基材的厚度为75-188μm。
进一步的，所述第一硬涂层的原料先配制成第一光固化组合物，所述第一光固化组合物包括溶剂丁酮和溶剂丙二醇单甲醚；所述第二硬涂层的原料先配制成第二光固化组合物，所述第二光固化组合物包括溶剂丙酮。
进一步的，所述第一硬涂层的原料先配制成第一光固化组合物，所述第一光固化组合物包括四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，光引发剂，流平剂，溶剂丁酮和溶剂丙二醇单甲醚；所述第二硬涂层的原料先配制成第二光固化组合物，所述第二光固化组合物包括九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，三官能度含氟丙烯酸丁酯，多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，光引发剂，和溶剂丙酮。所述多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯即是季戊四醇三丙烯酸酯。
进一步的，所述第一硬涂层的原料先配制成第一光固化组合物，所述第一光固化组合物包括四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，光引发剂，流平剂，溶剂丁酮和溶剂丙二醇单甲醚；所述第二硬涂层的原料先配制成第二光固化组合物，所述第二光固化组合物包括九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，三官能度含氟丙烯酸丁酯，多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，光引发剂，流平剂，和溶剂丙酮。
进一步的，所述第一硬涂层的原料先配制成第一光固化组合物，所述第一光固化组合物包括下述组份：30-40重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，25-35重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，0.5-1重量份的光引发剂184，0.1-0.3重量份的流平剂BYK-333，20-25重量份的溶剂丁酮，和10-15重量份的溶剂丙二醇单甲醚；所述四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，光引发剂，流平剂，溶剂丁酮和溶剂丙二醇单甲醚的总份数是100重量份。
所述第一光固化组合物的配方简称为配方A，第一光固化组合物也可以称为第一硬化涂液。
进一步的，所述第二硬涂层的原料先配制成第二光固化组合物，所述第二光固化组合物包括下述组份：30-40重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，20-30重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯，5-15重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1-2重量份的光引发剂184，0.1-0.3重量份的流平剂BYK-333，和23.5-32.8重量份溶剂丙酮；所述九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，三官能度含氟丙烯酸丁酯，多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，光引发剂，流平剂，和溶剂丙酮的总份数是100重量份。
所述第二光固化组合物的配方简称为配方B，第二光固化组合物也可以称为第二硬化涂液。
进一步的，所述第一硬涂层的原料先配制成第一光固化组合物，所述第一光固化组合物包括下述组份：35重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、30重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，0.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，24.4重量份的溶剂丁酮，10重量份的溶剂丙二醇单甲醚。所述第二硬涂层的原料先配制成第二光固化组合物，所述第二光固化组合物包括下述组份：33重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、25重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯、10重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，和30.4重量份溶剂丙酮。进一步的，所述基材的厚度是100μm，所述第一硬涂层的厚度是10μm，所述第二硬涂层的厚度是25μm。
本发明的目的是提供一种制备方法，使硬涂膜在涂布硬化涂层的过程中，可以避免硬涂膜因涂层过厚时出现起皱或卷曲，促使高硬度、高耐磨的硬涂膜在移动设备上被广泛使用，并达到提高生产良率的硬涂膜制造方法。
本发明提供的高硬度硬涂膜的制造方法包括如下步骤：
(1)覆膜步骤：在基材的一面贴上保护膜；
(2)第一硬涂层形成步骤：在步骤(1)所得基材的未覆保护膜的一面涂布第一硬化涂液，先后经过高压汞灯和UV-LED光源固化后得到第一硬涂层；
(3)覆膜步骤，在步骤(2)所得第一硬涂层表面贴上保护膜；
(4)第二硬涂层形成步骤：将步骤(3)所得结构的步骤(1)所贴保护膜撕下，在基材的这一面涂布第二硬化涂液，先后经过高压汞灯和UV-LED光源固化后得到第二硬涂层；
(5)热处理步骤：将步骤(4)所得的硬涂膜进行烘烤。
进一步的，所述高硬度硬涂膜的制造方法中：
(2)第一硬涂层形成步骤：在步骤(1)所得基材的未覆保护膜的一面涂布第一硬化涂液，在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后经过高压汞灯和UV-LED光源固化后得到第一硬涂层；
(4)第二硬涂层形成步骤：将步骤(3)所得结构的步骤(1)所贴保护膜撕下，在基材的这一面涂布第二硬化涂液，在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化。
进一步的，所述高硬度硬涂膜的制造方法包括如下步骤：
(1)覆膜步骤：在基材的一面贴上保护膜a；
(2)第一硬涂层形成步骤：在步骤(1)所得基材的未覆保护膜a的一面涂布第一硬化涂液，先后经过高压汞灯和UV-LED光源固化后得到第一硬涂层；
(3)覆膜步骤，在步骤(2)所得第一硬涂层表面贴上保护膜b；
(4)第二硬涂层形成步骤：将步骤(3)所得结构的保护膜a撕下，在基材的这一面涂布第二硬化涂液，先后经过高压汞灯和UV-LED光源固化后得到第二硬涂层；(5)热处理步骤：将步骤(4)所得的硬涂膜在烘箱中进行高温烘烤。
进一步的，所述高硬度硬涂膜的制造方法中，在热处理步骤中，烘烤温度为100-120℃，烧烤时间为5分钟。
进一步的，上述方法还包括下面的步骤：
(6)撕膜步骤，将保护膜b从第一硬涂膜表面撕下。
在上述制备方法中，覆膜步骤是为了提高结构的机械强度，从而避免硬化涂液固化过程中膜面起皱或卷曲，热处理步骤是为了消除硬化涂层的内应力，降低涂层的收缩，避免硬化膜翘曲。
进一步的，上述硬涂膜的制造方法包括如下步骤：
(1)覆膜步骤，在基材的一面贴上保护膜a，提升该基材的机械强度；
(2)第一硬涂层形成步骤，在上述基材的未覆膜面涂布第一硬化涂液(配方A)，先后经过高压汞灯和UV-LED光源固化后得到第一硬涂层；
(3)覆膜步骤，在第一硬涂层表面贴上保护膜b，提升该基材的机械强度；
(4)第二硬涂层形成步骤，撕下保护膜a，这该面涂布第二硬化涂液(配方B)，先后经过高压汞灯和UV-LED光源固化后得到第二硬涂层；
(5)热处理步骤，将硬涂膜在烘箱中进行高温烘烤，烘烤温度为100-120℃，烧烤时间为5分钟；
(6)撕膜步骤，将起支撑作用的保护膜b从第一硬涂膜表面撕下。
本发明提供的硬涂膜的制备方法的有益效果在于：(1)本发明通过覆膜增加基膜的机械强度，该结构能够抵抗厚硬涂膜因涂层固化产生应力收缩，有利于基膜的后续加工。(2)本发明增加了一道高温烘烤的工序，该过程是通过高温烘烤来消除涂层因固化过程所产生的内应力，从而降低硬涂膜的翘曲。(3)本发明通过高效的溶剂体系和高效的UV系统的使用，能将厚的硬化涂层彻底固化，这保证了硬涂膜的高硬度和高耐磨的性能。
本发明技术方案的机理如下：
1、本发明的硬涂膜是由基材、第一硬涂层和第二硬涂层构成的。先在基材的一面贴上保护膜A，在基材的一面涂布高达因值(达因值大于36)的第一硬涂层，所述第一硬涂层起到增加结构机械强度和便于印刷和涂布的作用。而在涂布高硬度、高耐磨的第二硬涂层之前要在第一硬涂层的表面被覆上保护膜B，将保护膜A撕下后进行涂布。为了降低硬涂膜的翘曲，本发明增加了一道高温烘烤的工序，该过程是通过高温烘烤来消除涂层因固化过程所产生的内应力，从而降低涂层的收缩。
2、高效的溶剂体系：本发明选用丙酮作为丙烯酸树脂的溶剂。在整个涂布过程中，湿涂布液会通过烘箱挥发其中的溶剂，由于超高硬度硬涂膜的涂层厚度过大，表层溶剂可以得到挥发，而涂层内部的溶剂容易造成溶剂残留，这会严重影响到涂层的附着力和硬度。为了避免这种情况的发生，本发明选用了挥发速度快，沸点低的丙酮作为溶剂。
3、高效的UV固化系统：超高硬度的第二硬涂层由于涂层过厚，若采用传统的UV固化系统会出现涂层表面已经固化而涂层内部未能固化的现象，会对涂层的附着力和硬度产生影响。本发明采用高压汞灯和UV-LED光源相结合的方式，先使用穿透能力强的高压汞灯使涂层内部发生固化，再使用UV-LED光源对整个涂层进行固化。
附图说明
图1为本发明提供的硬涂膜的结构示意图。
具体实施方式
为了更易理解本发明的结构及所能达成的功能特征和优点，下文将本发明的较佳的实施例，并配合图式做详细说明如下：
如图1所示，本发明提供一种硬涂膜，所述硬涂膜依次包括第一硬涂层1、基材2和第二硬涂层3。
进一步的，本发明提供的硬涂膜的制备方法为：在基材的一面贴上保护膜a，配置第一硬化涂液，将其涂布到基材的非覆膜面上，在80～90℃对形成的涂层干燥4分钟，之后通过电离放射活化能射线(例如紫外线)对干燥的涂层进行固化，得到第一硬涂层。在第一硬涂层的表面贴上保护膜b，之后撕下保护膜a，再配置第二硬化涂液，将其涂布到基材的另一面上，在80～90℃对形成的涂层干燥4分钟，之后先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，得到第二硬涂层。待第二硬涂层固化完全后，将硬涂膜放置烘箱，在一定温度(100-120℃)下烘烤五分钟，烘烤结束后撕下保护膜b得到最终产品。
本发明提供的硬涂膜的性能按照如下方法进行测试：
(1)雾度，全光线透过率
使用日本电色NDH 2000N型雾度测定仪，利用透射光法测定。
(2)铅笔硬度
使用Elcometer 3086铅笔硬度计，测量制品铅笔硬度。测量手法：使用硬度为H～9H三菱铅笔，在500g荷重下，划出5条线，然后观察硬涂膜涂层有无划伤，并根据一下标准进行判定。
判定标准
划伤0～1条，判定“Pass”(合格)；
划伤2～5条，判定“NG”(不合格)。
(3)耐磨性
使用昆山精佳仪器A20-339耐钢丝绒试验机在500gf/cm2的荷重下，使用#0000钢丝绒在，负重1kg，在硬涂层表面上来回摩擦1000次，确认涂层有无划伤。
判定标准：
划伤0条，判定“Pass”(合格)；
划伤≥1条，判定“NG”(不合格)。
(4)涂层厚度测试
使用涂层测厚仪ETA-SST厚度测试系统，利用光衍射原理测试透明硬化涂层(硬涂层)的厚度。
(5)附着力测试
涂层经划格刀划格后，用3M胶带粘贴后再拉扯，用肉眼观测未被拉扯的涂膜面积，用百分数来表征。
(6)翘曲
裁切10cm×10cm的片材，将硬涂层朝上，放在水平的大理石平台上，测试四角翘曲值并记录数据，取最大值。测3片取平均值。
实施例1
本发明提供光固化组合物及硬涂膜，如图1所示，所述硬涂膜包括基材2和硬涂层，所述硬涂层包括第一硬涂层1和第二硬涂层3。
在厚度为100微米光学级的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(日本三菱树脂公司制造，商品名；O321E)的一个面上贴上保护膜a(苏州泰仑电子材料有限公司制造，商品名；T3603)。
配方A是把35重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、30重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，0.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，24.4重量份的溶剂丁酮，10重量份的溶剂丙二醇单甲醚混合的光固化组合物。将其涂覆到上述PET基材(也称基膜)的非覆膜面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，得到第一硬涂层。第一硬涂层的厚度为10μm。
待第一硬涂层固化完成后，在第一硬涂层的表面贴上保护膜b(绍兴旭源新材料科技有限公司制造，商品名；XY-250C)，配方B是把33重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、25重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯、10重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，30.4重量份的溶剂丙酮混合的光固化组合物。将其涂覆到上述PET基材的另一个面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，固化后涂层厚度为25μm。
第二硬涂层固化完全后，将硬涂膜放置于烘箱中，在110℃的温度下，烘烤五分钟，烘烤结束后撕下保护膜b得到最终产品。
实施例2
如实施例1提供的光固化组合物及硬涂膜的制造方法。
在厚度为125微米光学级的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(韩国东丽公司制造，商品名；XG7PL2)的一个面上贴上保护膜a(苏州泰仑电子材料有限公司制造，商品名；T3603)。
配方A是把30重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、35重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，0.6重量份的光引发剂184，0.2重量份的流平剂BYK-333，23重量份的溶剂丁酮，11.2重量份的溶剂丙二醇单甲醚混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材(也称基膜)的非覆膜面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，得到第一硬涂层。第一硬涂层的厚度为9μm。
待第一硬涂层固化完成后，在第一硬涂层的表面贴上保护膜b(绍兴旭源新材料科技有限公司制造，商品名；XY-250C)，配方B是把40重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、20重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯、5重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，2重量份的光引发剂184，0.2重量份的流平剂BYK-333，32.8重量份的溶剂丙酮混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材的另一个面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，固化后涂层厚度为25μm。
第二硬涂层固化完全后，将硬涂膜放置烘箱，在120℃的温度下，烘烤五分钟，烘烤结束后撕下保护膜b得到最终产品。
实施例3
如实施例1提供的光固化组合物及硬涂膜的制造方法。
在厚度为75微米光学级的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(韩国东丽公司制造，商品名；XG9LA7)的一个面上贴上保护膜a(苏州泰仑电子材料有限公司制造，商品名；T3603)。
配方A是把40重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、25重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1重量份的光引发剂184，0.3重量份的流平剂BYK-333，23.7重量份的溶剂丁酮，10重量份的溶剂丙二醇单甲醚混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材(也称基膜)的非覆膜面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，得到第一硬涂层。第一硬涂层的厚度为9μm。
待第一硬涂层固化完成后，在第一硬涂层的表面贴上保护膜b(绍兴旭源新材料科技有限公司制造，商品名；XY-250C)，配方B是把30重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、30重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯、10重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1重量份的光引发剂184，0.3重量份的流平剂BYK-333，28.7重量份的溶剂丙酮混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材的另一个面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，固化后涂层厚度为25μm。
实施例4
如实施例1提供的光固化组合物及硬涂膜的制造方法。
在厚度为188微米光学级的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(韩国东丽公司制造，商品名；XG7PL2)的一个面上贴上保护膜a(苏州泰仑电子材料有限公司制造，商品名；T3603)。
配方A是把35重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、33重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，0.8重量份的光引发剂184，0.2重量份的流平剂BYK-333，20重量份的溶剂丁酮，11重量份的溶剂丙二醇单甲醚混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材(也称基膜)的非覆膜面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，得到第一硬涂层。第一硬涂层的厚度为12μm。
待第一硬涂层固化完成后，在第一硬涂层的表面贴上保护膜b(绍兴旭源新材料科技有限公司制造，商品名；XY-250C)，配方B是把35重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、25重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯、15重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，23.9重量份的溶剂丙酮混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材的另一个面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，固化后涂层厚度为30μm。
第二硬涂层固化完全后，将硬涂膜放置于烘箱，在100℃的温度下，烘烤五分钟，烘烤结束后撕下保护膜b得到最终产品。
实施例5
如实施例1提供的光固化组合物及硬涂膜的制造方法。
在厚度为75微米光学级的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(日本三菱树脂公司制造，商品名；O321E)的一个面上贴上保护膜a(苏州泰仑电子材料有限公司制造，商品名；T3603)。
配方A是把38重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、32重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，0.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，19.4重量份的溶剂丁酮，10重量份的溶剂丙二醇单甲醚混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材(也称基膜)的非覆膜面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，得到第一硬涂层。第一硬涂层的厚度为8μm。
待第一硬涂层固化完成后，在第一硬涂层的表面贴上保护膜b(绍兴旭源新材料科技有限公司制造，商品名；XY-250C)，配方B是把37重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、26重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯、12重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1.2重量份的光引发剂184，0.3重量份的流平剂BYK-333，23.5重量份的溶剂丙酮混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材的另一个面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，固化后涂层厚度为25μm。
第二硬涂层固化完全后，将硬涂膜放置烘箱，在120℃的温度下，烘烤五分钟，烘烤结束后撕下保护膜b得到最终产品。
对比例1
如实施例1提供的光固化组合物。
在厚度为75微米光学级的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(日本三菱树脂公司制造，商品名；O321E)的一个面上贴上保护膜a(苏州泰仑电子材料有限公司制造，商品名；T3603)。
配方A是把35重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、30重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，0.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，24.4重量份的溶剂丁酮，10重量份的溶剂丙二醇单甲醚混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材(也称基膜)的非覆膜面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，得到第一硬涂层。第一硬涂层的厚度为8μm。
待第一硬涂层固化完成后，撕下保护膜a，配方B是把33重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、25重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯、10重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，30.4重量份的溶剂丙酮混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材的另一个面上。在80-90℃对形成的涂层干燥4分钟之后，通过UV-LED光源和高压汞灯对干燥的涂层进行固化，固化后涂层厚度为25μm。
第二硬涂层固化完全(经过光照射后即固化完全)后，将硬涂膜放置于烘箱，在120℃的温度下，烘烤五分钟，烘烤结束后得到最终产品。
与本发明提供的技术方案相比，对比例1的制造方法不同之处在于第一硬涂层固化完成后未贴合保护膜b。
对比例2
如实施例1提供的光固化组合物。
在厚度为100微米光学级的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(日本三菱树脂公司制造，商品名；O321E)的一个面上贴上保护膜a(苏州泰仑电子材料有限公司制造，商品名；T3603)。
配方A是把35重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、30重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，0.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，24.4重量份的溶剂丁酮，10重量份的溶剂丙二醇单甲醚混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材(也称基膜)的非覆膜面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，得到第一硬涂层。第一硬涂层的厚度为10μm。
待第一硬涂层固化完成后，在第一硬涂层的表面贴上保护膜b(绍兴旭源新材料科技有限公司制造，商品名；XY-250C)，配方B是把33重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、25重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯、10重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，30.4重量份的溶剂丙酮的光固化组合物。将其涂覆到上述基材的另一个面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，固化后涂层厚度为25μm。
第二硬涂层固化完全后，将硬涂膜放置于烘箱，在150℃的温度下，烘烤五分钟，烘烤结束后撕下保护膜b得到最终产品。
与本发明提供的技术方案相比，对比例2的制造方法不同之处在烘箱温度升高到了150℃
对比例3
如实施例1提供的光固化组合物。
在厚度为100微米光学级的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(日本三菱树脂公司制造，商品名；O321E)的一个面上贴上保护膜a(苏州泰仑电子材料有限公司制造，商品名；T3603)。
配方A是把35重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、30重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，0.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，24.4重量份的溶剂丁酮，10重量份的溶剂丙二醇单甲醚混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材(也称基膜)的非覆膜面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，得到第一硬涂层。第一硬涂层的厚度为9μm。
待第一硬涂层固化完成后，在第一硬涂层的表面贴上保护膜b(绍兴旭源新材料科技有限公司制造，商品名；XY-250C)，配方B是把33重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、25重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯、10重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，30.4重量份的溶剂丙酮混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材的另一个面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，固化后涂层厚度为25μm。撕下保护膜b得到最终产品。
与本发明提供的技术方案相比，对比例3的制造方法不同之处在于没有烘烤阶段。
对比例4
如实施例1提供的光固化组合物。
在厚度为100微米光学级的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(日本三菱树脂公司制造，商品名；O321E)的一个面上贴上保护膜a(苏州泰仑电子材料有限公司制造，商品名；T3603)。
配方A是把35重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、30重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，0.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，24.4重量份的溶剂丁酮，10重量份的溶剂丙二醇单甲醚混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材(也称基膜)的非覆膜面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，得到第一硬涂层。第一硬涂层的厚度为8μm。
待第一硬涂层固化完成后，在其的表面贴上保护膜b(绍兴旭源新材料科技有限公司制造，商品名；XY-250C)，撕下保护膜a，把33重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、25重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯、10重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，30.4重量份的溶剂异丙醇混合的光固化组合物涂覆到上述薄膜(基材)的另一个面上。在80-90℃对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化，固化后涂层厚度为25μm。
第二硬涂层固化完全后，将硬涂膜放置烘箱，在120℃的温度下，烘烤五分钟，烘烤结束后撕下保护膜b得到最终产品。
与本发明提供的技术方案相比，对比例4的制造方法不同之处在于配方B的溶剂换成异丙醇。
对比例5
如实施例1提供的光固化组合物。
在厚度为75微米光学级的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(韩国东丽公司制造，商品名；XG9LA7)的一个面上贴上保护膜a(苏州泰仑电子材料有限公司制造，商品名；T3603)。
配方A是把35重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、30重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，0.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，24.4重量份的溶剂丁酮，10重量份的溶剂丙二醇单甲醚混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材(也称基膜)的非覆膜面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，通过高压汞灯对干燥的涂层进行固化，得到第一硬涂层。第一硬涂层的厚度为8μm。
待第一硬涂层固化完成后，在第一硬涂层的表面贴上保护膜b(绍兴旭源新材料科技有限公司制造，商品名；XY-250C)，配方B是把33重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物、25重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯、10重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1.5重量份的光引发剂184，0.1重量份的流平剂BYK-333，30.4重量份的溶剂丙酮混合的光固化组合物。将其涂覆到上述基材的另一个面上。在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，通过高压汞灯对干燥的涂层进行固化，固化后涂层厚度为25μm。
第二硬涂层固化完全后，将硬涂膜放置烘箱，在120℃的温度下，烘烤五分钟，烘烤结束后撕下保护膜b得到最终产品。
与本发明提供的技术方案相比，对比例5的制造方法不同之处在于第二硬涂层的固化仅使用高压汞灯。
表1实施例提供的硬涂膜的性能测试结果
表2对比例提供的硬涂膜的性能测试结果
本发明提供的硬涂膜的综合性能良好，具备高硬度、高耐磨、低翘曲的性能。其中，实施例1提供的硬涂膜的综合性能最好。对比例1由于未贴合支撑膜，导致在涂布第二硬涂层时，膜两边出现褶皱，导致硬涂膜无法进行收卷，涂布必须终止。
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)
1.一种高硬度硬涂膜，其特征在于，所述硬涂膜依次包括第一硬涂层、基材和第二硬涂层。
2.根据权利要求1所述的高硬度硬涂膜，其特征在于，所述第一硬涂层的原料先配制成第一光固化组合物，所述第一光固化组合物包括溶剂丁酮和溶剂丙二醇单甲醚；所述第二硬涂层的原料先配制成第二光固化组合物，所述第二光固化组合物包括溶剂丙酮。
3.根据权利要求1所述的高硬度硬涂膜，其特征在于，所述第一硬涂层的原料先配制成第一光固化组合物，所述第一光固化组合物包括四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，季戊四醇三丙烯酸酯，光引发剂，流平剂，溶剂丁酮和溶剂丙二醇单甲醚；所述第二硬涂层的原料先配制成第二光固化组合物，所述第二光固化组合物包括九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，三官能度含氟丙烯酸丁酯，季戊四醇三丙烯酸酯，光引发剂，和溶剂丙酮。
4.根据权利要求1所述的高硬度硬涂膜，其特征在于，所述第一硬涂层的原料先配制成第一光固化组合物，所述第一光固化组合物包括下述组份：30-40重量份四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，25-35重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，0.5-1重量份的光引发剂184，0.1-0.3重量份的流平剂BYK-333，20-25重量份的溶剂丁酮，和10-15重量份的溶剂丙二醇单甲醚；所述四官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，光引发剂，流平剂，溶剂丁酮和溶剂丙二醇单甲醚的总份数是100重量份；
所述第二硬涂层的原料先配制成第二光固化组合物，所述第二光固化组合物包括下述组份：30-40重量份九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，20-30重量份三官能度含氟丙烯酸丁酯，5-15重量份的多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，1-2重量份的光引发剂184，0.1-0.3重量份的流平剂BYK-333，和23.5-32.8重量份溶剂丙酮；所述九官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物，三官能度含氟丙烯酸丁酯，多官能度活性单体季戊四醇三丙烯酸酯，光引发剂，流平剂，和溶剂丙酮的总份数是100重量份。
5.根据权利要求1所述的高硬度硬涂膜，其特征在于，所述第一硬涂层的厚度为8-12μm。
6.根据权利要求5所述的高硬度硬涂膜，其特征在于，所述第二硬涂层的厚度为25-30μm。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述高硬度硬涂膜的制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)覆膜步骤：在基材的一面贴上保护膜；
(2)第一硬涂层形成步骤：在步骤(1)所得基材的未覆保护膜的一面涂布第一硬化涂液，先后经过高压汞灯和UV-LED光源固化后得到第一硬涂层；
(3)覆膜步骤，在步骤(2)所得第一硬涂层表面贴上保护膜；
(4)第二硬涂层形成步骤：将步骤(3)所得结构的步骤(1)所贴保护膜撕下，在基材的这一面涂布第二硬化涂液，先后经过高压汞灯和UV-LED光源固化后得到第二硬涂层；
(5)热处理步骤：将步骤(4)所得的硬涂膜进行烘烤。
8.根据权利要求7所述高硬度硬涂膜的制造方法，其特征在于，其中，
(2)第一硬涂层形成步骤：在步骤(1)所得基材的未覆保护膜的一面涂布第一硬化涂液，在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化；
(4)第二硬涂层形成步骤：将步骤(3)所得结构的步骤(1)所贴保护膜撕下，在基材的这一面涂布第二硬化涂液，在80-90℃的烘箱中对形成的涂层干燥4分钟之后，先后通过高压汞灯和UV-LED光源对干燥的涂层进行固化。
9.根据权利要求7所述高硬度硬涂膜的制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)覆膜步骤：在基材的一面贴上保护膜a；
(2)第一硬涂层形成步骤：在步骤(1)所得基材的未覆保护膜a的一面涂布第一硬化涂液，先后经过高压汞灯和UV-LED光源固化后得到第一硬涂层；
(3)覆膜步骤，在步骤(2)所得第一硬涂层表面贴上保护膜b；
(4)第二硬涂层形成步骤：将步骤(3)所得结构的保护膜a撕下，在基材的这一面涂布第二硬化涂液，先后经过高压汞灯和UV-LED光源固化后得到第二硬涂层；
(5)热处理步骤：将步骤(4)所得的硬涂膜在烘箱中进行高温烘烤。
10.根据权利要求7-9中任一项所述高硬度硬涂膜的制造方法，其特征在于，在热处理步骤中，烘烤温度为100-120℃，烧烤时间为5分钟。
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