CN116042001A

CN116042001A - 紫外光固化涂料、反射膜及其制备方法

Info

Publication number: CN116042001A
Application number: CN202310332198.2A
Authority: CN
Inventors: 陈佳萍; 陈哲; 邓飞
Original assignee: Ningbo Solartron Technology Co Ltd
Current assignee: Ningbo Solartron Technology Co Ltd
Priority date: 2023-03-31
Filing date: 2023-03-31
Publication date: 2023-05-02

Abstract

本发明涉及反射膜制备技术领域，公开了紫外光固化涂料、反射膜的制备方法和反射膜。紫外光固化涂料，包括：混合型低聚物30~40wt%、光引发剂4~5wt%、UV稀释剂25~35wt%以及溶剂25~35wt%；混合型低聚物由柔性低聚物和环氧低聚物组成，柔性低聚物选自聚丙烯酸酯低聚物、聚醚丙烯酸酯低聚物、聚硅氧烷丙烯酸酯低聚物和聚氨基丙烯酸酯低聚物中至少一种，环氧低聚物占混合型低聚物质量的3/10~5/10。反射膜的制备方法，包括：采用滚轴压印的方式将上述紫外光固化涂料涂覆至反射基材上。反射膜，采用上述方法制得。制得的反射膜表面的紫外光固化胶层厚度极小，且具有较佳的反射率、抗吸附性以及耐刮擦性等性能。

Description

紫外光固化涂料、反射膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及反射膜制备技术领域，具体而言，涉及紫外光固化涂料、反射膜及其制备方法。

背景技术

反射膜是液晶显示器中背光模组的重要光学膜，在其表面涂覆一层具有优异物理化学性质的高分子树脂和胶水，可赋予薄膜抗刮伤、抗吸附、抗顶白等多种性能，甚至可以保持或者提高其在应用时的反射率，满足客户需求。粒子涂布型反射膜的涂层厚度一般在20~100 μm范围。

近年来，随着中小尺寸显示应用的广泛发展，如手机、智能手表、汽车、游戏机，显示领域对相关涂布产品的厚度提出了更严苛的限制要求，而传统的粒子涂布技术仍较难实现5μm以下超薄涂层的制备。因此，开发出小尺寸用超薄型反射膜将会具有重要的现实意义。

紫外光固化胶主要由光引发剂、活性UV稀释剂、低聚物和少量助剂组成，经过滚轴压印工艺可将其涂覆到各类膜上，如增亮膜、反射膜、保护膜等，具备节能高效、绿色环保等优异性能。通过调节滚轴和传送带底板之间的间隙距离，紫外光固化胶的涂覆厚度可控制在5 μm以下。因此，通过紫外光固化技术开发出小尺寸的零件或设备用超薄型反射膜，将会展现出重要的价值。

然而，需要注意的是，由于要制备的反射膜表面的涂层厚度极薄，直接将现有的紫外光固化涂料用于制备反射膜可能制得的反射膜性能较现有粒子涂布技术制得的反射膜性能差。因此需要保证制得的如此薄的涂层仍旧具有较佳的膜面质量、反射率、抗吸附性以及耐刮擦性等性能。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供紫外光固化涂料、反射膜的制备方法和反射膜。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种紫外光固化涂料，包括：

混合型低聚物30~40wt%、光引发剂4~5wt%、UV稀释剂25~35wt%以及溶剂25~35wt%；

混合型低聚物由柔性低聚物和环氧低聚物组成，柔性低聚物选自聚丙烯酸酯低聚物、聚醚丙烯酸酯低聚物、聚硅氧烷丙烯酸酯低聚物和聚氨基丙烯酸酯低聚物中至少一种，环氧低聚物占混合型低聚物质量的3/10~5/10。

在可选的实施方式中，环氧低聚物包括环氧树脂。

在可选的实施方式中，光引发剂选自1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、2 ,4 ,6(三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦)和二甲苯酮中至少一种。

在可选的实施方式中，UV稀释剂为丙烯酸酯系单体；

优选地，UV稀释剂选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异冰片酯中至少一种。

在可选的实施方式中，溶剂选自乙酸乙酯、乙酸丁酯、N,N-二甲基甲酰胺和丁酮中至少一种。

在可选的实施方式中，还包括流平剂0.1~0.5 wt%；

优选地，流平剂选自聚甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚硅氧烷、聚酯硅氧烷和有机硅丙烯酸酯中至少一种。

第二方面，本发明提供一种反射膜的制备方法，包括：

采用滚轴压印的方式将如前述实施方式任一项的紫外光固化涂料涂覆至反射基材上，在滚轴压印和紫外光固化同时工作下使紫外光固化涂料固化形成光固化胶层；

滚轴压印所使用的滚轴的表面具有微结构纹样以使得压印后在光固化胶层表面形成对应的微结构。

在可选的实施方式中，该制备方法还包括如下两个技术特征中至少一个：

（1）所述紫外光固化的能量为200~1000 mJ/cm²；

（2）滚轴压印时控制滚轴和传送带底板的距离为4~15 μm。

在可选的实施方式中，该制备方法还包括如下技术特征（1）~（3）中至少一个：

（1）所述反射基材为经过电晕处理后的基材；

（2）所述反射基材为白色聚对苯二甲基乙二醇酯薄膜；

（3）所述反射基材具有ABA三层结构。

第三方面，本发明提供一种反射膜，采用如前述实施方式任一项的制备方法制得。

本发明具有以下有益效果：

本申请提供的紫外光固化涂料，可用于采用滚轴压印技术制备超薄紫外光固化胶层的反射膜，由于涂料中两种低聚物以合理配比组合，其结合了立体结构和线性结构低聚物的优势，能避免在UV固化过程中出现局部反应过快导致膜面存在凸起、分散性不佳导致膜面不合格等问题。

本申请提供的反射膜的制备方法，以本申请实施例提供的涂料作为形成反射膜表面光固化胶层的原料，结合滚轴压印技术在光固化胶层的表面形成微结构从而制得反射膜，滚轴压印的方法能制得5 μm以下的超薄涂层，且涂层表面的微结构保留传统粒子涂布型反射膜特定的抗刮伤、抗吸附、反射率等性能，从而使得制得的反射膜适用于中小尺寸背光模组的组装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的小尺寸用超薄型反射膜的结构示意图；

图2为滚轴压印技术示意图；

图3为现有的粒子徒步行反射膜的结构示意图。

图标：图1中1-紫外光固化胶层，2-反射基材；图3中1-粒子涂层，2-反射基材。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例提供的紫外光固化涂料、反射膜及其制备方法进行具体说明。

本申请实施例提供的紫外光固化涂料，包括：

本申请实施例提供的紫外光固化涂料结合滚轴压印的方式用于形成反射膜表面的紫外光固化胶层，该涂料结合滚轴压印的方式能制得厚度较小的反射膜。紫外光固化涂料组分中的混合型低聚物由柔性低聚物和环氧低聚物构成，其中环氧低聚物具有立体的分子结构，分子链内部不容易发生缠绕，可以避免低聚物局部聚合反应不均匀，局部紫外光固化反应过快，导致膜面质量不合格的问题；而几种柔性低聚物具有线性的分子结构、分子链柔性较大以及涂料整体分散效果较好的特点。将这两种低聚物以合理配比组合用于形成反射膜表面的紫外光固化胶层，其结合了立体结构和线性结构低聚物的优势，能避免在UV固化过程中出现局部反应过快导致膜面存在凸起、分散性不佳导致膜面不合格等问题。

在上述组分中，溶剂的含量不宜过多也不宜过少，溶剂过多含量过少会导致低聚物分散不均匀和光引发剂粉体难以溶解；溶剂含量过多会导致涂料过稀，膜面出现缺陷。

优选地，环氧低聚物包括环氧树脂。环氧树脂为目前常用的化学原料，其容易获取。

优选地，光引发剂选自1-羟基环己基苯基酮(PI-184)、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(PI-1173)、2 ,4 ,6(三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦) (PI-TPO)和二甲苯酮(PI-BP)中至少一种。

优选地，UV稀释剂为丙烯酸酯系单体；进一步地， UV稀释剂选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异冰片酯中至少一种。

优选地，溶剂选自乙酸乙酯、乙酸丁酯、N,N-二甲基甲酰胺和丁酮中至少一种。

进一步地，为了促进成膜过程中形成更平整、光滑、均匀的涂膜，涂料中还包括流平剂0.1~0.5 wt%。

本申请实施例提供的反射膜的制备方法，包括：

采用滚轴压印的方式将本申请实施例提供的紫外光固化涂料涂覆至反射基材上，在滚轴压印和紫外光固化同时工作下使紫外光固化涂料固化形成光固化胶层；

上述方法，由于采用滚轴压印的方式涂覆紫外光固化涂料，则可以通过调节滚轴和传送带底板之间的间隙距离，使紫外光固化胶的涂覆厚度控制在5 μm以下，通过改变滚轴表面的形貌，可以得到球形或类球形的表面微结构，从而获得厚度和结构均可控的涂层。

因此，本申请实施例提供的制备方法，以本申请实施例提供的涂料作为形成反射膜表面光固化胶层的原料，结合滚轴压印技术在光固化胶层的表面形成微结构从而制得反射膜，滚轴压印的方法能制得5 μm以下的超薄涂层，且涂层表面的微结构保留传统粒子涂布型反射膜特定的抗刮伤、抗吸附、反射率等性能，从而使得制得的反射膜适用于中小尺寸背光模组的组装。

优选地，该微结构纹样为微结构分布均匀的纹样，如此则能保证在反射膜表面形成的微结构是分布均匀的，从而保证反射膜性能的稳定性。

优选地，为保证涂层具有合适的固化速度，确保膜面质量，紫外光固化的能量为200~1000 mJ/cm²。

优选地，滚轴压印时控制滚轴和传送带底板的距离为4~15 μm，如此则能获得厚度为2~5 μm的紫外光固化胶层。

优选地，反射基材为经过电晕处理后的基材。

电晕处理以产生羧基、羰基、羟基等氧化基能团，可以增加涂料在基材表面的附着力，以便于薄膜的后续加工

优选地，反射基材为白色聚对苯二甲基乙二醇酯（PET）薄膜。

PET薄膜为目前使用较多且性能较好的基材。

优选地，反射基材具有ABA三层结构。

ABA三层结构为目前较为常见的膜结构，其具有力学强度较好的优点。

本申请实施例提供的反射膜，采用本申请实施例提供的制备方法制得。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种小尺寸用超薄型反射膜，该反射膜由反射基材2和紫外光固化胶层1构成。

其制备方法为：

将20份的聚丙烯酸酯、15份的环氧树脂、2.5份的PI-184、2份的PI-TPO、0.5份的聚醚硅氧烷、30份的丙烯酸乙酯、30份的乙酸乙酯添加到容器内，充分搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。

采用滚轴压印技术，将紫外光固化涂料涂覆在50 μm厚度的反射基材（ABA型结构的白色聚对苯二甲基乙二醇酯薄膜）上，基材反射率95.2%且表面经电晕处理，然后在滚轴压印和紫外光固化灯同时工作下（如图2所示）使紫外光固化涂料固化形成光固化胶层，得到小尺寸用超薄型反射膜。该过程中，紫外光的固化能量为510 mJ/cm²，滚轴和传送带底板之间的间隙距离为10 μm，滚轴表面有特殊花纹处理以确保在涂层表面形成微结构。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：紫外光的固化能量为600 mJ/cm²，滚轴和传送带底板之间的间隙距离为12 μm。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

其制备方法为：

将20份的聚氨基丙烯酸酯、20份的环氧树脂、2份的PI-1173、2份的PI-TPO、0.4份的聚甲基硅氧烷、25.6份的丙烯酸甲酯、30份的丁酮添加到容器内，充分搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。

采用滚轴压印技术，将紫外光固化涂料涂覆在75 μm厚度的反射基材（ABA型结构的白色聚对苯二甲基乙二醇酯薄膜）上，基材反射率96.1%且表面经电晕处理，然后在滚轴压印和紫外光固化灯同时工作下（如图2所示）使紫外光固化涂料固化形成光固化胶层，得到小尺寸用超薄型反射膜。该过程中，紫外光的固化能量为550 mJ/cm²，滚轴和传送带底板之间的间隙距离为10 μm，滚轴表面有特殊花纹处理以确保在涂层表面形成微结构。

实施例4

本实施例与实施例3基本相同，不同之处仅在于：

紫外光的固化能量为500 mJ/cm²，滚轴和传送带底板之间的间隙距离为6 μm。

实施例5

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

其制备方法为：

将21份的聚氨基丙烯酸酯、9份的环氧树脂、2份的PI-1173、3份的PI-TPO、0.5份的聚甲基硅氧烷、35份的丙烯酸甲酯、29.5份的丁酮添加到容器内，充分搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。

实施例6

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

其制备方法为：

将20.5份的聚氨基丙烯酸酯、14份的环氧树脂、2份的PI-1173、3份的PI-TPO、0.5份的聚甲基硅氧烷、25份的丙烯酸甲酯、35份的丁酮添加到容器内，充分搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。

实施例7

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

其制备方法为：

将20.5份的聚氨基丙烯酸酯、14份的环氧树脂、2份的PI-1173、3份的PI-TPO、0.5份的聚甲基硅氧烷、35份的丙烯酸甲酯、25份的丁酮添加到容器内，充分搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。

对比例1

本对比例提供一种现有的传统粒子涂布工艺：

将22份的聚甲基丙烯酸甲酯树脂、33.4份的聚丙烯酸胶水、2份的异氰酸酯固化剂、0.1份熟化剂、0.5份的抗静电剂溶解在20份的丁酯、22份的乙酸乙酯中，将所得到的涂布液通过网纹线棒涂布在50 μm厚度的反射基材（ABA型结构的白色聚对苯二甲基乙二醇酯薄膜）表面，并经过烘箱120℃烘干2 min，经60℃熟化24h后，得到粒子涂布型反射膜，所得膜结构见图3。

对比例2

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

滚轴表面平整且没有花纹。

对比例3

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

紫外光的固化能量为1100 mJ/cm²。

对比例4

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

紫外光的固化能量为220 mJ/cm²。

对比例5

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

基材未经过电晕处理。

对比例6

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

低聚物配比不同，涂料各组分配比为：35份的聚丙烯酸酯、2.5份的PI-184、2份的PI-TPO、0.5份的聚醚硅氧烷、30份的丙烯酸乙酯、30份的乙酸乙酯。

对比例7

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

低聚物配比不同，涂料各组分配比为：35份的环氧树脂、2.5份的PI-184、2份的PI-TPO、0.5份的聚醚硅氧烷、30份的丙烯酸乙酯、30份的乙酸乙酯。

对比例8

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

溶剂含量减少，涂料各组分配比为：20份的聚丙烯酸酯、15份的环氧树脂、2.5份的PI-184、2份的PI-TPO、0.5份的聚醚硅氧烷、40份的丙烯酸乙酯、20份的乙酸乙酯。

对比例9

本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

溶剂含量增加，涂料各组分配比为：20份的聚丙烯酸酯、15份的环氧树脂、2.5份的PI-184、2份的PI-TPO、0.5份的聚醚硅氧烷、20份的丙烯酸乙酯、40份的乙酸乙酯。

实验例

测试各实施例和实验例反射膜的性能。实验方式如下：

1.胶层厚度测试

取一张10 cm*10 cm大小的膜面，使用美国FILMETRICS公司F20型薄膜分析仪进行测试厚度，测10个点数据取平均值。

2.附着力测试

通过十字切割法测定涂料附着力，使用划格器手柄在反射膜表面上划25个1×1mm的小格。用3M透明胶带贴在划格处，胶纸贴上后，用手指压贴平，然后将胶纸呈90°角，快速揭起，观察交叉切割的格状区域，评估涂层表面的附着力。切口的边缘完全光滑，格子边缘没有任何剥落，为5B；划格区内实际破损不超过5%，为4B；破损区域面积5-15%。为3B；破损区域面积15-35％，为2B；破损区域面积35-65％，为1B；破损区域面积65％以上，为0B。

3.反射率测试

取A4尺寸（210*297 mm）的反射膜，使用Color Quest XE型分光光度计测试400-800 nm的反射率，记录550 nm的反射率数值以进行比较。

4.抗吸附测试

取18.5寸（409.8*230.4 mm）的反射膜，组装到侧入式背光模组中，点灯后观察背光是否有亮斑，评估涂层的抗吸附性能。无亮斑表示反射膜的抗吸附性为优；存在局部白点，为良；有亮斑，为差。

5.刮擦测试

取20*20 mm反射膜贴在钢丝绒耐摩擦试验机样品台上，在上方分别放置500 g、1000 g载重砝码，将反射膜的涂层面对导光板进行来回摩擦，重复50个循环，速度13mm/s。然后利用USB Digital Microscope对导光板的摩擦前后区域进行观察和比较。

实验结果如表1所示。

对比例5中，由于反射基体材料未经电晕处理，涂层在反射基体表面的附着力较差，导致膜面质量较差，无法进行性能测试与比较，故未进行性能测试。

对比例6中，低聚物均为线性聚丙烯酸酯，涂料在紫外固化过程中存在局部反应过快，膜面存在部分凸起；对比例7中，低聚物均为立体环氧树脂，涂料分散效果差，稳定性不佳，膜面质量不合格。故对比例6和7未进行性能测试。

对比例8和9，溶剂含量偏低，涂料溶解不均匀；溶剂含量偏高，涂料的黏度过稀。所得反射膜缺陷较多，膜面质量均不合格。故对比例8和9未进行性能测试。

表1各实施例和对比例反射膜性能测试结果

从表1所示的实施例和对比例测试结果可知，本发明提供的方法制得的反射膜，其涂层厚度可以控制在2-5 μm，可适用于中小尺寸领域。

比较实施例1、2和对比例1，实施例1和2制得的反射膜的紫外光固化胶层的厚度明显小于对比例1的粒子涂布性反射膜的涂层厚度，反射率稳定于基材水平，其涂层并不会影响反射基材的反射率，而粒子涂布型反射膜在涂布后，反射率发生降低。

比较实施例1、2和对比例2，对比例2的抗吸附性和耐刮擦性明显更差，说明滚轴表面的微结构纹样可以赋予超薄反射膜可控的高度和微结构，所得反射膜具有良好的抗吸附和耐刮伤性能。

比较实施例1、2和对比例3、4，对比例3、4的膜面质量、抗吸附性能、耐刮擦性能均明显较差，这说明合适的紫外光强度有利于涂料的固化，得到良好的膜面质量和附着力。

综上，本申请实施例提供的紫外光固化涂料，可用于采用滚轴压印技术制备超薄紫外光固化胶层的反射膜，由于涂料中两种低聚物以合理配比组合，其结合了立体结构和线性结构低聚物的优势，能避免在UV固化过程中出现局部反应过快导致膜面存在凸起、分散性不佳导致膜面不合格等问题。

本申请实施例提供的反射膜的制备方法，以本申请实施例提供的涂料作为形成反射膜表面光固化胶层的原料，结合滚轴压印技术在光固化胶层的表面形成微结构从而制得反射膜，滚轴压印的方法能制得5 μm以下的超薄涂层，且涂层表面的微结构保留传统粒子涂布型反射膜特定的抗刮伤、抗吸附、反射率等性能，从而使得制得的反射膜适用于中小尺寸背光模组的组装。

本申请实施例提供的反射膜，由于采用本申请实施例提供的制备方法制得，因此其表面的紫外光固化胶层厚度极薄，且其膜面质量好，具有较高的反射率、具有优异的抗吸附性和耐刮擦性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种紫外光固化涂料，其特征在于，包括：

所述混合型低聚物由柔性低聚物和环氧低聚物组成，所述柔性低聚物选自聚丙烯酸酯低聚物、聚醚丙烯酸酯低聚物、聚硅氧烷丙烯酸酯低聚物和聚氨基丙烯酸酯低聚物中至少一种，所述环氧低聚物占所述混合型低聚物质量的3/10~5/10。

2.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述环氧低聚物包括环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述光引发剂选自1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、2 ,4 ,6(三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦)和二甲苯酮中至少一种。

4.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述UV稀释剂为丙烯酸酯系单体；所述UV稀释剂选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异冰片酯中至少一种。

5.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述溶剂选自乙酸乙酯、乙酸丁酯、N,N-二甲基甲酰胺和丁酮中至少一种。

6.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，还包括流平剂0.1~0.5 wt%；所述流平剂选自聚甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚硅氧烷、聚酯硅氧烷和有机硅丙烯酸酯中至少一种。

7.一种反射膜的制备方法，其特征在于，包括：

采用滚轴压印的方式将如权利要求1~6任一项所述的紫外光固化涂料涂覆至反射基材上，在滚轴压印和紫外光固化同时工作下使所述紫外光固化涂料固化形成光固化胶层；

滚轴压印所使用的滚轴的表面具有微结构纹样以使得压印后在所述光固化胶层表面形成对应的微结构。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，还包括如下两个技术特征中至少一个：

（1）所述紫外光固化的能量为200~1000 mJ/cm²；

（2）滚轴压印时控制滚轴和传送带底板的距离为4~15 μm。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，还包括如下技术特征（1）~（3）中至少一个：

（1）所述反射基材为经过电晕处理后的基材；

（2）所述反射基材为白色聚对苯二甲基乙二醇酯薄膜；

（3）所述反射基材具有ABA三层结构。

10.一种反射膜，其特征在于，采用如权利要求7~9任一项所述的制备方法制得。