一种防污抗uv涂覆组合物、硬化膜及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及硬化膜领域，尤其涉及一种防污抗UV涂覆组合物、硬化膜及制备方 法。
【背景技术】
[0002] 紫外线是指阳光中波长10至400nm的光线，可分为UVA(紫外线A，波长320~ 400nm，长波）、UVB(波长280~320nm，中波）、UVC(波长100~290nm，短波），其中UVB致 癌性最强，晒红及晒伤作用为UVA的1000倍。320~340nm之间的紫外线对眼部晶体损伤 最大，易被蛋白质吸收广生氧化反应而发生白内障，此外，视网I旲对350nm左右的紫外线有 很高的敏感性，通过化学左右，可导致视网膜色素上皮老化而产生老年性黄斑病变，尤其对 于白内障术后的无晶体眼，由于紫外线到达视网膜的量可达60%左右，极易发生老年性黄 斑病变。此外，紫外线会让皮肤产生大量自由基，导致细胞膜的过氧化反应，使黑色素细胞 产生更多的黑色素，并往上分布至表皮角质层，造成皮肤皱纹、老化、松弛及黑斑等。
[0003] 硬化膜是一种重要的光学基材，广泛应用于模内注塑、显示器件、建筑玻璃及太阳 能面板的表面保护，常规硬化膜虽具有高硬度、耐划伤的特性，但无法有效阻隔紫外线对 人体的伤害及对电子元器件的快速老化。专利号为ZL201010512686. 4(授权公告号为CN 101955699B)的中国发明专利《一种模内装饰用防紫外线透明硬化膜》公开了一种具有防 紫外线功能的硬化膜，通过紫外吸收前体吸收能量后与氢质子供体反应形成紫外吸收剂， 在不影响固化成膜的同时使得硬化层具有防紫外功能。然而，该专利中的防紫外线功能针 对的是紫外线对膜产品本身结构和性能的影响，避免因紫外线长时间照射而造成的IMD产 品的老化变黄甚至发生脆化等问题，无法解决紫外线对人体的伤害，尤其是对眼部的伤害。
[0004] 虽然硬化膜的广泛应用使得硬化膜的种类和功能越来越多样化，如：具有极低反 射率的硬化膜应用于导航仪面板等；具备防污性能的硬化膜应用于手机屏幕以及部分面板 等；具有防静电功能的硬化膜应用于LCD面板等，但目前没有一款既具有防污功能又能有 效抗紫外线，从而避免紫外线对人体伤害的硬化膜，因此现有的硬化膜还有待改进。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的第一技术问题是针对现有技术而提供一种同时具有防污和抗UV功能的涂覆组合物，该组合物在不影响硬化膜本身固化的基础上能有效阻隔紫外线对人 体的伤害。
[0006]本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种上述涂覆组合物的制备方法。
[0007]本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术而提供一种使用上述涂覆组 合物的防污抗UV硬化膜。
[0008]本发明所要解决的第四个技术问题是针对现有技术而提供一种上述防污抗UV硬 化膜的制备方法。
[0009]本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种防污抗UV涂覆组合物，其 特征在于，所述涂覆组合物的组分及重量份数为：
[0010]
[0011] 其中，所述多官能丙烯酸酯预聚物为官能度多3的聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸 酯中的至少一种；
[0012] 所述UV活性单体选自甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、二甲基丙烯酸-1，6-己二醇酯、 二丙烯酸-1，6-己二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸对戊二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯 酸酯、三羟甲基戊烷三甲基丙烯酸酯、1，3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、 二季戊三醇丙烯酸酯和2-乙基季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种；
[0013] 紫外吸收剂是一种光稳定剂，能吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，而本身又 不发生变化，具体在本发明中其需要满足以下条件：（1)能有效阻隔360nm以下的波段；（2) 对450nm以上波段具有较好的透过率，不影响光引发剂的反应波长，从而不干扰硬化膜的 紫外固化过程；（3)需保证成品硬化膜的外观无色或近无色。本发明中选择纳米氧化铈溶 胶0C-T20K作为紫外吸收剂，并与涂覆组合物的其他组分合理组配，从而使其达到以上要 求。
[0014] 上述二氧化硅分散液不仅能起到防污作用，同时也可以增加硬化膜的硬度，作为 优选，所述二氧化硅分散液是将纳米二氧化硅颗粒分散于溶剂中得到的液体，其中纳米二 氧化娃颗粒的粒径为10~50nm，该粒径范围在避免二氧化娃颗粒团聚的同时能避免硬化 膜出现次点不良的问题，使其分散性较好，制成的硬化膜光学透过率和雾度较佳。
[0015] 作为优选，所述光引发剂选自1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基 苯基）-2-吗啉基-1-丙酮、2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）二苯基氧化膦、二甲苯酮和2-羟 基-2-甲基苯基丙烷-1-酮中的一种或两种。
[0016] 流平剂能较好地改善紫外吸收剂、纳米二氧化硅分散液在组合物体系内部的分散 效果，改善和促进加硬液的流平性，获得较好地涂布外观，作为优选，所述流平剂为市售有 机硅聚醚添加剂。
[0017] 作为优选，所述有机溶剂选自丁酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸乙酯、醋酸丁酯、丙 二醇甲醚、丁酮、甲基异丁酮、甲苯和二甲苯中的至少一种。
[0018] 本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种上述防污抗UV涂覆组合 物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：在避免日光或紫外光照射下，在空气相对湿度 <60%的条件下，先将纳米二氧化硅分散液、流平剂和有机溶剂混合均匀而形成混合溶剂， 然后向该混合溶剂中依次加入所述多官能度丙烯酸酯预聚物和UV活性单体，搅拌均匀后 再加入UV吸收剂，继续搅拌均匀后再加入所述光引发剂，搅拌均匀，然后用孔径为1μm的 过滤器过滤去掉杂质，即得防污抗UV涂覆组合物。
[0019] 本发明解决第三个技术问题所采用的技术方案为：一种上述防污抗UV涂覆组 合物的硬化膜，其特征在于，将所述防污抗UV涂覆组合物涂覆在基材上，涂覆厚度为2~ 10um，所述基材为PET薄膜、PC薄膜或PMMA薄膜，所述基材的厚度为0· 05~0· 25mm。
[0020] 本发明解决第四个技术问题所采用的技术方案为：一种上述硬化膜的制备方法， 其特征在于，将所述防污抗UV涂覆组合物均匀涂覆在所述基材上，60~100°C下加热30~ 100秒，然后用高压水银灯对涂覆层进行UV照射，照射强度为150~30〇W/cm，能量为200~ 400mj/cm2,即得到防污抗UV硬化膜。
[0021] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明在涂覆组合物中加入纳米二氧化硅 分散液和紫外吸收剂，并与涂覆组合物的其他组分合理组配，使得由该涂覆组合物制成的 硬化膜出具有常规硬化膜所具备的高硬度和光学性能外，还具有UV阻隔性能、疏水疏油的 抗污性能以及优异耐划伤性能；其中本发明中的纳米二氧化硅分散液在防污的同时能增 加硬化膜的硬度，紫外吸收剂能较好地阻隔360nm以下波段的紫外线，从而避免紫外线对 人体的伤害，尤其是对眼部的伤害，同时该紫外吸收剂又能对460nm以上波段的紫外线有 较好地透过性，从而保证硬化膜的固化成型并保证固化成型后的硬化膜外观无色或接近无 色，。本发明中的硬化膜可广泛应用于显示外屏、玻璃外墙及注塑等领域，起到阻隔紫外线、 防污易清洁与防划伤的效果。
【具体实施方式】
[0022] 以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
[0023] 实施例1 :
[0024] 本实施例中的防污抗UV涂覆组合物的组分及重量份数为：
[0025]
[0026] 在避免日光或紫外光照射、空气相对湿度小于60%的条件下，向30份聚酯丙烯酸 酯预聚物CN2254NS(美国沙多玛制造，官能度2)和20份二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA(宁 波金腾化工有限公司制造，官能度6)加入20份纳米二氧化硅分散液VK-SP15E(宣城晶瑞 新材料有限公司制造，固含量：20%，平均粒径15nm)，0. 3份流平剂401LS(道康宁公司制 造），50份甲基异丁基酮，充分搅拌均匀后再加入5份UV吸收剂0C-T20K(日产化学制造， 固含量：20%)继续搅拌后加入6份184光引发剂（巴斯夫制造）搅拌均勾，并用lum过滤 器去掉杂质，得到防污抗UV涂覆组合物。
[0027] 将以上配制的光固化涂覆组合物用线棒涂布于基材上，经过80°C*60S加热干燥， 后经高压水银灯UV照射（强度：30〇W/cm，能量为300mj/cm2)，形成厚度约5um的硬化膜， 其测试性能见表1。
[0028] 实施例2 :
[0029] 本实施例中的防污抗UV涂覆组合物的组分及重量份数为：
[0030]
[0031] 在避免日光或紫外光照射、空气相对湿度小于60 %的条件下，向20份聚酯丙 烯酸酯预聚物CN2254NS(美国沙多玛制造，官能度2)和30份三羟甲基丙万三丙烯酸酯 TMPTA(帝斯曼新力美制造，官能度3)加入30份纳米二氧化硅分散液VK-SP15E(宣城晶瑞 新材料有限公司制造，固含量为20%，平均粒径15nm)，0. 5份流平剂401LS(道康宁公司制 造），50份甲基异丁基酮，充分搅拌均匀后再加入2份UV吸收剂0C-T20K(日产化学制造， 固含量为20% )继续搅拌后加入8份184光引发剂（巴斯夫制造）搅拌均匀，并用lum过 滤器去掉杂质，得到光硬化涂覆组合物。
[0032] 将以上配制的光固化涂覆组合物用线棒涂布于基材上，经过80°C*60S加热干燥， 后经高压水银灯UV照射（强度：30〇W/cm，能量为300mj/cm2)，形成厚度约5um的硬化膜， 其测试性能见表1。
[0033] 实施例3 :
[0034] 本实施例中的防污抗UV涂覆组合物的组分及重量份数为：
[0035]
[0036] 在避免日光或紫外光照射、空气相对湿度小于60 %的条件下，向25份脂肪族聚 氨酯丙烯酸酯预聚物CN9006NS(美国沙多玛制造，官能度6)和