CN114106379A - 一种耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜 - Google Patents

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Abstract

本发明属于硬化膜技术领域，具体涉及一种耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，包括基材层、高韧性硬化层和高耐磨硬化层，所述高耐磨硬化层为硬化膜的表层。本发明在基材层上涂覆高韧性硬化层和高耐磨硬化层之后，使得基材的耐磨性和韧性显著提高，可同时满足折叠手机对于耐磨性和弯折性能的要求；高韧性硬化层和高耐磨硬化层分别涂覆于基材两侧，在保证高耐磨和高韧性的同时，可以最大限度地降低硬化膜的翘曲，而且，高耐磨硬化层位于外侧，保证使用过程中的耐磨性，高韧性硬化层位于内侧，在进行弯折时，内侧受力更集中，更容易出现折痕、裂纹等，将高韧性硬化层置于基材层内侧，可以有效地保护基材层，提高整个硬化膜的耐弯折性能。

Description

一种耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜
技术领域
本发明属于硬化膜技术领域，具体涉及一种耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜。
背景技术
在智能手机发展普及的时代，玻璃材质因为其光学性能优异，强度以及表面硬度高，被广泛应用于手机盖板材料。随着3D玻璃的技术成熟，玻璃盖板延续到固定曲率的曲面屏手机。而到了折叠机发展的时代，玻璃盖板已经不能满足可折叠手机的要求，目前行业内广泛应用无色聚酰亚胺(Colorless Polyimide，CPI)材料作为折叠手机的必备材料。
不过CPI材料并不是完美无缺的解决方案，可折叠手机盖板必须要达到高透光率、低雾度、耐刮耐摩擦、柔软性能要好，但是CPI材料防刮擦能力较差，容易出现划痕，同时抗冲击保护能力比较差，对于外力冲击不能起到良好的保护作用。
除了CPI材料，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)也可以作为折叠手机的硬化膜材料，但是，一般的PET因为硬度差、模量低而难以直接应用在折叠机上。
发明内容
为了提供一种适用于折叠机的硬化膜，本发明公开了一种耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，该硬化膜在基材层上涂覆高韧性硬化层和高耐磨硬化层之后，使得基材的耐磨性和韧性显著提高，可同时满足折叠手机对于耐磨性和弯折性能的要求。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，包括基材层、高韧性硬化层和高耐磨硬化层，所述高耐磨硬化层为硬化膜的表层。
作为优选，上述基材层的一侧涂覆高韧性硬化层，另一侧涂覆高耐磨硬化层。
作为优选，上述高韧性硬化层与高耐磨硬化层的厚度相等；所述基材层为PET薄膜或CPI薄膜，厚度为25-200μm，动态弯折次数不低于50K次，作为优选，所述基材层的厚度为50-100μm，动态弯折次数不低于150K次。
作为优选，上述高韧性硬化层由如下重量分的各组分组成：韧性树脂50-90份、柔性单体5-20份、活性稀释剂40-60份、光引发剂3-5份、流平剂0.1-1份、有机溶剂50-80份；
所述高耐磨硬化层由如下重量分的各组分组成：耐磨树脂50-80份、光引发剂3-5份、活性稀释剂20-50份、有机溶剂50-80份、抗指纹剂0.05-1份、流平剂0.1-1份。
作为优选，上述韧性树脂为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、有机硅改性丙烯酸酯中的一种或几种；
所述耐磨树脂为官能度为6的聚氨酯丙烯酸酯、官能度为9的聚氨酯丙烯酸酯中的一种或几种；
所述柔性单体为聚己内酯改性丙烯酸酯；
所述活性稀释剂为丙烯酸月桂酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、十二烷基乙烯基醚、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯中的一种或几种；
所述光发剂为α-羟基酮类、苯偶酰及其衍生物、酰基膦氧化物中的一种或几种；
所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂、有机硅树脂中的一种或几种；
所述有机溶剂为丁酮、甲基异丁酮、异丙醇、丙二醇单甲醚、乙酸乙酯中的一种或几种；
所述抗指纹剂为全氟聚醚改性丙烯酸酯。
作为优选，上述韧性树脂为巴斯夫LR8765、陕西喜莱坞EA 200、沙多玛CN997、陕西喜莱坞UA320、沙多玛CN2251、沙多玛CN990、长兴6225中的一种或几种；所述耐磨树脂为W4019、W4500、长兴6145-100中的一种或几种。
作为优选，上述高韧性硬化层和高耐磨硬化层的硬度均不低于HB，断裂伸长率均不低于1％，光学透过率均不低于86％，雾度均不高于1.5％，YI值均不高于2，厚度均为2-50μm；
所述硬化膜的铅笔硬度不低于2H，断裂伸长率不低于1％，光学透过率不低于88％，雾度不高于1.5％，YI值不高于2。
作为优选，上述高韧性硬化层和高耐磨硬化层的硬度均不低于H，断裂伸长率均不低于2.5％，光学透过率均不低于90％，雾度均不高于1％，YI值均不高于1.5，厚度均为2-20μm；
所述硬化膜的铅笔硬度不低于3H，断裂伸长率不低于2.5％，光学透过率不低于90％，雾度不高于1％，YI值不高于1.5。
作为优选，上述的耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，由如下方法制备而成：
(1)对基材除静电后进行溶剂清洗，清洗后干燥；
(2)在干燥后的基材的一侧先涂覆高韧性硬化层，进入烘箱加热后，进行UV固化，收卷；
(3)在基材的另一侧涂覆高耐磨硬化层，进入烘箱加热后，进行UV固化，收卷，即得到耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜。
作为优选，上述步骤(1)中溶剂清洗所用的溶剂为丁酮、甲基异丁酮、异丙醇、丙二醇单甲醚、乙酸乙酯、甲苯、环己酮、环己烷中的一种或几种；
所述步骤(2)和步骤(3)中烘箱加热的条件为：烘箱温度为60～140℃，加热时间为1-5min，作为优选，烘箱温度为80-100℃；
所述步骤(2)和步骤(3)中UV固化的条件为：UV的照度：100-600mW/cm2；光量：200-1200mJ/cm2；
所述步骤(2)和步骤(3)中UV固化过程中背辊的温度为35-80℃。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明在基材层上涂覆高韧性硬化层和高耐磨硬化层之后，使得基材的耐磨性和韧性显著提高，可同时满足折叠手机对于耐磨性和弯折性能的要求；
(2)本发明的高韧性硬化层和高耐磨硬化层分别涂覆于基材的两侧，在保证高耐磨和高韧性的同时，可以最大限度地降低硬化膜的翘曲，两侧涂层达到拉力平衡，有效避免了硬化膜的翘曲问题，而且，高耐磨硬化层位于表层，保证使用过程中的耐磨性，高韧性硬化层位于内侧，在进行弯折时，内侧受力更集中，更容易出现折痕、裂纹等，将高韧性硬化层置于基材层内侧，可以有效地保护基材层，提高整个硬化膜的耐弯折性能；
(3)本发明的高韧性硬化层添加柔性单体来增加涂层的柔韧性，高耐磨硬化层的耐磨树脂采用高官能度的聚氨酯丙烯酸酯(优选6官能度和9官能度)来提高涂层的硬度和耐磨性，进一步提高外层的耐磨性和内层的耐弯折性，从而确保整个硬化膜的耐弯折和耐磨性能，延长使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜的结构示意图；
图中：1.基材层；2.高韧性硬化层；3.高耐磨硬化层。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜包括基材层1、高韧性硬化层2和高耐磨硬化层3。
耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，由如下方法制备而成：
(1)对基材除静电后进行溶剂清洗，清洗后干燥；
(2)在干燥后的基材的一侧先涂覆高韧性硬化层，进入烘箱60-140℃加热1-5min后，进行UV固化，收卷；
(3)在基材的另一侧涂覆高耐磨硬化层，进入烘箱60-140℃加热1～5min后，进行UV固化，收卷，即得到耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜。
其中，高韧性硬化层所用的涂液的制备方法为：依次称取韧性树脂、活性稀释剂、柔性单体、光引发剂、有机溶剂、流平剂，加入配液桶中，适速分散30分钟，静置30min。完成配置固含量20-60％的高韧性硬化液，优选固含30-35％。
高耐磨硬化层所用的涂液的制备方法为：依次称取耐磨树脂、光引发剂、活性稀释剂、有机溶剂、流平剂、抗指纹剂，加入配液桶中，适速分散30分钟，静置1小时消泡。完成配置固含量20-60％的高耐磨硬化液，优选固含30-35％。
高韧性硬化层的实施例A1-A3和对比例a1以及高耐磨硬化层的实施例B1-B3和对比例b1的各组分及其用量见表1：
表1
Figure BDA0002648172790000041
将上述高韧性硬化层的实施例A1-A3和对比例a1以及高耐磨硬化层的实施例B1-B3和对比例b1分别涂覆于PET基材表面(每个基材表面只涂覆一层高韧性硬化层或高耐磨硬化层)，获得的不同厚度的高韧性硬化层和高耐磨硬化层，并在6μm厚的A1基础上，改变固化条件获得对比例a2和a3，测试结果见表2。
表2
Figure BDA0002648172790000042
Figure BDA0002648172790000051
在基材层上涂覆高韧性硬化层和高耐磨硬化层，不同实施例和对比例的基材、硬化层、硬化层厚度及处理工艺见表3(表3中韧性层代表高韧性硬化层，耐磨层代表高耐磨硬化层)。
表3
Figure BDA0002648172790000052
Figure BDA0002648172790000061
表3中初始水滴角、橡皮擦1500次后水滴角和耐钢丝绒是针对高耐磨硬化层的测试。韧性层和耐磨层涂覆位置为一侧时，韧性层位于基材层与耐磨层之间。表3中所选择的相应厚度的韧性层或耐磨层与表2中相应厚度的高韧性硬化层或高耐磨硬化层的处理工艺一致(比如，表3中实施例1选择的韧性层为3μm厚的A1，则其处理工艺与表2中2μm后的A1的处理工艺一致)。
在实际生产过程中，由于PET具有比CPI更好的光学性能，且具有更低的价格，有利于满足消费者高性能和低价格的要求，可以考虑主要选择PET作为基材。
测试仪器：
Figure BDA0002648172790000062
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，其特征在于：包括基材层、高韧性硬化层和高耐磨硬化层，所述高耐磨硬化层为硬化膜的表层。
2.如权利要求1所述的耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，其特征在于：所述基材层的一侧涂覆高韧性硬化层，另一侧涂覆高耐磨硬化层。
3.如权利要求1所述的耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，其特征在于：所述高韧性硬化层与高耐磨硬化层的厚度相等；所述基材层为PET薄膜或CPI薄膜，厚度为25-200μm，动态弯折次数不低于50K次，作为优选，所述基材层的厚度为50-100μm，动态弯折次数不低于150K次。
4.如权利要求1所述的耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，其特征在于：所述高韧性硬化层由如下重量分的各组分组成：韧性树脂50-90份、柔性单体5-20份、活性稀释剂40-60份、光引发剂3-5份、流平剂0.1-1份、有机溶剂50-80份；
所述高耐磨硬化层由如下重量分的各组分组成：耐磨树脂50-80份、光引发剂3-5份、活性稀释剂20-50份、有机溶剂50-80份、抗指纹剂0.05-1份、流平剂0.1-1份。
5.如权利要求4所述的耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，其特征在于：所述韧性树脂为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、有机硅改性丙烯酸酯中的一种或几种；
所述耐磨树脂为官能度为6的聚氨酯丙烯酸酯、官能度为9的聚氨酯丙烯酸酯中的一种或几种；
所述柔性单体为聚己内酯改性丙烯酸酯；
所述活性稀释剂为丙烯酸月桂酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、十二烷基乙烯基醚、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯中的一种或几种；
所述光发剂为α-羟基酮类、苯偶酰及其衍生物、酰基膦氧化物中的一种或几种；
所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂、有机硅树脂中的一种或几种；
所述有机溶剂为丁酮、甲基异丁酮、异丙醇、丙二醇单甲醚、乙酸乙酯中的一种或几种；
所述抗指纹剂为全氟聚醚改性丙烯酸酯。
6.如权利要求5所述的耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，其特征在于：所述韧性树脂为巴斯夫LR8765、陕西喜莱坞EA 200、沙多玛CN997、陕西喜莱坞UA320、沙多玛CN2251、沙多玛CN990、长兴6225中的一种或几种；所述耐磨树脂为W4019、W4500、长兴6145-100中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，其特征在于：所述高韧性硬化层和高耐磨硬化层的硬度均不低于HB，断裂伸长率均不低于1%，光学透过率均不低于86%，雾度均不高于1.5%，YI值均不高于2，厚度均为2-50μm；
所述硬化膜的铅笔硬度不低于2H，断裂伸长率不低于1%，光学透过率不低于88%，雾度不高于1.5%，YI值不高于2。
8.如权利要求7所述的耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，其特征在于：所述高韧性硬化层和高耐磨硬化层的硬度均不低于H，断裂伸长率均不低于2.5%，光学透过率均不低于90%，雾度均不高于1%，YI值均不高于1.5，厚度均为2-20μm；
所述硬化膜的铅笔硬度不低于3H，断裂伸长率不低于2.5%，光学透过率不低于90%，雾度不高于1%，YI值不高于1.5。
9.如权利要求1所述的耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，其特征在于：由如下方法制备而成：
（1）对基材除静电后进行溶剂清洗，清洗后干燥；
（2）在干燥后的基材的一侧先涂覆高韧性硬化层，进入烘箱加热后，进行UV固化，收卷；
（3）在基材的另一侧涂覆高耐磨硬化层，进入烘箱加热后，进行UV固化，收卷，即得到耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜。
10.如权利要求9所述的耐弯折高硬度高耐磨聚酯硬化膜，其特征在于：所述步骤（1）中溶剂清洗所用的溶剂为丁酮、甲基异丁酮、异丙醇、丙二醇单甲醚、乙酸乙酯、甲苯、环己酮、环己烷中的一种或几种；
所述步骤（2）和步骤（3）中烘箱加热的条件为：烘箱温度为60~140℃，加热时间为1-5min，作为优选，烘箱温度为80-100℃；
所述步骤（2）和步骤（3）中UV固化的条件为：UV的照度：100-600mW/cm2；光量：200-1200mJ/cm2；
所述步骤（2）和步骤（3）中UV固化过程中背辊的温度为35-80℃。
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