CN112574604B - 一种耐紫外湿热老化的透明pi硬化膜用预涂液及其应用 - Google Patents

一种耐紫外湿热老化的透明pi硬化膜用预涂液及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于透明聚酰亚胺硬化膜用预涂液技术领域，具体涉及一种耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液及其应用，所述预涂液由如下重量份的各组分组成：低分子量树脂100份、强极性单体50‑100份、热引发剂1‑5份、流平剂0.05‑1份、溶剂1000‑1500份。本发明的预涂液中含有适量的低分子量树脂和强极性单体，二者相互配合，可以使预涂液渗入透明PI基材中，与透明PI基材穿插渗透咬蚀，经固化交联，预涂层牢牢附着在基材表面，提高硬化涂层与透明PI基层间的附着力，而且预涂液的组成决定了预涂层与硬化层之间也具有良好的结合力，进而提高PI硬化膜的耐紫外湿热性能，且不会影响硬化层的硬度、耐磨性等综合性能。

Description

一种耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液及其应用
技术领域
本发明属于透明聚酰亚胺硬化膜用预涂液技术领域，具体涉及一种耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液及其应用。
背景技术
曲屏技术近年来受到了消费者和产业界普遍的重视和追捧。未来随着固定曲率曲屏技术的不断发展和完善，能实现任意弯折的柔性触控屏必将成为一个重要的发展方向。柔性屏虽然可以实现弯折，但如果频繁弯折，就会出现如同金属纸张一样的疲劳问题。如果进行多次弯折加上长时间的使用，柔性屏在受到多次的压缩和拉伸应力后，屏幕中间可能会出现折痕损坏。此外，电路板、元器件在经受大量弯曲和非弯曲后，也可能导致折叠时受损或发生其他故障。现有的玻璃面板无法满足其高频率要求，而透明聚酰亚胺(CPI)薄膜因其本身具有不错的可折叠性而被用来代替现有的玻璃盖板，但是聚酰亚胺(PI)材料无法满足硬度要求，需要在PI基材表面增加硬化涂层来增强硬度。
但是，现有透明PI硬化膜产品中，透明PI一般是通过氟改性提高透明度，氟改性后会导致基材表面的硬化层更难附着，在测试紫外湿热老化试验后，硬化层会脱落。因此，有必要开发一种能够提高透明PI基材与硬化层之间附着力的预涂层，改善透明PI硬化膜的耐紫外湿热老化性能，同时不影响硬化涂层的硬度、耐磨性等综合性能。
发明内容
为了提供一种能够提高透明PI基材与硬化层之间附着力的预涂层，改善透明PI硬化膜的耐紫外湿热老化性能，同时不影响硬化涂层的硬度、耐磨性等综合性能，本发明公开了一种耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液及其应用，该预涂液可以有效改善透明PI基材与硬化层之间的附着力，从而改善PI硬化膜的耐紫外湿热老化性能，并且不会影响硬化膜的硬度和耐磨性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液，由如下重量份的各组分组成：
Figure BDA0002219025010000011
Figure BDA0002219025010000021
作为优选，上述低分子量树脂为2官或3官酰胺丙烯酸酯、2官或3官季戊四醇丙烯酸酯、低聚己内酰胺、低聚己内酯、低聚丙交酯、四臂PEG乙烯砜、四臂PEG丙烯酸酯中的一种或几种。
作为优选，上述强极性单体为N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯酸聚己内酯、丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸3-(三甲氧硅基)丙酯、丙烯酸3-(三乙氧硅基)丙酯、吡啶基丙烯酸酯、丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸四氢糠基酯、咪唑基丙烯酸酯、呋喃基丙烯酸酯、丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯中的一种或几种。
作为优选，上述热引发剂为过氧化物类引发剂、偶氮类引发剂、氧化还原类引发剂中的一种或几种。
作为优选，上述流平剂为有机硅类流平剂、丙烯酸酯类流平剂、氟素类流平剂中的一种或几种。
作为优选，上述溶剂为酮类溶剂、酯类溶剂、苯类溶剂、醚类溶剂、醇类溶剂、酰胺类溶剂中的一种或几种。
一种耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液的应用，用于透明PI基材与硬化层之间。
作为优选，上述的耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液的应用，包括如下步骤：
(1)将预涂液均匀涂布在透明PI基材上，然后进行热固化，获得预涂层；
(2)在预涂层表面均匀涂布一层硬化液，然后进行固化，获得硬化层，待硬化层冷却后贴合保护膜即可。
作为优选，上述步骤(1)中热固化的条件为：60-80℃处理30-60s，80-100℃处理30-60s，100-120℃处理30-60s，80-100℃处理30-60s，烘道压力为1.01-1.05ATM。
作为优选，上述预涂层的厚度为50-200nm。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的预涂液中含有适量的低分子量树脂和强极性单体，强极性单体与低分子量树脂相互配合，可以使预涂液渗入到透明PI基材中，与透明PI基材穿插渗透咬蚀，经过固化交联，预涂层牢牢附着在基材表面，提高硬化涂层与透明PI基层之间的附着力，而且预涂液的组成决定了预涂层与硬化层之间也具有良好的结合力，进而提高PI硬化膜的耐紫外湿热性能，由于预涂层除了可以提高透明PI基材与硬化层之间的结合力，不会影响硬化层的其他性能，因此预涂液的使用不会影响硬化层的硬度、耐磨性等综合性能；
(2)本发明的预涂液干燥过程中设置了特定的干燥梯度和固化条件，控制预涂层与透明PI基材相互渗透达到特定的浓度梯度和渗透深度，像树根扎入泥土中一样，使预涂层牢固地附着在透明PI基材表面，最终达到提高耐紫外湿热老化的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例和部分对比例的透明PI基材中不同深度氟含量的示意图；
图2是本发明预涂液向透明PI基材渗透过程的示意图。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
预涂液的制备方法：按比例称取低分子量树脂、强极性单体、热引发剂、流平剂、溶剂，混合均匀即可。
耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液的应用，包括如下步骤：
(1)将预涂液均匀涂布在透明PI基材上，然后进行热固化，获得预涂层；
(2)在预涂层表面均匀涂布一层硬化液，然后进行固化，获得硬化层，待硬化层冷却后贴合保护膜即可。
预涂液的干燥条件：
条件1：涂头到烘道距离2.5米，烘道16节，每节2.5米，车速10米/分钟，烘道压力：1.01-1.05ATM。
烘箱 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
T/℃ 60 70 70 80 80 90 90 100 100 110 110 120 120 100 100 80
条件2：涂头到烘道距离2.5米，烘道16节，每节2.5米，车速10米/分钟，烘道压力：1.01-1.05ATM。
烘箱 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
T/℃ 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 120 110 100 90 80
条件3：涂头到烘道距离2.5米，烘道16节，每节2.5米，车速10米/分钟，烘道压力：1.01-1.05ATM。
烘箱 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
T/℃ 60 60 70 70 80 80 90 90 100 100 90 90 80 80 60 60
硬化液可以直接选用市售PI硬化膜用硬化液，具体固化条件都以所选择市售硬化液的要求为准。
实施例1-5和对比例1-8所用的预涂液的各组分及其重量份用量以及固化条件详见表1。
表1
Figure BDA0002219025010000041
对比例9，对比例9与实施例4基本相同，不同之处在于，对比例9未在透明PI基材上涂布预涂液。
用实施例1-5和对比例1-8所制备预涂液制备的PI硬化膜以及对比例9的PI硬化膜的耐紫外湿热老化结果见表2。
表2
Figure BDA0002219025010000042
表2中的紫外湿热老化后百格中紫外湿热老化的条件是：强紫外，340nm，60℃，相对湿度90％，72小时。
由于预涂液是涂覆在透明PI基材与表面硬化层之间，所以不会对硬化膜的硬度、耐磨性、耐黄变性能等产生影响。
图1为本发明实施例和部分对比例的透明PI基材中不同深度氟含量的示意图，可以看出，实施例1-5的透明PI基材表层中氟含量均远低于对比例1-8，结合图2可知，实施例1-5的预涂液在涂布至透明PI基材表面之后，预涂液渗透至透明PI基材内部，与透明PI基材穿插渗透咬蚀，经过固化交联，预涂层牢牢附着在基材表面，提高了预涂层与透明PI基材之间的结合力，而且预涂层的组成决定了预涂层与硬化层之间也具有良好的结合力，进而提高了整个硬化膜的耐紫外湿热老化性能。
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 (5)

1.一种耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液，其特征在于：由如下重量份的各组分组成：
低分子量树脂 100份
强极性单体 50-100份
热引发剂 1-5份
流平剂 0.05-1份
溶剂 1000-1500份；
所述低分子量树脂为2官或3官酰胺丙烯酸酯、2官或3官季戊四醇丙烯酸酯、低聚己内酰胺、低聚己内酯、低聚丙交酯、四臂PEG乙烯砜、四臂PEG丙烯酸酯中的一种或几种；
所述强极性单体为N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯酸聚己内酯、丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸3-(三甲氧硅基)丙酯、丙烯酸3-(三乙氧硅基)丙酯、吡啶基丙烯酸酯、丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸四氢糠基酯、咪唑基丙烯酸酯、呋喃基丙烯酸酯、丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯中的一种或几种；
所述预涂液用于透明PI基材与硬化层之间，包括如下步骤：
（1）将预涂液均匀涂布在透明PI基材上，然后进行热固化，获得预涂层；
（2）在预涂层表面均匀涂布一层硬化液，然后进行固化，获得硬化层，待硬化层冷却后贴合保护膜即可；
所述步骤（1）中热固化的条件为：60-80℃处理30-60s，80-100℃处理30-60s，100-120℃处理30-60s，80-100℃处理30-60s，烘道压力为1.01-1.05ATM。
2.如权利要求1所述的耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液，其特征在于：所述热引发剂为过氧化物类引发剂、偶氮类引发剂、氧化还原类引发剂中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液，其特征在于：所述流平剂为有机硅类流平剂、丙烯酸酯类流平剂、氟素类流平剂中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液，其特征在于：所述溶剂为酮类溶剂、酯类溶剂、苯类溶剂、醚类溶剂、醇类溶剂、酰胺类溶剂中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的耐紫外湿热老化的透明PI硬化膜用预涂液，其特征在于：其特征在于：所述预涂层的厚度为50-200nm。
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