一种透光可剥胶及其制备方法
技术领域
本发明属于功能高分子材料领域,具体涉及一种透光可剥胶及其制备方法。
背景技术
目前,触摸屏技术在手机、笔记本电脑、平板电脑等领域等得到了广泛的应用,其中透射式电容、OGS(One Glass Solution,单片式触控面板)、in-cell、on-cell是目前的主流技术。随着触摸屏的大尺寸化及薄化趋势越演越烈,使得OGS技术更多地压缩了透射式电容技术的市场份额。而触摸屏技术中最关键的核心技术是在其整个组件中使用了ITO-膜。ITO-膜产品不仅在触摸屏上得到使用,其还更广泛应用于其它柔性显示设备,如电纸书、OLED等。另一方面,该产品还可以应用于太阳能电池板、太阳能控制膜(汽车窗膜、建筑玻璃膜等)等。而ITO-Film一般在其背面光学PET基材上涂布一种功能型硬化涂层,其在溅射ITO金属氧化物层前或溅射后,一般需要对功能型硬化涂层进行保护。目前主流技术是在功能型硬化涂层表面贴覆一层超低粘PET保护膜。然而,这不仅会增加工序,在贴覆超低粘PET保护膜的过程中,还容易产生气泡或污染。另外,PET保护膜在功能型硬化涂层表面容易出现收缩翘曲,从而对下道工序造成不良影响。
许多产品在运送的过程中,会不可避免的受到风沙、海浪、高温或潮气等环境条件的侵蚀,造成产品表面失色、刮伤,性能下降,甚至失效报废。针对汽车、手机等,其表面保护往往使用外贴保护膜。但是采用贴膜的方式存在一定的弊端。例如:贴膜前需对汽车、手机等进行一系列表面处理(清洗、除尘、除油等),需要按照尺寸对膜材料进行裁剪,对贴膜技术要求太高,贴膜易产生气泡,费时费力,除旧膜时易形成残胶等。并且采用贴膜的方式对异型材几乎无可操作性。
基于以上原因,开发一种保护的可剥胶将大大减少上述情况的出现,成为市场的急切需求。涂装后在表面形成一层连续封闭的膜,涂膜一般具有弹性、强度以及耐化学腐蚀等性能。在物理性质上能阻止表面的磨损、碰伤;在化学性质上能阻止各类腐蚀性物质、微生物、空气及水分附着在材料表面而造成伤害。如此,保护作用完成后剥去这层保护膜,产品就依旧能保持原有的外观和功能。
汽车、手机防护用可剥胶的水基型产品,成膜速度慢。其溶剂挥干较慢,还需要反复经过干燥,施工工艺性差,且价格昂贵,在国内并不为使用厂家所接受,在市场推广使用方面一直较低。加入催干剂后,大大影响了成膜的性能,达不到可剥离的效果。
因此,在触摸屏需求日益增长的今天,具有良好力学性能的可剥离保护膜的需求变得更加紧迫。可剥胶除了对保护基面有合适的附着力与可剥离性外,同时还要求涂膜有较好的耐高温性、弹性、强度以及耐化学药品性等。为了解决上述PET保护膜存在的问题,市面上也可见到一些可剥蓝胶。但这种可剥蓝胶通常只限应用于触摸屏中的透明导电玻璃、薄膜的ITO镀膜上,起到绝缘、防潮和保护。由于其组成中含有色粉和无机粉体,成膜后透明度比较低,雾度比较高,无法满足溅射用多功能型硬化涂层的保护膜的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:针对目前可剥胶透明度和机械强度低的问题,提供一种透光可剥胶及其制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:
一种透光可剥胶,包括透光活性剂、机械强度增强剂、剥离活性剂。
所述透光活性剂的制备方法为:
(1)取2-巯基苯并噻唑按质量比3~5:80~100加入丙酮,通入氮气保护,搅拌混合,加入丙酮质量1~3%的三乙基苄基氯化胺和丙酮质量0.2~0.5%的对苯二酚搅拌混合,得混合物,取混合物按质量比100~150:3~8加入三乙胺搅拌混合,得搅拌混合物;
(2)取甲基丙烯酰氯按质量比1~3:20~30加入丙酮搅拌混合,得混合液,取混合液按质量比3~5:10~15滴加至搅拌混合物,控制滴加时间30~60min,搅拌混合,静置,取上层液减压蒸馏,得减压蒸馏物,取减压蒸馏物按质量比2~5:10~15加入石油醚,静置,取沉淀干燥,即得透光活性剂。
所述机械强度增强剂的制备方法为:
A.取聚邻苯二甲酰胺按质量比10~15:1~3加入五氧化二磷,通入氮气保护,搅拌混合,加入聚邻苯二甲酰胺质量1~3%的3,3'-二氨基联苯胺搅拌混合,得搅拌混合物a,冷却至40~50℃,取搅拌混合物a按质量比100~150:1~5加入1,3,5-三羧基苯搅拌混合,再于180~190℃搅拌混合,冷却至室温,得冷却物;
B.取冷却物按质量比100~200:2~9加入间苯二甲酸,通入氮气保护,搅拌混合,过滤,取滤渣经洗涤,干燥,即得机械强度增强剂。
所述剥离活性剂的制备方法为:取丙烯酸十八酯按质量比2~5:10~15加入环己烷,再加入环己烷质量1~4%的偶氮二异丁腈搅拌混合,冷却至室温,旋转蒸发,收集旋转蒸发剩余物,取旋转蒸发剩余物按质量比10~15:2~5加入辅助剥离活性剂混合,即得剥离活性剂。
所述辅助剥离活性剂为:按质量份数计,取10~15份氨甲基硅油、1~3份滑石粉、1~3份芥酸酰胺、2~5份乙烯基三乙氧基硅烷混合,即得。
该制备方法包括如下步骤:
S1.按质量份数计,取3~9份混合单体、2~8份甲基丙烯酸缩水甘油酯、1~3份乳化剂DNS-86、30~50份去离子水搅拌混合,得混合物;
S2.按质量份数计,取30~50份混合物、3~7份透光活性剂、5~10份机械强度增强剂、3~8份剥离活性剂、5~10份碳纳米管混合搅拌混合,得基体物,取基体物按质量比100~150:2~5:1~3加入 2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、过硫酸铵,再加入基体物质量3~7%的抗氧剂搅拌混合,再于1000w紫外灯照射下保持3~8min,即得透光可剥胶。
所述步骤S1中的混合单体为:按质量份数计,取3~9份丙烯酸丁酯、2~5份醋酸乙烯酯、2~7份苯乙烯、1~4份丙烯酸、1~3份N-羟甲基丙烯酰胺、1~3份丙烯酸-β-羟乙酯、1~5份甲基丙烯酸-β-羟丙酯混合,即得。
所述步骤S2中抗氧剂为:取四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸正十八碳醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中任意一种即得。
本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
(1)本发明制备的透光活性剂是以2-巯基苯并噻唑、甲基丙烯酰氯等为原料,经过巯基与甲基丙烯酰氯反应,合成了具有高折射率的含巯酯基的单体,将其引入可剥胶中,引入的巯酯基具有在可见光区具有最大的透过率,使得可剥胶的透明性能得到增强,而使得可剥胶的光学性能得到提高,应用于太阳能电池板、太阳能控制膜等特种基体物上时,较好的透明度和光透过率,有利于光能的收集;
(2)本发明制备的机械强度增强剂是以聚邻苯二甲酰胺、1,3,5-三羧基苯、3,3'-二氨基联苯胺等原料生成预聚物,再经羧基封端形成超支化聚合物,其分子中具有大量的支化结构而具有低粘度、高流动性、高反应活性及较好的溶解性,对可剥胶中的填料经π-π共轭作用使嵌入超支化聚合物中支化点之间形成的空腔对填料进行包覆,而分子链上大量的羧基使得其进行较好的分散而防止团聚,同时利用支化分子链对组分进行缠结,而使得填料致密性得到提高,加入可剥胶后形成致密的填料网络结构,而增加了可剥胶的致密的机械增强结构,使得可剥胶的力学性能得到提升;
(3)本发明制备的剥离活性剂是以丙烯酸十八酯经引发聚合得到长链聚合物,加入可剥胶,并与辅助剥离活性剂进行复配,利用长链聚合物使得可剥胶中的活性物质可以迁移并聚集在胶膜与基材表面之间,减少膜与基材间的分子间力,并利用氨甲基硅油、滑石粉等具有爽滑抗粘结的性能,从而使胶膜剥离强度降低,达到容易剥离的效果,从而较好的从基体物上剥离;
(4)本发明先以透光活性剂使得胶膜提高光透过率和透明性能,使得胶膜对基体物的作用增强,再以机械强度增强剂提高活性物质的分散活性,防止团聚,同时形成致密的机械结构网络,从而使得胶膜的机械性能提升,最后加入剥离活性剂降低胶膜与基体物间分子间力,减少粘结使得可剥胶剥离强度得到提高,最后加入丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯等软硬单体混合,经紫外光引发,得到可剥胶主体,增加了胶膜的拉伸性能,加入抗氧化剂进行胶膜保护,延长使用性能,使得可剥胶性能得到提升。
具体实施方式
透光活性剂的制备方法为:
(1)取2-巯基苯并噻唑按质量比3~5:80~100加入丙酮,通入氮气保护,于0~4℃搅拌混合20~30min,加入丙酮质量1~3%的三乙基苄基氯化胺和丙酮质量0.2~0.5%的对苯二酚,搅拌混合20~40min,得混合物,取混合物按质量比100~150:3~8加入三乙胺,于0~4℃搅拌混合30~60min,得搅拌混合物;
(2)取甲基丙烯酰氯按质量比1~3:20~30加入丙酮,搅拌混合20~30min,得混合液,取混合液按质量比3~5:10~15滴加至搅拌混合物,控制滴加时间30~60min,于20~25℃搅拌混合2~4h,静置20~40min,取上层液减压蒸馏,得减压蒸馏物,取减压蒸馏物按质量比2~5:10~15加入石油醚,静置1~3h,取沉淀干燥,即得透光活性剂。
机械强度增强剂的制备方法为:
A.取聚邻苯二甲酰胺按质量比10~15:1~3加入五氧化二磷,通入氮气保护,于90~100℃搅拌混合20~40min,加入聚邻苯二甲酰胺质量1~3%的3,3'-二氨基联苯胺,升温至110~120℃搅拌混合60~90min,得搅拌混合物a,冷却至40~50℃,取搅拌混合物a按质量比100~150:1~5加入1,3,5-三羧基苯,升温至140~150℃搅拌混合1~3h,再于180~190℃搅拌混合12~18h,冷却至室温,得冷却物;
B.取冷却物按质量比100~200:2~9加入间苯二甲酸,通入氮气保护,于140~150℃搅拌混合1~3h,过滤,取滤渣经去离子水、质量分数为0.1%的碳酸氢钠溶液洗涤,干燥,即得机械强度增强剂。
辅助剥离活性剂为:按质量份数计,取10~15份氨甲基硅油、1~3份滑石粉、1~3份芥酸酰胺、2~5份乙烯基三乙氧基硅烷混合,即得。
剥离活性剂的制备方法为:取丙烯酸十八酯按质量比2~5:10~15加入环己烷,再加入环己烷质量1~4%的偶氮二异丁腈,升温至70~75℃搅拌混合2~5h,冷却至室温,旋转蒸发,收集旋转蒸发剩余物,取旋转蒸发剩余物按质量比10~15:2~5加入辅助剥离活性剂混合,即得剥离活性剂。
抗氧剂:取四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸正十八碳醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中任意一种即得。
混合单体为:按质量份数计,取3~9份丙烯酸丁酯、2~5份醋酸乙烯酯、2~7份苯乙烯、1~4份丙烯酸、1~3份N-羟甲基丙烯酰胺、1~3份丙烯酸-β-羟乙酯、1~5份甲基丙烯酸-β-羟丙酯混合,即得。
一种透光可剥胶的制备方法,包括如下步骤:
S1.按质量份数计,取3~9份混合单体、2~8份甲基丙烯酸缩水甘油酯、1~3份乳化剂DNS-86、30~50份去离子水,于55~60℃搅拌混合20~40min,得混合物;
S2.按质量份数计,取30~50份混合物、3~7份透光活性剂、5~10份机械强度增强剂、3~8份剥离活性剂、5~10份碳纳米管混合,于60~70℃搅拌混合30~60min,得基体物,取基体物按质量比100~150:2~5:1~3加入 2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、过硫酸铵,再加入基体物质量3~7%的抗氧剂,升温至65~75℃搅拌混合30~50min,再于1000w紫外灯照射下保持3~8min,即得透光可剥胶。
实施例1
透光活性剂的制备方法为:
(1)取2-巯基苯并噻唑按质量比3:80加入丙酮,通入氮气保护,于0℃搅拌混合20min,加入丙酮质量1%的三乙基苄基氯化胺和丙酮质量0.2%的对苯二酚,搅拌混合20min,得混合物,取混合物按质量比100:3加入三乙胺,于0℃搅拌混合30min,得搅拌混合物;
(2)取甲基丙烯酰氯按质量比1:20加入丙酮,搅拌混合20min,得混合液,取混合液按质量比3:10滴加至搅拌混合物,控制滴加时间30min,于20℃搅拌混合2h,静置20min,取上层液减压蒸馏,得减压蒸馏物,取减压蒸馏物按质量比2:10加入石油醚,静置1h,取沉淀干燥,即得透光活性剂。
机械强度增强剂的制备方法为:
A.取聚邻苯二甲酰胺按质量比10:1加入五氧化二磷,通入氮气保护,于90℃搅拌混合20min,加入聚邻苯二甲酰胺质量1%的3,3'-二氨基联苯胺,升温至110℃搅拌混合60min,得搅拌混合物a,冷却至40℃,取搅拌混合物a按质量比100:1加入1,3,5-三羧基苯,升温至140℃搅拌混合1h,再于180℃搅拌混合12h,冷却至室温,得冷却物;
B.取冷却物按质量比100:2加入间苯二甲酸,通入氮气保护,于140℃搅拌混合1h,过滤,取滤渣经去离子水、质量分数为0.1%的碳酸氢钠溶液洗涤,干燥,即得机械强度增强剂。
辅助剥离活性剂为:按质量份数计,取10份氨甲基硅油、1份滑石粉、1份芥酸酰胺、2份乙烯基三乙氧基硅烷混合,即得。
剥离活性剂的制备方法为:取丙烯酸十八酯按质量比2:10加入环己烷,再加入环己烷质量1%的偶氮二异丁腈,升温至70℃搅拌混合2h,冷却至室温,旋转蒸发,收集旋转蒸发剩余物,取旋转蒸发剩余物按质量比10:2加入辅助剥离活性剂混合,即得剥离活性剂。
抗氧剂:四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
混合单体为:按质量份数计,取3份丙烯酸丁酯、2份醋酸乙烯酯、2份苯乙烯、1份丙烯酸、1份N-羟甲基丙烯酰胺、1份丙烯酸-β-羟乙酯、1份甲基丙烯酸-β-羟丙酯混合,即得。
一种透光可剥胶的制备方法,包括如下步骤:
S1.按质量份数计,取3份混合单体、2份甲基丙烯酸缩水甘油酯、1份乳化剂DNS-86、30份去离子水,于55℃搅拌混合20min,得混合物;
S2.按质量份数计,取30份混合物、3份透光活性剂、5份机械强度增强剂、3份剥离活性剂、5份碳纳米管混合,于60℃搅拌混合30min,得基体物,取基体物按质量比100:2:1加入2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、过硫酸铵,再加入基体物质量3%的抗氧剂,升温至65℃搅拌混合30min,再于1000w紫外灯照射下保持3min,即得透光可剥胶。
实施例2
透光活性剂的制备方法为:
(1)取2-巯基苯并噻唑按质量比4:90加入丙酮,通入氮气保护,于2℃搅拌混合25min,加入丙酮质量2%的三乙基苄基氯化胺和丙酮质量0.4%的对苯二酚,搅拌混合30min,得混合物,取混合物按质量比125:5加入三乙胺,于2℃搅拌混合45min,得搅拌混合物;
(2)取甲基丙烯酰氯按质量比2:25加入丙酮,搅拌混合25min,得混合液,取混合液按质量比4:12滴加至搅拌混合物,控制滴加时间45min,于23℃搅拌混合3h,静置30min,取上层液减压蒸馏,得减压蒸馏物,取减压蒸馏物按质量比3:12加入石油醚,静置2h,取沉淀干燥,即得透光活性剂。
机械强度增强剂的制备方法为:
A.取聚邻苯二甲酰胺按质量比12:2加入五氧化二磷,通入氮气保护,于95℃搅拌混合30min,加入聚邻苯二甲酰胺质量2%的3,3'-二氨基联苯胺,升温至115℃搅拌混合75min,得搅拌混合物a,冷却至45℃,取搅拌混合物a按质量比125:3加入1,3,5-三羧基苯,升温至145℃搅拌混合2h,再于185℃搅拌混合15h,冷却至室温,得冷却物;
B.取冷却物按质量比150:5加入间苯二甲酸,通入氮气保护,于145℃搅拌混合2h,过滤,取滤渣经去离子水、质量分数为0.1%的碳酸氢钠溶液洗涤,干燥,即得机械强度增强剂。
辅助剥离活性剂为:按质量份数计,取12份氨甲基硅油、2份滑石粉、2份芥酸酰胺、3份乙烯基三乙氧基硅烷混合,即得。
剥离活性剂的制备方法为:取丙烯酸十八酯按质量比3:12加入环己烷,再加入环己烷质量2%的偶氮二异丁腈,升温至73℃搅拌混合3h,冷却至室温,旋转蒸发,收集旋转蒸发剩余物,取旋转蒸发剩余物按质量比12:3加入辅助剥离活性剂混合,即得剥离活性剂。
抗氧剂:β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸正十八碳醇酯。
混合单体为:按质量份数计,取6份丙烯酸丁酯、4份醋酸乙烯酯、5份苯乙烯、2份丙烯酸、2份N-羟甲基丙烯酰胺、2份丙烯酸-β-羟乙酯、3份甲基丙烯酸-β-羟丙酯混合,即得。
一种透光可剥胶的制备方法,包括如下步骤:
S1.按质量份数计,取6份混合单体、5份甲基丙烯酸缩水甘油酯、2份乳化剂DNS-86、30~50份去离子水,于57℃搅拌混合30min,得混合物;
S2.按质量份数计,取40份混合物、5份透光活性剂、7份机械强度增强剂、5份剥离活性剂、7份碳纳米管混合,于65℃搅拌混合45min,得基体物,取基体物按质量比125:3:2加入2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、过硫酸铵,再加入基体物质量5%的抗氧剂,升温至70℃搅拌混合40min,再于1000w紫外灯照射下保持6min,即得透光可剥胶。
实施例3
透光活性剂的制备方法为:
(1)取2-巯基苯并噻唑按质量比5:100加入丙酮,通入氮气保护,于4℃搅拌混合30min,加入丙酮质量3%的三乙基苄基氯化胺和丙酮质量0.5%的对苯二酚,搅拌混合40min,得混合物,取混合物按质量比150:8加入三乙胺,于4℃搅拌混合60min,得搅拌混合物;
(2)取甲基丙烯酰氯按质量比3:30加入丙酮,搅拌混合30min,得混合液,取混合液按质量比5:15滴加至搅拌混合物,控制滴加时间60min,于25℃搅拌混合4h,静置40min,取上层液减压蒸馏,得减压蒸馏物,取减压蒸馏物按质量比5:15加入石油醚,静置3h,取沉淀干燥,即得透光活性剂。
机械强度增强剂的制备方法为:
A.取聚邻苯二甲酰胺按质量比15:3加入五氧化二磷,通入氮气保护,于100℃搅拌混合40min,加入聚邻苯二甲酰胺质量3%的3,3'-二氨基联苯胺,升温至120℃搅拌混合90min,得搅拌混合物a,冷却至50℃,取搅拌混合物a按质量比150:5加入1,3,5-三羧基苯,升温至150℃搅拌混合3h,再于190℃搅拌混合18h,冷却至室温,得冷却物;
B.取冷却物按质量比200:9加入间苯二甲酸,通入氮气保护,于150℃搅拌混合3h,过滤,取滤渣经去离子水、质量分数为0.1%的碳酸氢钠溶液洗涤,干燥,即得机械强度增强剂。
辅助剥离活性剂为:按质量份数计,取15份氨甲基硅油、3份滑石粉、3份芥酸酰胺、5份乙烯基三乙氧基硅烷混合,即得。
剥离活性剂的制备方法为:取丙烯酸十八酯按质量比5:15加入环己烷,再加入环己烷质量4%的偶氮二异丁腈,升温至75℃搅拌混合5h,冷却至室温,旋转蒸发,收集旋转蒸发剩余物,取旋转蒸发剩余物按质量比15:5加入辅助剥离活性剂混合,即得剥离活性剂。
抗氧剂:三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
混合单体为:按质量份数计,取9份丙烯酸丁酯、5份醋酸乙烯酯、7份苯乙烯、4份丙烯酸、3份N-羟甲基丙烯酰胺、3份丙烯酸-β-羟乙酯、5份甲基丙烯酸-β-羟丙酯混合,即得。
一种透光可剥胶的制备方法,包括如下步骤:
S1.按质量份数计,取9份混合单体、8份甲基丙烯酸缩水甘油酯、3份乳化剂DNS-86、50份去离子水,于60℃搅拌混合40min,得混合物;
S2.按质量份数计,取50份混合物、7份透光活性剂、10份机械强度增强剂、8份剥离活性剂、10份碳纳米管混合,于70℃搅拌混合60min,得基体物,取基体物按质量比150:5:3加入2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、过硫酸铵,再加入基体物质量7%的抗氧剂,升温至75℃搅拌混合50min,再于1000w紫外灯照射下保持8min,即得透光可剥胶。
对比例1:与实施例1的制备方法基本相同,唯有不同的是缺少透光活性剂。
对比例2:与实施例1的制备方法基本相同,唯有不同的是缺少机械强度增强剂。
对比例3:与实施例1的制备方法基本相同,唯有不同的是缺少剥离活性剂。
对比例4:杭州市某公司生产的透光可剥胶。
将实施例与对比例所得透光可剥胶按照GB-2792-81标准进行测试,测试结果如表1所示。
表1:
综上所述,本发明制备得到的透光可剥胶透明度高,强度大。相比于市售产品效果更好,值得大力推广。
以上所述仅为本发明的较佳方式,并不用以限制本发明,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。