变一般是不可逆的，如果形变过大就会影响到层间附着，甚至从基材层脱落下来。即使没有 严重到层间脱落，但对材料的形变量有严格控制时，功能层的收缩率也是需要控制的，这时 候可以通过光固化组合物配方的调整来控制，也可以通过加入不参与光固化反应的惰性物 质来减小这种形变，这种不参与光固化反应的物质包括热塑性树脂、无机颗粒等。当然，通 过加入不参与光固化反应的惰性物质来调节会更加简便，而且所加入的含量不需要很大， 对其他性能的影响较小。
[0017] 对于功能层而言，一定的厚度是保证功能连续和稳定的前提，但必须考虑到的是 在制备过程中会不可避免的出现一些波动，所以当功能层表面有不少于85%的面积由光固 化组合物形成即可认为形成了功能层。优选的，所述功能层表面全部由光固化组合物形成， 功能层厚度不小于〇. 5微米。进一步优选的，功能层厚度为不小于1微米。更进一步优选的， 功能层厚度为不小于3微米。从实用性和成本的角度出发，功能层的厚度也不需要很厚，而 且当厚度到达某一值以后厚度的增加对性能的提升已经不明显，反而会使材料的柔韧性明 显下降。对于不同类型的梯度材料，优选的功能层厚度是不一样的，一般情况下，薄膜的功 能层优选厚度为〇. 5-50微米，板材和管类材料的功能层优选厚度为1-1000微米。不得不 指出的是，当功能层所起到的功能不同时，优选的厚度可能会有一定程度的变化。同样的， 当基材层表面有不少于85%的面积由热塑性高分子组合物形成时即可认为形成了基材层。
[0018] 优选的，所述的功能层的静摩擦系数为0. 05-1. 5。进一步优选的，功能层的静摩擦 系数为0. 1-0. 8。当功能层具有抗指纹效果时，静摩擦系数一般较小，对于将功能层作为材 料或者器件表面来使用时，具有抗指纹效果是很有益的，现今的触摸屏也正朝着具有抗指 纹效果的方向发展。一般而言，抗指纹效果的引入还会一定程度的提高表面的硬度和耐刮 性。当然，表面静摩擦系数太小这也会带来一个新的情况，那就是如果表面需要覆保护膜的 话常规粘结力的保护膜可能会比较难覆上去。所以，一个合适的静摩擦系数对于材料的收 卷、生产以及使用都会产生很大的影响，需要针对不同的用途进行合理的选择。
[0019] 另一种优选的情况是，所述的功能层在固化前或者进行预固化后，当温度不低于 40°C时呈固态。我们知道，光固化后材料会形成三维网络结构，所以对于某些需要将这类高 分子梯度材料与其他具有一定形状的材料进行贴合等工序操作时就会出现崩层、微裂纹等 问题，而未固化的或者固化不完全的光固化组合物体系的延展性是很好的，完全胜任一些 较大弧度的贴合，而等到这些后续的工序结束后可以对其进行充分固化，从而得到充分固 化的功能层。所以，在本专利中，功能层的固化可以是高分子梯度材料经挤出后不经过其 他贴合工艺即进行的，也可以是经过了后续的贴合等一系列加工操作后再进行的；或者先 进行预固化，即不完全固化，在这种状态下，材料具有较好的加工性，等后续工序完成后再 进行充分固化。一般来说，在未固化情况下，如果UV固化组合物在160°C以上仍然保持固 态的话其加工温度会很高，在这样的条件下通过挤出工艺来制备材料效果会下降：另外，在 160°C以上进行类似贴合的操作，热塑性基材层也会具有较好的流动性，从而会改变原有材 料的物理参数，如膜厚发生明显变化。而在70-120°C范围的内保持固态，对于冲压、贴合等 操作来说是较为合适的。所以，进一步优选的，功能层在固化前或者进行预固化后，当温度 在45-160°C范围内（包含端点温度）呈固态。再进一步优选的，功能层在固化前或者进行 预固化后，当温度在50-140°C范围内（包含端点温度）呈固态。更进一步优选的，功能层在 固化前或者进行预固化后，当温度在70-120°C范围内（包含端点温度）呈固态。
[0020] 所述的梯度层厚度不小于1微米。一般来说，梯度层的厚度不小于3微米时不同 材料层间的结合会牢固很多，所以优选条件下，梯度层的厚度不小于3微米。进一步优选 的，梯度层的厚度不小于5微米。更进一步优选的，梯度层的厚度为5-1000微米。更加具 体的，大多数情况下，薄膜厚度较小，其进一步优选的厚度大约为5-100微米；而板材和管 类材料，厚度可以较厚，所以进一步优选的厚度大约为50-1000微米。同样的，当功能层所 起到的功能不同时，优选的梯度层厚度可能会有一定程度的变化。
[0021] 对于层状材料，梯度层的梯度在厚度方向，在材料的前进方向，相同厚度处的各材 料组成是接近的。对于圆管或者圆柱材料，相同半径处的各材料组成是接近的。对于扁管 或者扁柱材料，相应半径比例处的各材料组成是接近的。
[0022] 所述的基材层包含均匀结构的单层、共挤复合结构的多层、梯度结构的单层或多 层。其中均匀结构的单层即常规意义上的各成分混合均匀的单层结构，如常见的PC光学薄 膜、PMM板、导光板、BOPA膜、EVA管等。共挤复合结构的多层即通过多台挤出机通过共挤出 的方法将不同的材料复合得到，这种膜结构各材料层间界限相对清晰，以一个A、B、C三种 热塑性高分子组合物构成的共挤复合结构的多层为例，其结构依次为：A层/B层/C层。梯 度结构的单层即以同一种或几种热塑性高分子为主体，这些热塑性高分子是均匀分布的， 在这个基材层中某一种或几种成分呈现梯度分布，更多的这些成分是功能性的颗粒；而所 述的梯度结构的多层则至少有2种热塑性高分子组合物构成，这些高分子组合物形成各自 的层，其间包含相邻两层组合物形成的梯度层，以一个A、B、C三种热塑性高分子组合物构 成的梯度结构的多层为例，其结构依次为：A层/A、B梯度层/B层/B、C梯度层/C层，也可 以其中的某一层或几层具有梯度结构而其他的层不具有梯度结构，以一个A、B、C三种热塑 性高分子组合物构成的梯度结构的多层为例，其结构依次为：A层/A、B梯度层/B层/C层。
[0023] 所述的热塑性高分子组合物中的热塑性高分子包含PC、PBT、PET、EVA、PE、PP、PA、 PMMA、ABS的一种或多种。不同工艺得到的分子量、结构不同的热塑性高分子都是适用的。
[0024] 所述的光固化组合物、热塑性高分子组合物中至少有一个组合物包含功能颗粒。 所述的功能颗粒可以是一种或多种。功能颗粒起到类似提到硬度、耐刮性、耐热性、模量，降 低电阻率，增加隔热性，改变折射率、颜色、光通过效应、柔韧性等作用，从而实现诸如硬度、 耐刮性、耐热性、模量、导电性、隔热性、折射率、颜色、透光率、雾度、柔韧性等的梯度分布。
[0025] 在制备所述高分子梯度材料时可以参考专利US7632433和CN103496149的原理及 装置，具体的步骤包括：加料--宏观梯度汇合--微观梯度混合--梯度挤出--UV固 化。将不同组合物的原料分别加入到独立的加料系统中；物料经输送设备，如挤出机，输送 到宏观梯度汇合器进行宏观梯度混合，在这个过程中，物料主要进行物料流的汇合，不发生 明显的混合，不同物料间的界限依然清晰，在物料输送的垂直方向，即厚度方向，可以根据 需要设计出不同梯度变化的混合器从而得到需要的梯度分布情况；之后再将物料输送到微 观梯度混合器进行微观梯度混合，在这个过程中，物料主要发生二维混合，在输送方向上的 物料组成基本保持不变，所以经过微观梯度混合后在厚度方向上各物料的梯度情况基本保 持，同时经过混合后不同厚度处沿物料输送方向平面上的物料被均匀混合，从而实现了厚 度方向物料的梯度分布；经梯度挤出流延后进行UV固化，最终得到高分子梯度材料。为了 能得到较为稳定的挤出流延梯度材料，将微观梯度混合后的物料进行厚度方向的减薄宽度 方向上的增宽是非常重要的，对于不同的体系，这一过程的工艺以及装置都会有很大的差 异。需要指出的是，保持熔体的稳定流动是极其重要的。如果需要制备有图案的材料，则在 挤出流延后用带有图案的模板进行图案化同时进行UV固化，最终得到带有图案的高分子 梯度材料。此外，在挤出流延形成薄膜或其他形式的材料后，在一定的温度下，对其进行拉 伸、冲压、贴合等加工，之后再进行UV固化；亦可在挤出流延形成薄膜或其他形式的材料后 先进行UV预固化，然后进行拉伸、冲压、贴合等加工，之后再进行充分固化。进行上述如拉 伸等操作的温度范围可以是45-2KTC，优选为70-180°C。UV固化所得的材料还可进行热应 力释放、覆保护膜等工序。
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