CN106497183B - 一种低彩虹纹防油污硬化膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低彩虹纹防油污硬化膜包括透明薄膜基材和在透明薄膜基材上的防油污硬化涂层，其中防油污硬化层表面均匀分布有含氟单元改性的高折射率纳米粒子。本发明利用低表面能氟改性的高折射率纳米粒子定向迁移到硬化涂层表面以及纳米粒子的重力作用，形成纳米粒子梯度分布在涂层内外。涂层表面的低表面能氟元素赋予薄膜优异的防油污性，高折射率纳米粒子在涂层的梯度分布缩小了涂层与基材的折射率差值赋予薄膜低彩虹纹。
Description
技术领域
本发明涉及显示器领域的防油污硬化膜，具体涉及一种低彩虹纹的防油污硬化膜。
技术背景
随着平板电脑和智能手机的普及，触摸屏被广泛的使用在各种领域。而在经常用手触摸屏幕来操作屏幕时，很容易使屏幕沾上油污和划伤屏幕。现在常见的解决办法是在触摸屏外面贴上一层紫外固化的含氟硬化层来起到防油污和抗刮伤的作用。但是由于含氟涂层的折射率通常偏低，与透明基材的折射率不匹配，造成硬化膜有很重的彩虹纹，使屏幕不美观，显示效果下降而且影响人的视力。市面上大多数的低彩虹纹硬化膜的解决方案是采用东丽的U48基膜，该基膜的价格是普通基膜的2～4倍，这造成低彩虹纹防油污硬化膜的价格偏高，难以普及。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中硬化膜有很重的彩虹纹、屏幕不美观、显示效果差、低彩虹纹防油污硬化膜的价格偏高的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种低彩虹纹防油污硬化膜，由含有全氟烃改性纳米粒子的涂布液经紫外光固化形成。
优选的，所述涂布液包括以下原料制成：丙烯酸树脂20～70份，改性纳米粒子10～20份，光引发剂2～7份，流平剂1～5份，溶剂20～80份。
优选的,所述丙烯酸树脂选用2官能度及其以上官能度的(甲基)丙烯酸酯预聚物、(甲基)丙烯酸酯单体或它们的组合物。适合本发明的2官能度及其以上官能度的(甲基)丙烯酸酯预聚物是指分子内含有2个或2个以上(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯，如：聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯，具体包括但不限于下述物质：脂肪族聚氨酯二(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯三(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚氨酯二(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚氨酯三(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚氨酯四(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯(甲基)二丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯(甲基)三丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯(甲基)四丙烯酸酯、芳香族聚氨酯(甲基)二丙烯酸酯、芳香族聚氨酯(甲基)三丙烯酸酯、芳香族聚氨酯(甲基)四丙烯酸酯、酚醛环氧(甲基)丙烯酸酯、环氧大豆油(甲基)丙烯酸酯；适合本发明的(甲基)丙烯酸酯单体，具体包括但不限于下述物质：季戊四醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯等。
优选的，所述高折射率纳米粒子选自氧化铝、二氧化钛、五氧化三钛、三氧化二钛、氧化锆、氧化镁、氧化锌或硫化锌中的任意一种或多种。
优选的，所述高折射率纳米粒子优选氧化铝、二氧化钛、氧化锆的任意一种。
优选的，所述的含氟单元为全氟烯烃，所述全氟烯烃选自十四氟-1-庚烯，全氟-1,7-辛二烯，全氟-1,5己二烯，全氟己乙烯，全氟癸基乙烯中的一种或几种。
优选的，所述的含氟单元为全氟酯烃，所述全氟酯烃选自(全氟环己基)甲基丙烯酸酯、全氟戊酸烯丙酯、1H,1H,2H,2H-全氟癸基丙烯酸酯、2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯、1H,1H,11H-全氟十一烷基丙烯酸酯、2-全氟十二烷基乙基甲基丙烯酸酯的一种或几种。
优选的，所述光引发剂包括自由基聚合光引发剂和阳离子聚合光引发剂两大类，所述自由基聚合光引发剂，如：1-羟基环己基苯基酮(184)、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(1173)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(907)、2,4,6(三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)、二甲苯酮(BP)、2-异丙基硫杂蒽酮(ITX)等；所述阳离子聚合光引发剂，如：异丙苯茂铁六氟磷酸盐、二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐、烷基碘鎓盐等。上述光引发剂可以单独使用，也可以2种或其以上组合使用。本发明优选自由基聚合光引发剂，如1-羟基环己基苯基酮(184)和2,4,6(三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)。
优选的，所述流平剂选自市售的有机硅氧烷或丙烯酸流平剂，如BYK-3575、BYK-3576、BYK-180、BYK-3560、BYK333、BYK3700、BYK3505、tego Glide432、tego Glide435、tegoGlide440、道康宁401LS、道康宁57、道康宁402LS其中的一种或几种。
优选的，所述溶剂为常用的有机溶剂，没有任何限制，如：乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类；乙醇、丙醇、丁醇等醇类；丙酮、丁酮、甲基异丁基酮等酮类；甲苯、二甲苯等芳烃类；乙二醇***、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚等醚类。有机溶剂可以单独使用或以两种或多种组合使用。
优选的，所述防油污硬化涂层的厚度为1～20um，优选在2～10um，更优选于4～6um。
优选的，所述防油污硬化涂层表面的纯水接触角≥100°，正十六烷接触角≥60°。
本发明的有益效果是，本发明用全氟烃改性过纳米粉体后，粉体更易迁移到表面，并且粉体表面接枝有可与丙烯酸酯反应的基团，能固化在涂层表面，极大的提高了涂层的耐磨性。接枝的全氟烃有较大的氟碳比，有优异的疏水疏油效果。所使用的纳米粉体折射率都较高，改性后与基材折射率相近，从而极大的降低了硬化膜彩虹纹。有机改性纳米粉体后，使得粉体有更好的相容性，不影响硬化膜的透光率和雾度。
具体实施方式
为了更好的理解本发明内容，请参阅下述实施例。
实施例1
1.全氟烷烃改性二氧化钛的制备
步骤一：含巯基硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛
称取100份的纳米二氧化钛，加入50份的无水乙醇，常温用超声波清洗器超声分散30min，得到均匀悬浮液，再向其中加入含巯基的硅烷偶联剂30～60份，继续超声30～40min，转移到四颈烧瓶中50℃～70℃搅拌反应4～6h。反应后的浆液用离心机以10000～12000r/min的速度常温离心分离，得到改性纳米二氧化钛。改性纳米二氧化钛超声分散、离心分离4～8次，再置于真空干燥箱中，常温干燥6～8h，得到制备好的含巯基纳米二氧化钛白色粉末。
步骤二：全氟烷烃对含巯基纳米二氧化钛改性。
将10份步骤一制得的含巯基纳米二氧化钛白色粉末分散在90份乙酸丁酯中，再加入适量十四氟-1-庚烯搅拌充分，在紫外光照射下充分反应，得到全氟烃改性的纳米二氧化钛分散液。
2.硬化涂层涂布液的制备
将100重量份的9013[沙多玛(广州)化学有限公司]溶解在60重量份乙酸乙酯和20重量份乙酸丁酯的混合溶剂中，添加4重量份的光引发剂184和2重量份的光引发剂TPO，并添加1重量份的流平剂BYK-333，最后添加20重量份全氟烃改性纳米二氧化钛分散液[固形份10%]，搅拌分散均匀制得硬化涂层涂布液备用。
3.低彩虹纹防油污硬化膜的制备
将上述制备好的涂布液涂布在125um的PY2K[仪化东丽聚酯薄膜有限公司]光学级基膜上，在60℃～80℃下鼓风干燥1～2分钟，以300～500mJ/cm3的光量经紫外光辐射固化，得到涂层厚度5um～6um的的低彩虹纹防油污透明硬化膜，测试其性能。
实施例2
1.全氟烃改性二氧化锆的制备
步骤一：含巯基硅烷偶联剂改性纳米二氧化锆。
称取100份的纳米二氧化锆，加入60份的无水乙醇，常温用超声波清洗器超声分散30min，得到均匀悬浮液，再向其中加入含巯基的硅烷偶联剂40～70份，继续超声40～50min，转移到四颈烧瓶中50℃～70℃搅拌反应4～6h。反应后的浆液用离心机以10000～12000r/min的速度常温离心分离，得到改性纳米二氧化锆。改性纳米二氧化锆超声分散、离心分离4～8次，再置于真空干燥箱中，常温干燥6～8h，得到制备好的含巯基纳米二氧化锆白色粉末。
步骤二：
将20份步骤一制得的含巯基纳米二氧化锆白色粉末分散在80份丁酮中，再加入适量全氟己乙烯搅拌充分，在紫外光照射下充分反应，得到全氟烃改性的纳米二氧化锆分散液。
2.硬化涂层涂布液的制备
将60重量份的9013[沙多玛(广州)化学有限公司]溶解在60重量份丁酮和20重量份乙酸丁酯的混合溶剂中，添加4重量份的光引发剂184和2重量份的光引发剂TPO，并添加2重量份的流平剂BYK-3560，最后添加30重量份全氟烃改性纳米二氧化锆分散液[固形份20%]，搅拌分散均匀制得硬化涂层涂布液备用。
3.低彩虹纹防油污硬化膜的制备
将上述制备好的涂布液涂布在125um的PY2Z[仪化东丽聚酯薄膜有限公司]光学级基膜上，在60℃～80℃下鼓风干燥1～2分钟，以300～500mJ/cm3的光量经紫外光辐射固化，得到涂层厚度2um～3um的的低彩虹纹防油污透明硬化膜，测试其性能。
实施例3
1.全氟烃改性二氧化钛的制备
步骤一：含巯基硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛。
采用与实施例1中步骤一相同的方法，制得含巯基的纳米二氧化钛粉末。
步骤二：全氟烷烃对含巯基纳米二氧化钛改性。
将10份步骤一制得的含巯基纳米二氧化钛白色粉末分散在90份丁酮中，再加入适量十四氟-1-庚烯搅拌充分，在紫外光照射下充分反应，得到全氟烃改性的纳米二氧化钛分散液。
2.硬化涂层涂布液的制备。
将100重量份的1290[湛新]溶解在60重量份丁酮和20重量份乙酸丁酯的混合溶剂中，添加4重量份的光引发剂184和2重量份的光引发剂TPO，并添加2重量份的流平剂BYK-3560，最后添加30重量份全氟烃改性纳米二氧化锆分散液[固形份20%]，搅拌分散均匀制得硬化涂层涂布液备用。
3.低彩虹纹防油污硬化膜的制备
将上述制备好的涂布液涂布在125um的SH40[韩国SKC有限公司]光学级基膜上，在60℃～80℃下鼓风干燥3～5分钟，以400～600mJ/cm3的光量经紫外光辐射固化，得到涂层厚度5um～6um的的低彩虹纹防油污透明硬化膜，测试其性能。
实施例4
1.全氟烷烃改性二氧化钛的制备
步骤一：含巯基硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛
采用与实施例1中步骤一相同的方法，制得含巯基的纳米二氧化钛粉末。
步骤二：全氟烷烃对含巯基纳米二氧化钛改性
将10份步骤一制得的含巯基纳米二氧化钛白色粉末分散在90份甲基异丁基酮中，再加入适量全氟癸基乙烯搅拌充分，在紫外光照射下充分反应，得到全氟烃改性的纳米二氧化钛分散液。
2.硬化涂层涂布液的制备
将100重量份的1290[湛新]溶解在60重量份甲基异丁基酮和20重量份丙二醇甲醚的混合溶剂中，添加4重量份的光引发剂184和2重量份的光引发剂TPO，并添加2重量份的流平剂BYK-3560，最后添加20重量份全氟烃改性纳米二氧化锆分散液[固形份20%]，搅拌分散均匀制得硬化涂层涂布液备用。
3.低彩虹纹防油污硬化膜的制备
将上述制备好的涂布液涂布在125um的A4300[日本东洋纺]光学级基膜上，在60℃～80℃下鼓风干燥1～2分钟，以300～500mJ/cm3的光量经紫外光辐射固化，得到涂层厚度5um～6um的的低彩虹纹防油污透明硬化膜，测试其性能。
实施例5
1.全氟烷烃改性二氧化钛的制备
步骤一：含巯基硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛
采用与实施例1中步骤一相同的方法，制得含巯基的纳米二氧化钛粉末。
步骤二：全氟烷烃对含巯基纳米二氧化钛改性
将10份步骤一制得的含巯基纳米二氧化钛白色粉末分散在90份甲基异丁基酮中，再加入适量全氟-1，5己二烯搅拌充分，在紫外光照射下充分反应，得到全氟烃改性的纳米二氧化钛分散液。
2.硬化涂层涂布液的制备
将80重量份的DSP-545F[中山市杰事达精细化工有限公司]溶解在60重量份甲基异丁基酮和20重量份甲苯的混合溶剂中，添加5重量份的光引发剂184和2重量份的光引发剂TPO，并添加2重量份的流平剂BYK-3700，最后添加30重量份全氟烃改性纳米二氧化锆分散液[固形份10%]，搅拌分散均匀制得硬化涂层涂布液备用。
3.低彩虹纹防油污硬化膜的制备
将上述制备好的涂布液涂布在125um的UY34[仪化东丽聚酯薄膜有限公司]光学级基膜上，在60℃～80℃下鼓风干燥1～2分钟，以300～500mJ/cm3的光量经紫外光辐射固化，得到涂层厚度5um～6um的的低彩虹纹防油污透明硬化膜，测试其性能。
对比例1
1.硬化涂层涂布液的制备
将80重量份的DSP-545F[中山市杰事达精细化工有限公司]溶解在60重量份甲基异丁基酮和20重量份甲苯的混合溶剂中，添加5重量份的光引发剂184，并添加2重量份的流平剂BYK-3505，搅拌分散均匀制得硬化涂层涂布液备用。
3.低彩虹纹防油污硬化膜的制备
将上述制备好的涂布液涂布在125um的PY2K[仪化东丽聚酯薄膜有限公司]光学级基膜上，在60℃～80℃下鼓风干燥1～2分钟，以300～500mJ/cm3的光量经紫外光辐射固化，得到涂层厚度5um～6um的的低彩虹纹防油污透明硬化膜，测试其性能。
对比例2
1.硬化涂层涂布液的制备
将80重量份的DSP-545F[中山市杰事达精细化工有限公司]溶解在60重量份甲基异丁基酮和20重量份甲苯的混合溶剂中，添加5重量份的光引发剂184，并添加2重量份的流平剂BYK-3505，搅拌分散均匀制得硬化涂层涂布液备用。
3.低彩虹纹防油污硬化膜的制备。
将上述制备好的涂布液涂布在125um的U48[日本东丽]光学级基膜上，在60℃～80℃下鼓风干燥1～2分钟，以300～500mJ/cm3的光量经紫外光辐射固化，得到涂层厚度5um～6um的的低彩虹纹防油污透明硬化膜，测试其性能。
各实施例性能测试如下：
其中，上述表中各性能测试方法如下：
1.表面接触角测试
使用光学接触角仪，采用座滴法测量接触角。方法是将2mm直径的洁净水或正十六烷滴在硬化涂层的表面，测量液滴和涂层表面的接触角。
2.涂层折射率测试
用椭偏仪测试上述样品涂层的折射率。
3.耐刮擦性能测试
根据标准HG/T 4303-2012表面硬化聚酯薄膜耐磨性测试方法，用耐磨试验机测试，采用#0000钢丝绒1KG负重测试条件。
4.彩虹纹程度的判定
黑色玻璃上散满一层蒸馏水，将硬化膜紧贴在玻璃上，放在阳光下或者D65灯源的照射下观看，记录以下六个等级：
0级：整面无彩虹纹；
1级：整面彩虹纹较淡；
2级：局部严重，分布均匀；
3级：局部严重，分布集中；
4级：整体严重：分布均匀；
5级：整体严重。
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 (4)
1.一种低彩虹纹防油污硬化膜，其特征在于，包括：透明基材和在所述透明基材上的防油污硬化涂层，其中，所述防油污硬化涂层表面均匀分布有含氟单元改性的高折射率纳米粒子；
所述高折射率纳米粒子选自二氧化钛、五氧化三钛、三氧化二钛、氧化锆、氧化锌或硫化锌中的任意一种或几种；
所述的含氟单元为全氟烯烃、全氟酯烃中的任意一种；
其中，所述全氟烯烃为十四氟-1-庚烯、全氟-1，7-辛二烯，全氟-1，5己二烯、全氟己乙烯、全氟癸基乙烯中的任意一种；
所述全氟酯烃为(全氟环己基)甲基丙烯酸酯、全氟戊酸烯丙酯、1H，1H，2H，2H-全氟癸基丙烯酸酯、2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯、1H，1H，11H-全氟十一烷基丙烯酸酯、2-全氟十二烷基乙基甲基丙烯酸酯中的任意一种；
所述防油污硬化涂层是由防油污涂料经过烘箱干燥以及紫外光固化而得到；
所述防油污涂料是由丙烯酸树脂20～70质量份，含氟单元改性的高折射率纳米粒子10～20质量份，光引发剂2～7质量份，流平剂1～5质量份和溶剂20～80质量份组成。
2.根据权利要求1所述的低彩虹纹防油污硬化膜，其特征在于，所述丙烯酸树脂选自丙烯酸齐聚体、丙烯酸酯单体或它们的组合物。
3.根据权利要求1所述的低彩虹纹防油污硬化膜，其特征在于，所述防油污硬化涂层的厚度为2～10um。
4.根据权利要求1所述的低彩虹纹防油污硬化膜，其特征在于，所述防油污硬化涂层表面的纯水接触角≥100°，正十六烷接触角≥60°。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A low iridescent oil proof hardening film Effective date of registration: 20220622 Granted publication date: 20210326 Pledgee: Yangzhou Branch of Zheshang Bank Co.,Ltd. Pledgor: Jiangsu Yilicom New Material Co.,Ltd. Registration number: Y2022980008693 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |