本发明涉及一种具有保护涂层的基片的制备方法，尤其涉及一种具有抑菌/抗菌特性、超高硬度、柔性透明的基片的制备方法、采用该制备方法制备的基片及其采用所述基片的触屏模组、显示器件。
背景技术：
移动终端、可穿戴设备、智能家电等产品的发展，对形成其的基片或最外层的保护盖板有着强烈的要求。
以眼镜、防护面罩等为例，传统的玻璃基片重量大、成型难度高、成本高；而塑胶基片的硬度低，易划伤，使用不便。
以移动终端为例，触屏（触摸屏）最外层的盖板是触屏的关键材料之一。这种触屏盖板要具备高强度、高硬度和高光洁度等特点，具有抑菌、耐压、耐摔、耐划伤和抗冲击等性能。
目前市场上的触屏盖板大多为玻璃材质，应用于触屏最外层，英文名为Cover Lens，又称强化光学玻璃、玻璃视窗、强化手机镜片等，主要以美国康宁、日本旭硝子、日本板硝子、德国肖邦等几家公司生产。产品的主要原材料为超薄平板玻璃，经过切割、CNC精雕、强化、镀膜等多重工艺处理后，具有防冲击、耐刮花、增强透光率等功能。盖板玻璃贴合在触屏外表层，一方面起到保护触屏的作用，另一方面可印刷不同颜色、图案、标志物，起到装饰及美化产品的作用。然而，这种玻璃的触屏盖板内应力高，脆性强，耐冲击性能差，硬度低，需要经过多重复杂工艺精雕以尽可能地降低玻璃作为触屏盖板的天生缺陷，限制了玻璃作为触屏盖板的发展。
塑胶材料作为触屏盖板时，其光学性能甚至优于部分玻璃基片产品；另外，塑胶材料韧性佳、耐撞性能强，有助于外观成型并抵抗外力冲击；质量轻，在小尺寸设备上并不明显，但对于20寸以上应用，可提升产品的质量感受；成本低、生产良率高，工艺相对简单。然而，塑胶材料耐刮擦性能差，保护涂层铅笔硬度仅为2H~5H，是限制塑胶作为触屏盖板材料根本原因。
有鉴于此，有必要对现有的基片的制备方法、采用该制备方法制备的基片及其采用所述基片的触屏模组、显示器件予以改进，以解决上述问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种具有抑菌/抗菌特性、超高硬度、耐刮擦、高韧性、柔性透明的塑胶基片的制备方法、采用该制备方法制备的基片及其采用所述基片的触屏模组、显示器件。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种基片的制备方法，包括如下步骤：S1：提供塑胶基板，在所述塑胶基板的外表面涂覆水性或油性的粘结剂，固化后形成粘结层；S2：在所述粘结层上涂覆保护涂层，所述保护涂层包括由银纳米线形成的支架结构、灌注于所述支架结构之间的无机纳米颗粒。
作为本发明的进一步改进，所述无机纳米颗粒由无机纳米颗粒的溶胶或无机纳米颗粒的前驱体溶液制备形成。
作为本发明的进一步改进，所述无机纳米颗粒为纳米二氧化硅。
作为本发明的进一步改进，所述保护涂层还包括触发硅-羟基聚合的偶联剂。
作为本发明的进一步改进，S2具体包括如下步骤：S2-1：将银纳米线分散液涂覆于所述粘结层表面，在40℃~200℃条件下固化5min~20min形成支架结构；S2-2：将纳米二氧化硅溶胶灌注于所述支架结构之间，在40℃~150℃条件下固化5min~30min形成保护层；S2-3：将触发硅-羟基聚合的偶联剂稀释液涂覆于保护层上，在120℃~200℃条件下固化5min~30min，形成保护涂层。
作为本发明的进一步改进，S2具体包括如下步骤：S2-A：按比例将纳米二氧化硅溶胶与银纳米线分散液混合制成保护层涂料；S2-B：将所述保护层涂料涂覆于所述粘结层表面，并于40℃~200℃条件下固化5min~30min形成保护层；S2-C：将触发硅-羟基聚合的偶联剂稀释液涂覆于保护层上，在120℃~200℃条件下固化5min~30min，形成保护涂层。
作为本发明的进一步改进，S2具体包括如下步骤：S2-a：将银纳米线分散液涂覆于所述粘结层表面，在40℃~200℃条件下固化5min~20min形成支架结构；S2-b：按比例将纳米二氧化硅溶胶与触发硅-羟基聚合的偶联剂稀释液混合制成硬化层涂料；S2-c：将所述硬化层涂料灌注于所述支架结构之间，在100℃~200℃条件下固化5min~30min，形成保护涂层。
作为本发明的进一步改进，S2具体包括如下步骤：S2-Ⅰ：将分散好的银纳米线分散液作为增强填料涂覆于所述粘结层表面，在40℃~200℃条件下固化5min~20min形成类似“钢筋”的支架结构；S2-Ⅱ：将无机纳米颗粒的溶胶或无机纳米颗粒的前驱体溶液灌注于所述支架结构之间，在40℃~200℃条件下固化5min~30min形成保护层。
作为本发明的进一步改进，S2具体为：将分散好的银纳米线分散液与无机纳米颗粒的溶胶或无机纳米颗粒的前驱体溶液混合后涂覆于所述粘结层表面，在40℃~200℃条件下固化5min~20min形成类似“钢筋-混凝土”结构的保护层。
作为本发明的进一步改进，所述塑胶基板选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、环烯烃聚合物、或环烯烃类共聚物。
作为本发明的进一步改进，在所述塑胶基板的外表面涂覆纤维素或明胶溶液，在40℃~120℃条件下固化5min~10min形成粘结层。
为实现上述发明目的，本发明还提供一种基片，包括塑胶基板、位于所述塑胶基板外表面的保护涂层，所述保护涂层包括银纳米线及灌注于所述银纳米线之间的无机纳米颗粒。
作为本发明的进一步改进，所述保护涂层的光透过率大于91%，雾度小于1.7%。
为实现上述发明目的，本发明还提供一种触屏模组，包括所述的基片塑胶基板，所述塑胶基板的内表面设有触控传感器。
为实现上述发明目的，本发明还提供一种应用所述的触屏模组的显示器件。
本发明的有益效果是：本发明的基片的制作方法通过在塑胶基板上涂覆保护涂层形成基片，所述保护涂层通过银纳米线形成的支架结构、灌注于所述支架结构之间的无机纳米颗粒形成类似“钢筋-混凝土”结构，提高了传统塑胶基片的硬度、耐刮性、透明度等，并赋予了基片抑菌/抗菌特性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
为了制备在光学性能、机械性能、应用领域及成本控制等方面均远优于传统玻璃基片或塑胶基片的基片，本发明提供一种基片的制作方法，包括如下步骤：
S1：提供制备所述基片的塑胶基板，在所述塑胶基板的外表面涂覆水性或油性的粘结剂，固化后形成粘结层；在本发明中，“固化”一词含义较为宽泛，可以理解为如“反应”、“固化”、“经过干燥处理”等。
S2：在所述粘结层上涂覆保护涂层，所述保护涂层包括由银纳米线形成的支架结构、灌注于所述支架结构之间的无机纳米颗粒。所述保护涂层通过银纳米线形成的支架结构、灌注于所述支架结构之间的无机纳米颗粒形成类似“钢筋-混凝土”结构，大大提高了传统塑胶基片的硬度、耐刮性、透明度等，并赋予了基片抑菌/抗菌特性。
S1中所述塑胶基板可选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、环烯烃聚合物、或环烯烃类共聚物；可以减轻基片的重量，且可塑性高、适宜制作大面积的基片。
本实施例中，在所述塑胶基板的外表面均匀涂覆纤维素或明胶溶液等粘结剂，在40℃~120℃条件下固化5min~10min形成粘结层，便于后续涂覆保护涂层。
S2中的所述无机纳米颗粒可为二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒、氧化钙纳米颗粒、氟化钙纳米颗粒、碳化硅纳米颗粒等，所述无机纳米颗粒通过无机纳米颗粒的溶胶或无机纳米颗粒的前驱体溶液制备形成。S2具体包括：
S2-Ⅰ：将分散好的线径比高于20的高线径比银纳米线分散液作为增强填料，采用浸渍-提拉、旋涂（spin-coating）、卷对卷涂布、静电喷涂或印刷（print）等方法均匀涂覆于所述粘结层表面，在40℃~200℃条件下固化5min~20min形成类似“钢筋”的支架结构；
S2-Ⅱ：将无机纳米颗粒的溶胶或无机纳米颗粒的前驱体溶液作为“混凝土”灌注于类似“钢筋”的所述支架结构之间，涂覆无机纳米颗粒涂层，在40℃~200℃条件下固化5min~30min形成保护层。
当然，也可以将银纳米线分散液与无机纳米颗粒的溶胶或无机纳米颗粒的前驱体溶液混合后再涂覆于所述粘结层表面，在40℃~200℃条件下固化5min~30min形成保护层。
于本实施例中，所述无机纳米颗粒为由纳米SiO2溶胶形成的纳米二氧化硅。为了增强强度，所述保护涂层还包括触发硅-羟基聚合的偶联剂，使得纳米SiO2之间通过Si-O-Si键结合在一起。
本发明提供多个实施例来进一步说明在所述塑胶基板涂覆保护涂层的方法。本实施例中，S2具体包括如下步骤：
S2-1：将分散好的线径比高于20的高线径比银纳米线分散液作为增强填料，采用浸渍-提拉、旋涂（spin-coating）、卷对卷涂布、静电喷涂或印刷（print）等方法均匀涂覆于所述粘结层表面，在40℃~200℃条件下固化5min~20min形成类似“钢筋”的支架结构；
S2-2：将纳米SiO2溶胶作为“混凝土”灌注于类似“钢筋”的所述支架结构之间，涂覆SiO2涂层，在40℃~150℃条件下固化5min~30min形成保护层；
S2-3：将触发硅-羟基聚合的偶联剂稀释液涂覆于保护层上，在120℃~200℃条件下固化5min~30min，形成保护涂层。
本发明中涂覆的方法均采用浸渍-提拉、旋涂（spin-coating）、卷对卷涂布、静电喷涂或印刷（print）等，不再赘述。
在其他实施例中，S2还可包括如下步骤：
S2-A：按比例将纳米SiO2溶胶与银纳米线分散液混合制成保护层涂料；
S2-B：将所述保护层涂料均匀涂覆于所述粘结层表面，并于40℃~200℃条件下固化5min~30min形成保护层；
S2-C：将触发硅-羟基聚合的偶联剂稀释液涂覆于保护层上，在120℃~200℃条件下固化5min~30min，形成保护涂层。
在又一实施例中，S2包括如下步骤：
S2-a：将分散好的银纳米线分散液作为增强填料，均匀涂覆于所述粘结层表面，在40℃~200℃条件下固化5min~20min形成类似“钢筋”的支架结构；
S2-b：按比例将纳米SiO2溶胶与触发硅-羟基聚合的偶联剂稀释液混合制成硬化层涂料；
S2-c：将所述硬化层涂料作为“混凝土”灌注于类似“钢筋”的所述支架结构之间，在100℃~200℃条件下固化5min~30min，形成保护涂层。
本发明还提供一种采用所述基片的制备方法制备的基片，包括塑胶基板、位于所述塑胶基板外表面的保护涂层。所述基片可用于眼镜、手表、防护面罩等穿戴设备，也可以用于制作触屏模组，或用作智能电子设备的触屏盖板。
所述保护涂层包括银纳米线及灌注于所述银纳米线之间的纳米SiO2等无机纳米颗粒，两者形成类似钢筋-混凝土结构，在所述保护涂层的厚度仅为1μm~4μm，铅笔硬度约9H；而只有SiO2没有银纳米线的涂层，铅笔硬度仅为6H。银纳米线作为“钢筋”对涂层中的SiO2有混凝加固作用，大大提高了传统塑胶基片的硬度、耐刮性，并赋予基片抗菌/抑菌特性。另外，所述保护涂层还具有高透效果，全光线透过率大于91%，雾度小于1.7%。本发明的基片在光学性能、机械性能、应用领域及成本控制等方面均远优于传统玻璃基片或塑胶基片。
本发明还提供一种一体化触屏模组，包括塑胶基板，位于所述塑胶基板外表面的保护涂层和位于所述塑胶基板内表面的触控传感器。
本发明还提供一种应用所述触屏模组的显示器件，如手机、平板、电脑、电视、显示屏等。
综上所述，本发明的基片的制备工艺简单，成品良率高，成型成本低。另外本发明的基片在光学性能、机械性能、应用领域及成本控制等方面均远优于传统玻璃基片或塑胶基片。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。