CN114854302A - 一种硬化层涂布液、硬化膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及功能性薄膜技术领域，具体公开了一种硬化层涂布液、硬化膜及其制备方法，所述硬化层涂布液包括按质量百分含量计的以下组分：66‑80％高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物，10‑18％丙烯酸酯单体，4‑7％二氧化硅粒子，3‑9％聚氨酯弹性粒子，0.2‑0.3％流平剂，1.2‑1.8％光引发剂，其中，所述高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、丙烯酸酯单体、二氧化硅粒子、聚氨酯弹性粒子、流平剂、光引发剂的质量百分含量之和为100％。该硬化层涂布液固化后形成的硬化膜，具有高耐橡皮擦性，同时具有闪点性能好、硬度高以及耐橡皮擦测试后雾度下降不严重的有益效果。

Description

一种硬化层涂布液、硬化膜及其制备方法

技术领域

本申请涉及功能性薄膜技术领域，具体公开了一种硬化层涂布液、硬化膜及其制备方法。

背景技术

目前市面上常用的防眩光硬化膜是在现有的防眩光硬化膜基础上还需要有高耐磨、良好的闪点。防眩光主要是环境中亮度极高的光源所产生，例如日光，经反射而形成强烈的亮度对比，总体体现让人眼产生眩光。目前，液晶显示设备产生眩光所占比例极大，液晶显示设备的眩光一般是自身发出的光与环境中光源在显示屏幕反射光相互叠加作用于人眼，长期的眩光不但会造成视觉上的不适应感，而且强烈的眩光还会损害视觉甚至导致失明。为此，市场上各类液晶显示设备表面需要贴合具有防眩效果的硬化膜，此类硬化膜同时还要具备高耐磨作用，传统制备防眩光膜有两种方法：一是膜制备中加入防眩光物质，二是热压辊成型法，这两种方法虽然具有制作方法简单的优点，但是防眩光性能不容易控制，硬度不够高，虽然目前市面上存在的一些硬化膜具有防眩光性能可控、硬度高的优点，但是经过耐橡皮擦测试之后，防眩光膜的雾度下降较严重，因此，目前亟需提供一种综合性能较好的硬化膜。

发明内容

为了解决现有硬化膜的耐橡皮擦测试后，雾度下降严重的问题，本申请提供一种硬化层涂布液、硬化膜及其制备方法，该硬化层涂布液固化后形成的硬化膜，同时具有高耐磨性、高硬度、闪点性能好和耐橡皮擦测试后雾度下降不严重的有益效果。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供了一种硬化层涂布液，所述硬化层涂布液包括按质量百分含量计的以下组分：

66-80％高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物，10-18％丙烯酸酯单体，4-7％二氧化硅粒子，3-9％聚氨酯弹性粒子，0.2-0.3％流平剂，1.2-1.8％光引发剂，其中，所述高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、丙烯酸酯单体、二氧化硅粒子、聚氨酯弹性粒子、流平剂、光引发剂的质量百分含量之和为100％。

进一步的，高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物的质量百分含量为74.2-78.6％，丙烯酸酯单体的质量百分含量为12-18％，二氧化硅粒子的质量百分含量为5.9-6％二氧化硅粒子、聚氨酯弹性粒子的质量百分含量为6-8％、光引发剂的质量百分含量为1.2-1.5％。

进一步的，所述高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物的官能度不小于4，且不大于9。

本申请第二方面提供了一种硬化膜，包括基材和硬化层，其中，所述硬化层由上述所述的硬化层涂布液固化后形成。

本申请第三方面提供了一种硬化膜的制备方法，包括以下步骤：

配置硬化层涂布液；

将所述硬化层涂布液涂布在所述基材上；

在80-90℃的温度下对涂层进行干燥处理；

之后在紫外光照下对干燥的涂层进行固化。

根据本发明的一些实施例，所述二氧化硅粒子包括二氧化硅无机大粒子和二氧化硅无机小粒子，其中，所述二氧化硅无机大粒子的粒径为4-8μm，所述二氧化硅无机小粒子的粒径为0.5-1.0μm，所述聚氨酯弹性粒子的粒径为5-10μm。

根据本发明的一些实施例，所述二氧化硅无机大粒子的质量百分含量为2-3％，所述二氧化硅无机小粒子的质量百分含量为2-4％。

根据本发明的一些实施例，所述二氧化硅无机大粒子的质量百分含量为2.9-3％，所述二氧化硅无机小粒子的质量百分含量为3-4％。

根据本发明的一些实施例，所述高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物选自四官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、五官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、六官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、七官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物或九官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物中的一种或至少两种的组合。

根据本发明的一些实施例，所述高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物为四官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、六官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物的组合，其中，所述六官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物的质量百分含量为30-40％，所述四官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物的质量百分含量为30-40％。

根据本发明的一些实施例，所述硬化层涂布液还包括溶剂，所述硬化层涂布液的固含量为30-50％。

根据本发明的一些实施例，所述溶剂为丙二醇甲醚，所述流平剂为硅氧烷。

根据本发明的一些实施例，所述基材为光学级PET基材。

根据本发明的一些实施例，为了提高硬化层对基材的附着力，基材上设置有底涂层，底涂层上涂布硬化层。

根据本发明的一些实施例，所述基材的厚度为100-250μm，优选100-188μm，最优选188μm。

根据本发明的一些实施例，所述硬化层的厚度为3-10μm。前述厚度为硬化层的干涂层厚度，硬化层湿涂层厚度一般8-25μm左右。

根据本发明的一些实施例，所述硬化层的厚度为5-10μm。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

1、通过在硬化层涂布液内加入聚氨酯弹性粒子，可以吸收橡皮的能量，从而提高耐橡皮的次数，解决了耐橡皮擦能力不足的问题；

2、采用二氧化硅粒无机大小粒子混合，其中粒径为0.5-1.0μm小粒子与粒径为4-8μm大粒子混合后能够良好的分散在高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物中，其中，大粒子能够提高硬化层的硬度，小粒子能够提高闪点的性能，此外，二氧化硅粒无机大小粒子的质量百分比例对硬化层的耐磨性能和闪点性能有影响；

3、通过在硬化层涂布液内加入高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物和丙烯酸酯单体，这样在紫外光照下高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物和丙烯酸酯单体可以快速聚合，使粒子突出在硬化层的表面和悬浮在硬化层里面，从而可以达到高耐磨和防眩光性能；

4、高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物和丙烯酸酯单体的质量百分含量的控制对硬化层表面的耐磨有影响，特别是六官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物和四官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物，和丙烯酸酯单体混合后，经过光固化后发生交联反应，形成高硬度的硬化层，从而提高硬化膜的耐磨性能；

5、硬化膜表面耐橡皮磨擦500g/6000次，雾度仅仅降低1％，同时保持优秀的硬度和低闪点性能。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明提供的硬化膜的结构示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本申请的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。

在附图中示出了根据本申请实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

在本申请的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

如图1所示，本发明提供了一种硬化膜，该硬化膜包括基材3和硬化层1，所述硬化层1由本发明下述实施例提供的硬化层涂布液固化后形成。为了提高硬化层1对基材3的附着力，基材3上设置有底涂层2，底涂层2上涂布硬化层1，基材3可以为PET基材。

本发明实施例提供的硬化层涂布液的原料中，六官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、四官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物和丙烯酸酯单体由广州申威公司生产，二氧化硅无机粒子和聚氨酯弹性粒子由富士硅化学公司生产，硅氧烷流平剂由毕克化学生产，丙二醇甲醚由杭州高晶公司生产。

本发明实施例中硬化膜中的基材材质可以是高透明基材，具体可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，厚度：100-250μm，优选188μm；

基材可以是东丽生产的PL2-188μm的基材，所述基材包括基材本体层和前处理层，底涂层形成在基材本体层表面，是一层化学基底，可以提高硬化层与基材层的附着力。

值得一提的是，本发明实施例中硬化膜的制备方法，包括以下步骤：

首先配置硬化层涂布液；

具体地，硬化层涂布液的固含量为30-50％。

所述硬化层涂布液按质量百分含量计包括：

30-40％六官能团聚氨酯丙烯酸树脂，30-40％四官能团聚氨酯丙烯酸树脂，10-18％丙烯酸酯单体，其中齐聚物选择带有羟基或者羧基官能团的聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物。

3-9％聚氨酯弹性粒子，2-3％二氧化硅无机大粒子，粒径为4-8μm；3-4％二氧化硅无机小粒子，粒径为0.5-1μm，0.2-0.3％硅氧烷流平剂，1.2-1.8％光引发剂；

将配置好的硬化层涂布液静置30min后涂布在所述基材上；

在85℃的温度下对涂层进行干燥处理5min；

之后在紫外光照下对干燥的涂层进行固化，光固化能量：400-600mJ/cm²。

最后形成的硬化层涂层厚度为：5-10μm(上述厚度范围内，不仅能保证良好的防眩光和耐磨性，同时具有较薄的厚度)。

接下来，对以下实施例1-7中的硬化膜进行性能测试，其中，使用的测试仪器及测试方法如下：

1、透光率和雾度测试：日本电色NDH-2000N，按照JISK-7150标准，测试硬化膜的全光线透过率和雾度。

2、耐磨性测试：昆山精佳仪器A20-339，按照JISK-5600标准，采用三菱橡皮，500gf/cm²负重，来回擦拭硬化膜表面，摩擦6000次后，测量雾度变化。

3、铅笔硬度测试：日本Elcometer 3086，按照JIS-K5600标准，采用三菱型号1H-9H铅笔，负重500g,在硬化膜表面划5条线，检测膜面是否出现划伤的最高铅笔型号。

4、硬化层附着力测试：按照JISK-5600标准，测试硬化层表面的附着力，其中100/100代表不脱落，0/100代表完全脱落。

5、闪点性能测试：硬化膜紧贴在纯绿色显示屏背景下，通过电子显微镜观察发亮颗粒直径大小，膜面发亮颗粒平均直径≥3μm，则闪点性能较差，膜面发亮颗粒平均直径1-3μm之间，则闪点性能一般，膜面发亮颗粒平均直径≤1μm，则闪点性能优秀。闪点性能评价为优秀时，称为低闪点。

6、厚度测试：裁剪100mm×100mm的硬化膜，用千分尺测试其厚度。

实施例1

本实施例提供一种硬化层涂布液以及一种硬化膜，所述硬化层涂布液的固含量为30％，其中，所述硬化层涂布液包括六官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、四官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、丙烯酸酯单体、粒径为4-8μm的二氧化硅无机大粒子、粒径为0.5-1μm的二氧化硅无机小粒子、聚氨酯弹性粒子、助剂以及溶剂，各组分的重量百分含量如表1所示，所述硬化膜包括基材和硬化层，所述基材为PET基材，所述硬化层由上述硬化层涂布液固化后形成，其中，基材厚度为188μm，硬化层的厚度为5μm。

实施例2-9

如实施例1提供的硬化层涂布液和硬化膜，其各项组分的含量如表1所示。

表1实施例1-9中硬化层涂布液的组分及其质量百分含量

对比例1

对比例1提供一种硬化层涂布液及一种硬化膜，所述硬化层涂布液的固含量为30％，所述硬化层涂布液包括六官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、四官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、丙烯酸酯单体、二氧化硅无机大粒子、二氧化硅无机小粒子、助剂以及溶剂，各组分的重量百分含量如表2所示，其中，助剂包括硅氧烷流平剂0.3％、光引发剂1.5％，溶剂为丙二醇甲醚。

所述硬化膜包括基材和硬化层，所述基材为PET基材，所述硬化层由上述硬化层涂布液固化后形成，基材厚度为188μm，硬化层的厚度为5μm。

对比例2-3

如对比例1提供的硬化层涂布液和硬化膜，各组分的质量百分含量如表2所示。

表2对比例1-3中硬化层涂布液的组分及其质量百分含量

接下来，使用上述所说的测试仪器和测试方法对实施例1-9中的硬化膜和对比例1-3中的硬化膜进行性能测试，测试结果如表3所示：

表3本发明实施例1-9及对比例1-3提供的硬化膜的主要性能检测结果

由表3所示的实验检测数据可以发现，聚氨酯弹性粒子的添加量会直接影响橡皮耐磨性能，二氧化硅无机粒子的添加量会直接影响硬度性能。当二氧化硅无机粒子添加量为4％到7％时，弹性粒子添加量在3-6％时，耐橡皮磨擦6000次后，雾度下降在1％左右，闪点性能不改变。随着二氧化硅无机粒子添加量在6％左右，弹性粒子添加量增加到9％时，橡皮擦磨6000次后，雾度下降仍然可以控制在1％以内，硬度性能和闪点性能也同样达到要求。当二氧化硅无机粒子添加量为12％，弹性粒子添加量为0％时，如对比例1和2，弹性粒子添加量少的时候，会导致硬粒子和橡皮的摩擦面积增加，导致粒子脱落，最后导致摩擦测试后，雾度降低3％以上。当二氧化硅无机粒子添加量为12％，弹性粒子添加量为10％时，如对比例3，雾度升高明显，影响产品本身的透光率，耐磨次数下降明显，闪点性能佳。

值得一提的是，由表3可知，本申请实施例1、4、6提供的硬化膜的综合性能更好。

以上对本申请的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本申请的范围。本申请的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本申请的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本申请的范围之内。

Claims (10)

1.一种硬化层涂布液，其特征在于，所述硬化层涂布液包括按质量百分含量计的以下组分：

66-80％高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物，10-18％丙烯酸酯单体，4-7％二氧化硅粒子，3-9％聚氨酯弹性粒子，0.2-0.3％流平剂，1.2-1.8％光引发剂，其中，所述高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、丙烯酸酯单体、二氧化硅粒子、聚氨酯弹性粒子、流平剂、光引发剂的质量百分含量之和为100％。

2.根据权利要求1所述的硬化层涂布液，其特征在于，所述二氧化硅粒子包括二氧化硅无机大粒子和二氧化硅无机小粒子，其中，所述二氧化硅无机大粒子的粒径为4-8μm，所述二氧化硅无机小粒子的粒径为0.5-1.0μm，所述聚氨酯弹性粒子的粒径为5-10μm。

3.根据权利要求2所述的硬化层涂布液，其特征在于，所述二氧化硅无机大粒子的质量百分含量为2-3％，所述二氧化硅无机小粒子的质量百分含量为2-4％。

4.根据权利要求3所述的硬化层涂布液，其特征在于，所述二氧化硅无机大粒子的质量百分含量为2.9-3％，所述二氧化硅无机小粒子的质量百分含量为3-4％。

5.根据权利要求2所述的硬化层涂布液，其特征在于，所述高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物选自四官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、五官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、六官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、七官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物或九官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物中的一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求5所述的硬化层涂布液，其特征在于，所述高官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物为四官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、六官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物的组合，其中，所述六官能团聚氨酯丙烯酸酯齐聚物的质量百分含量为30-40％，所述四官能团聚氨酯丙烯酸酯齐聚物的质量百分含量为30-40％。

7.根据权利要求6所述的硬化层涂布液，其特征在于，所述硬化层涂布液还包括溶剂，所述硬化层涂布液的固含量为30-50％，。

8.根据权利要求7所述的硬化层涂布液，其特征在于，所述溶剂为丙二醇甲醚，所述流平剂为硅氧烷。

9.一种硬化膜，其特征在于，包括基材和硬化层，其中，所述硬化层由权利要求1-8中任一项所述的硬化层涂布液固化后形成。

10.一种如权利要求9所述的硬化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

配置硬化层涂布液；

将所述硬化层涂布液涂布在所述基材上；

在80-90℃的温度下对涂层进行干燥处理；

之后在紫外光照下对干燥的涂层进行固化。

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