CN117447899B - 一种防眩高清低雾涂料、涂层及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本防眩涂料技术领域，具体涉及一种防眩高清低雾涂料、涂层及其制备方法和应用，防眩高清低雾涂料包括以下原料：环氧丙烯酸酯、改性单壁碳纳米管、改性纳米氧化镁、固化剂、正辛基磺酸钠；改性单壁碳纳米管包括以下原料混合制得：单壁碳纳米管、甲基丙烯酸酯、过硫酸铵和十二烷基苯磺酸钠；改性纳米氧化镁包括以下原料制得：纳米氧化镁和硅烷偶联剂A151，将所述涂料涂覆于基材的表面，固化形成防眩高清低雾涂层；改性单壁碳纳米管与改性纳米氧化镁联用可以提高涂层的清晰度，同时减少表面反光，也就是降低了眩光，使涂层具有了防眩高清低雾的特点，除此以外，还获得了较高的硬度，附着力也不会降低。
Description
技术领域
本发明属于防眩涂料技术领域，具体涉及一种防眩高清低雾涂料、涂层及其制备方法和应用。
背景技术
在显示技术领域，包括LED、OLED、量子点等技术。其中，量子点显示技术因具有色域广、色纯度高、画质体验感好等优点已成为显示器领域的研究热点，并成功应用于电视显示。未来，量子点显示技术在车载面板、触摸屏等的显示也将发挥重要作用。在车载显示领域，为了解决强光环境下光线反射产生的眼睛疲劳和视线干扰问题，传统方法是在显示屏表面贴合一层高清防眩膜，这就必须考虑高清防眩膜对量子点显示屏显示效果的影响。
防眩膜一般可以由防眩涂料通过辊涂或淋涂等方法涂布在膜材表面，固化后即可防眩膜。然而，防眩膜通常会因为受到扩散粒子颗粒度匹配性、颗粒分布均匀性等的影响而出现雾度高的问题，会在很大程度上影响显示屏的显示效果。
发明专利CN106811108A中公开了一种防眩光防闪点涂料的制备方法，该方法是在PET等膜材表面通过辊涂一层防眩防闪点涂料制备成防眩膜。该法应用于显示屏的防眩还需通过压敏胶贴合到显示器面板，压敏胶具有几十微米厚的胶层，因此会显著降低显示屏的清晰度和透光率。
现有技术CN104817951A公开了一种防眩涂料，其通过粒径≤500nm的防眩粒子和粒径为1-3μm的防眩粒子的结合使用，制备的防眩硬化膜具有低闪点和高清晰的性能。然而，其还存在硬度低以及雾度高问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种防眩高清低雾涂料、涂层及其制备方法和应用，提高了涂层的透光率，降低了雾度和表面反光。
本发明提供了一种防眩高清低雾涂料，包括以下重量份的原料：
环氧丙烯酸酯25-40份、改性单壁碳纳米管2-6份、改性纳米氧化镁8-20份、固化剂6-15份、正辛基磺酸钠0.1-1份；
所述固化剂为UV光固化剂和/或热固化剂；
所述改性单壁碳纳米管包括以下原料混合制得：
单壁碳纳米管、甲基丙烯酸酯、过硫酸铵和十二烷基苯磺酸钠；
所述改性纳米氧化镁包括以下原料制得：
纳米氧化镁和硅烷偶联剂A151；
所述改性纳米氧化镁的制备方法，包括以下步骤：
纳米氧化镁和硅烷偶联剂A151，在有机溶剂中分散均匀，加热反应，然后将反应体系冷却，过滤，洗涤，干燥。
可选地，所述改性单壁碳纳米管包括以下重量份的原料：
单壁碳纳米管0.5-1.5份、甲基丙烯酸酯35-60份、十二烷基苯磺酸钠1.0-3份、过硫酸铵0.6-1.5份。
可选地，所述改性单壁碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
按重量份计，先将单壁碳纳米管、过硫酸铵和十二烷基硫酸钠，在无水乙醇中混合均匀；将混合体系升温至不低于70℃，再缓慢加入甲基丙烯酸酯，反应一段时间，过滤，洗涤，干燥，得改性单壁碳纳米管。
可选地，所述单壁碳纳米管的管径1-2nm，长度2-10μm；所述纳米氧化镁的平均粒径为40-60nm。
可选地，所述改性纳米氧化镁包括以下重量份的原料制得：
纳米氧化镁5-10份和硅烷偶联剂A151 12-30份。
可选地，所述UV光固化剂为α-羟烷基酮类光引发剂；所述热固化剂为马来酸酐或酞酸二酐。
本发明提供了一种如上所述的防眩高清低雾涂料的制备方法，包括如下步骤：
按照重量份计，将环氧丙烯酸酯、改性单壁碳纳米管、改性纳米氧化镁、固化剂、正辛基磺酸钠，在有机溶剂中混合均匀，得到防眩高清低雾涂料。
本发明提供了一种防眩高清低雾涂层，包括所述的防眩高清低雾涂料的固化层。
本发明提供了一种防眩高清低雾涂层的制备方法，包括以下步骤：
将所述的防眩高清低雾涂料，涂覆在透明基材的表面，经热固化和/或UV固化后，得到防眩高清低雾涂层。
本发明提供了一种显示屏，其特征在于，包括所述的防眩高清低雾涂料形成的涂层。
本发明的有益效果是，本发明提供的改性单壁碳纳米管明显降低了基材表面的光泽度和雾度，同时，还可以小幅度的提高透光率，使得覆盖了本防眩高清低雾涂层的基材具有良好的防眩光效果和更高的清晰度；本发明提供的改性纳米氧化镁能够提高基材表面的透光率和硬度。改性单壁碳纳米管与改性纳米氧化镁联用可以提高涂层的清晰度，同时减少表面反光，也就是降低了眩光，使涂层具有了防眩高清低雾的特点，除此以外，还获得了较高的硬度，附着力也不会降低。
附图说明
图1为本发明实施例提供的热失重分析数据图。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了一种改性单壁碳纳米管的制备方法，包括以下步骤：
按重量份计，先将单壁碳纳米管1份、十二烷基硫酸钠1.5份和过硫酸铵1份，在无水乙醇中混合均匀；将混合体系升温至不低于70℃，再缓慢加入甲基丙烯酸酯40份，反应4h，抽滤，丙酮洗涤两次，抽滤至不滴液，然后，真空干燥箱50℃干燥10h，得改性单壁碳纳米管。
关于改性单壁碳纳米管的制备，利用点击化学反应，将甲基丙烯酸酯作为聚合单体，形成聚合物的同时接枝到单壁碳纳米管的表面，十二烷基硫酸钠起到分散剂的作用，过硫酸铵用作聚合反应引发剂。将改性单壁碳纳米管进行热失重实验，改性单壁碳纳米管的TGA 曲线如图1所示，在600℃之前改性单壁碳纳米管上的聚合物逐渐分解，表明聚甲基丙烯酸酯接枝成功。
本实施例提供了一种改性单壁碳纳米管的制备方法，包括以下步骤：
按重量份计，纳米氧化镁5份和硅烷偶联剂A151 15份，在甲苯中分散均匀，80℃加热反应20h，然后将反应体系冷却至室温，抽滤，依次用甲苯和无水乙醇洗涤，真空干燥箱50℃干燥10h，得改性纳米氧化镁。
实施例1
防眩高清低雾涂料的制备：
按照重量份计，将环氧丙烯酸酯32份、改性单壁碳纳米管2份、改性纳米氧化镁12份、Irgacure-184 6份、正辛基磺酸钠0.5份，在乙酸乙酯中混合均匀，得到防眩高清低雾涂料。
防眩高清低雾涂层的制备：将防眩高清低雾涂料均匀涂布在PMMA板表面，80℃干燥5min，然后UV固化，能量400-600mJ/cm2，膜厚4-5um，即可得到防眩高清低雾涂层。
实施例2
按照重量份计，将环氧丙烯酸酯32份、改性单壁碳纳米管4份、改性纳米氧化镁12份、Irgacure-184 6份、正辛基磺酸钠0.5份，在乙酸乙酯中混合均匀，得到防眩高清低雾涂料；将所得涂料按照实施例1的方法得到防眩高清低雾涂层。
实施例3
按照重量份计，将环氧丙烯酸酯32份、改性单壁碳纳米管6份、改性纳米氧化镁12份、Irgacure-184 6份、正辛基磺酸钠0.5份，在乙酸乙酯中混合均匀，得到防眩高清低雾涂料；将所得涂料按照实施例1的方法得到防眩高清低雾涂层。
实施例4
按照重量份计，将环氧丙烯酸酯32份、改性单壁碳纳米管2份、改性纳米氧化镁8份、Irgacure-184 6份、正辛基磺酸钠0.5份，在乙酸乙酯中混合均匀，得到防眩高清低雾涂料；将所得涂料按照实施例1的方法得到防眩高清低雾涂层。
对比例1
按照重量份计，将环氧丙烯酸酯32份、单壁碳纳米管4份、纳米氧化镁12份、Irgacure-184 6份、正辛基磺酸钠0.5份，在乙酸乙酯中混合均匀，得到防眩高清低雾涂料；将所得涂料按照实施例1的方法得到防眩高清低雾涂层。
对比例2
按照重量份计，将环氧丙烯酸酯32份、改性单壁碳纳米管4份、纳米氧化镁12份、Irgacure-184 6份、正辛基磺酸钠0.5份，在乙酸乙酯中混合均匀，得到防眩高清低雾涂料；将所得涂料按照实施例1的方法得到防眩高清低雾涂层。
对比例3
按照重量份计，将环氧丙烯酸酯32份、单壁碳纳米管4份、改性纳米氧化镁12份、Irgacure-184 6份、正辛基磺酸钠0.5份，在乙酸乙酯中混合均匀，得到防眩高清低雾涂料；将所得涂料按照实施例1的方法得到防眩高清低雾涂层。
对比例4
按照重量份计，将环氧丙烯酸酯32份、改性单壁碳纳米管4份、Irgacure-184 6份、正辛基磺酸钠0.5份，在乙酸乙酯中混合均匀，得到防眩高清低雾涂料；将所得涂料按照实施例1的方法得到防眩高清低雾涂层。
对比例5
按照重量份计，将环氧丙烯酸酯32份、改性纳米氧化镁12份、Irgacure-184 6份、正辛基磺酸钠0.5份，在乙酸乙酯中混合均匀，得到防眩高清低雾涂料；将所得涂料按照实施例1的方法得到防眩高清低雾涂层。
对比例6
按照重量份计，将环氧丙烯酸酯32份、纳米氧化镁12份、Irgacure-184 6份、正辛基磺酸钠0.5份，在乙酸乙酯中混合均匀，得到防眩高清低雾涂料；将所得涂料按照实施例1的方法得到防眩高清低雾涂层。
结果检测：
上述实施例和对比例的涂层均通过下述性能测试方法进行测试：
表1
| 性能 | 方法 |
| 附着力 | ASTM D3359-2009 |
| 硬度 | ASTM D3363-05(2011) |
| 光泽度（20°） | ASTM D523-2014 |
| 透光率 | GB/T 25257-2010 |
| 雾度 | ASTM D1003-61（2007） |
具体检测结果如下表2所述：
表2
| 性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 |
| 附着力 | 5B | 5B | 5B | 5B | 5B | 5B | 5B | 5B | 5B | 5B |
| 硬度 | 5H | 5H | 5H | 4H | 4H | 4H | 5H | 3H | 4H | 4H |
| 光泽度（20°） | 138 | 126 | 113 | 130 | 180 | 146 | 172 | 145 | 178 | 200 |
| 透光率 | 97 | 96 | 95.7 | 95 | 86 | 89 | 93 | 88 | 96.5 | 87 |
| 雾度 | 5.5 | 4 | 3.2 | 5 | 9.7 | 6 | 8.8 | 5.8 | 7.6 | 7.5 |
从上述表2中的数据可以看出，通过实施例1-4与对比例1、3、5和6比较，本发明提供的改性单壁碳纳米管明显降低了基材表面的光泽度和雾度，同时，还可以小幅度的提高透光率，使得覆盖了本防眩高清低雾涂层的基材具有良好的防眩光效果和更高的清晰度；通过实施例1-4与对比例1、2、4和6比较，本发明提供的改性纳米氧化镁能够提高基材表面的透光率和硬度。由上可知，改性单壁碳纳米管与改性纳米氧化镁联用可以提高清晰度，同时减少表面反光的作用，也就降低了眩光，除此以外，还获得了较高的硬度，附着力也不会降低。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的保护范围限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请中一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入本申请的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请中一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种防眩高清低雾涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
环氧丙烯酸酯25-40份、改性单壁碳纳米管2-6份、改性纳米氧化镁8-20份、固化剂6-15份、正辛基磺酸钠0.1-1份；
所述固化剂为UV光固化剂和/或热固化剂；
所述改性纳米氧化镁包括以下原料制得：
纳米氧化镁和硅烷偶联剂A151；
所述改性纳米氧化镁的制备方法，包括以下步骤：
纳米氧化镁和硅烷偶联剂A151，在有机溶剂中分散均匀，加热反应，然后将反应体系冷却，过滤，洗涤，干燥；
所述改性单壁碳纳米管包括以下重量份的原料制得：
单壁碳纳米管0.5-1.5份、甲基丙烯酸酯35-60份、十二烷基苯磺酸钠1.0-3份、过硫酸铵0.6-1.5份；
所述改性单壁碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
先将单壁碳纳米管、十二烷基硫酸钠和过硫酸铵，在无水乙醇中混合均匀；将混合体系升温至不低于70℃，再缓慢加入甲基丙烯酸酯，反应一段时间，过滤，洗涤，干燥，得改性单壁碳纳米管；
所述单壁碳纳米管的管径1-2nm，长度3-30μm；所述纳米氧化镁的平均粒径为40-60nm。
2.根据权利要求1所述的防眩高清低雾涂料，其特征在于，所述改性纳米氧化镁包括以下重量份的原料制得：
纳米氧化镁5-10份和硅烷偶联剂A151 12-30份。
3.根据权利要求1所述的防眩高清低雾涂料，其特征在于，所述UV光固化剂为α-羟烷基酮类光引发剂；所述热固化剂为马来酸酐。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的防眩高清低雾涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照重量份计，将环氧丙烯酸酯、改性单壁碳纳米管、改性纳米氧化镁、固化剂、正辛基磺酸钠，在有机溶剂中混合均匀，得到防眩高清低雾涂料。
5.一种防眩高清低雾涂层，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的防眩高清低雾涂料的固化层。
6.一种防眩高清低雾涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求1-4任一项所述的防眩高清低雾涂料，涂覆在透明基材的表面，经热固化和/或UV固化后，得到防眩高清低雾涂层。
7.一种显示屏，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的防眩高清低雾涂料形成的涂层。
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