专利名称：一种紫外光固化硬涂膜及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用作保护各类显示器以及用作触摸屏的紫外光固化硬涂膜。
背景技术：
近年来，各种新型平板显示(IXD、OLED, EL、PDP)技术和产品发展迅速，平板显示产业已经成为信息产业的重要组成部分，平板显示行业和市场正在全球范围内快速增长， 相关制造材料和零件市场也得到了快速发展，尤其是显示技术中用到的光学薄膜材料处于快速增长态势。各种光学薄膜材料，例如反射膜、增透膜、滤光膜、光学保护膜、偏振膜、分光膜和位相膜等在制造、使用过程中非常容易刮伤和玷污，因此需要进行表面处理，以提高薄膜的防刮伤、耐磨和防污性能。防刮伤涂层的评价指标主要包括(1)涂层硬度。最主要的性能指标之一，一般用国标铅笔硬度法来测试；( 涂层耐磨损性。以0000钢丝绒球国标方法测试；C3)涂膜防污性。以涂膜的纯水接触角以及表面能来表征。防刮伤涂层主要是将涂布液通过各种湿法涂布方式涂布到塑料薄膜基材上，涂膜一般厚度在5 10 μ m，低于5 μ m,涂膜的硬度得不到保证，高于10 μ m,会影响总透光率。紫外光(UV)固化涂料是20世纪60年代开发的一种环保节能型涂料。紫外光固化体系由于具有较高的交联密度，涂层可根据需要调节涂料组分以得到需要的性能，对无机纳米金属氧化物和有机聚合物微粒有良好的润湿分散性能，经紫外光照射后交联密度高， 形成的涂膜透光性好，抗刮伤性能好，广泛应用于防刮伤涂层的制备。中国发明专利公开说明书CN 101205424A公开了一种硬涂膜，所述硬涂层的组分由紫外光固化丙烯酸酯、热塑性树脂、光引发剂、有机硅和溶剂组成，其特征在于，该硬涂层能够抑制由于固化收缩引起的开裂或卷边，抑制指印和灰尘等在膜表面的附着。但该涂膜硬度不够高，抗刮伤和耐磨性能有限。中国发明专利公开说明书CN 101463222A公开了一种紫外光固化涂层，所述紫外光固化涂层的组分由主体树脂、稀释剂和光引发剂组成，主体树脂含有聚氨酯丙烯酸酯树脂和有机硅丙烯酸酯树脂，其特征在于，紫外光固化涂层有较低的表面能，可以达到很好的防污效果，同时涂层有较高的硬度，因而有良好的耐擦划性能。但该涂膜柔韧性较差，只是适用于硬质塑料板材表面。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种提高塑料薄膜的抗刮伤、耐磨性能和防污性能的紫外光固化硬涂膜。本发明的目的还在于上述紫外光固化硬涂膜在液晶显示器件和其他显示器件的保护以及触摸屏等的应用。本发明的技术方案在于它包括一个透明支持体以及涂在透明支持体上的防刮伤涂层，其防刮伤涂层的配方及含量按重量单位计为
光固化预聚物 5-90重量份稀释剂5 90重量份光引发剂1 10重量份活性稀释剂0 80重量份无机纳米填料 0 20重量份助剂0 18重量份防刮伤涂层配方的优选含量为光固化预聚物 10-70重量份稀释剂10 70重量份光引发剂2 7重量份活性稀释剂5 60重量份无机纳米填料 2 10重量份助剂4 14重量份。本发明的防刮伤涂层配方中所述光固化预聚物含有聚氨酯丙烯酸酯树脂，其中， 所述光固化预聚物同时还含有有机硅丙烯酸酯树脂和聚酯丙烯酸酯树脂，所述聚氨酯丙烯酸酯树脂的官能度为2 10，粘度为60°C下500 2500cP，硬度为3 8H。本发明的防刮伤涂层在优选情况下，基于所述光固化预聚物的总重量，所述聚氨酯丙烯酸酯树脂的含量为10 90重量％、优选为30 70重量％，所述有机硅丙烯酸酯树脂的含量为5 60重量％、优选为15 40重量％，所述聚酯丙烯酸酯树脂的含量为5 60重量％，优选为15 40重量％。本发明的防刮伤涂层所述聚氨酯丙烯酸酯树脂可以为满足上述性能指标范围的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂、脂环族聚氨酯丙烯酸酯树脂和芳香族聚氨酯丙烯酸酯树脂中的一种或几种，优选脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂。所述聚氨酯丙烯酸酯树脂可以商购得到，例如，日本合成化学公司的7605、1700、3000 ；氰特公司的EB1290 ；台湾长兴公司的 6145-100 ；中山千叶合成公司的UV3600 ；沙多玛公司的CN965、CN996，CN9006, CN9007, CN9013。本发明的防刮伤涂层所述有机硅丙烯酸酯树脂可以为满足上述性能指标范围的有机硅改性丙烯酸酯树脂中的一种或几种。所述有机硅丙烯酸酯树脂可以商购得到，例如，比利时优西比(UCB)公司的有机硅丙烯酸酯树脂EB350、六官能度有机硅丙烯酸酯树脂 EB1360 ；美国沙多玛公司的聚硅氧烷化脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂CN990 ；台湾长兴公司的有机硅聚醚丙烯酸酯树脂6225。本发明的防刮伤涂层所述聚酯丙烯酸酯树脂可以为满足上述性能指标范围的聚酯丙烯酸酯树脂中的一种或几种。所述聚酯丙烯酸酯树脂可以商购得到，例如，沙多玛公司的CN2^1、CN2900、CN2295 ；拜尔公司的0U-740 ；台湾长兴公司的6311-100。本发明的防刮伤涂层，如本领域技术人员所公知的，所述稀释剂为有机溶剂，所述有机溶剂为己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸丙酯、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇、环戊酮、丙酮、甲乙酮、丁酮、2-戊酮、环己酮、乙二醇丁醚、丙二醇甲基醚和丙二醇丁醚中的一种或几种。本发明的所述的光引发剂种类和用量没有特别的限定，可以使用本领域技术人员所公知的各种光引发剂安息香、安息香甲基醚、安息香二甲醚、安息香乙基醚、安息香异丙基醚、安息香正丁基醚、安息香异丁基醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(Darocur 1173)、 1-羟基环己基苯丙酮(IrgaCurel84)、苯乙酮、二甲基氨基苯乙酮、2，2- 二甲氨基-2-苯基苯乙酮、2，2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉-1-丙酮(IrgaCure907)、2_苄基_2_ 二甲氨基-1-(4-吗啉苄基)_1_ 丁酮、4-(2-羟基乙氧基) 苯基-2-(羟基-2-丙基)酮、二苯甲酮、对苯基二苯甲酮、4，4’ - 二乙基氨基二苯甲酮、二氯代二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、异丙基硫杂蒽酮、2，4，6_三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(TPO)中的一种或几种。所述光引发剂可以选自国内的IHF-PI185、 IHT-PI907 禾口瑞士汽巴公司的 Irgacure651 Irgacure 184> Irgacure369、Irgacure754、 Irgacure907、Irgacure2022、Darocurl 173、DarocurMBF 中的一种或几种。本发明的防刮伤涂层，在优选情况下，所述防刮伤涂层配方还含有活性稀释剂，且基于所述涂料的总重量，所述活性稀释剂的含量为O 80重量％。本发明的防刮伤涂层，采用所述活性稀释剂可以提高本发明的防刮伤涂层配方中各种成分之间的相容性，使该配方中各成分混合更均勻，还可配合配方中的几种树脂能更好的交联固化反应，在固化的过程中提高涂层的交联度，使得本发明的涂料所形成的漆膜具有优良的硬度和附着力。本发明所提供的活性稀释剂选自二季戊四醇五丙烯酸酯DPPA、 二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、季戊四醇三丙烯酸酯PETA、 1,6己二醇丙烯酸酯HDDA、三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA中的一种或几种。本发明的防刮伤涂层中添加有无机纳米填料。无机纳米填料一方面降低树脂固化带来的收缩，另一方面增加涂层硬度。所述无机纳米填料含量为O 20重量％，可以是纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化钛，所述无机纳米填料的粒径在1 300纳米，优选5 100纳米，例如可以选用商购的Degussa公司的纳米二氧化硅R972，BI公司的纳米氧化铝 NAN0BYK-3600,北京纳辰公司的纳米氧化钛NP419。本发明的防刮伤涂层中，在优选情况下还含有助剂，所述助剂的含量为O 18重量％。根据本发明提供的防刮伤涂层配方，所述助剂可以选用本领域技术人员公知的各种助剂，例如该助剂可以选用流平剂、消泡剂、分散剂、偶联剂和表面活性剂中的一种或几种。根据本发明提供的防刮伤涂层配方，所述各种助剂的含量为本领域技术人员公知的，在优选情况下，基于配方的总重量，所述流平剂含量为O 2重量％、优选0. 2 1. 5重量％，所述消泡剂的含量为0 2重量％、优选0. 2 1. 5重量％，所述分散剂的含量为0 2重量％、优选0. 2 1. 5重量％，所述偶联剂的含量为0 7重量％、优选1 5重量％， 所述表面活性剂的含量为0 5重量％、优选1 3重量％。本发明的防刮伤涂层，所述流平剂的种类为本领域的技术人员所公知的，可以选用氟系或硅系流平剂。例如，所述流平剂可以选用商购的荷兰爱夫卡公司的EFKA-3883、 EFKA-3886 和 EFKA3600，BYK 公司的 BYK_;353、BYK-361 和 BYK-UV3570，德国迪高公司的 DEG0410，通用电气东芝有机硅公司的CoatOSil 1211、CoatOSil MOO中的一种或几种。本发明的防刮伤涂层，所述消泡剂的种类为本领域技术人员所公知，可以选用硅类或聚醚改性硅类消泡剂。例如，所述消泡剂可以选用商购的荷兰爱夫卡公司的EFKA2022、 EFKA2527 和 EFKA2040，BYK 公司的 BYK-053、BYK-055、BYK-057、BYK-060 和 BYK-066，通用电气东芝有机硅公司的CoatOSil 3501, CoatOSil 7510中的一种或几种。。
本发明的防刮伤涂层，所述分散剂为本领域技术人员所公知的各种能够改善所述主体树脂在溶剂中分散状态的物质，可以选用聚氨酯类或接枝丙烯酸共聚物类。例如可以选用商购的美国Kerper公司的Kerper-602、Kerper-605、Kerper-630、法国CFC公司的 CFC-500HP、CFC-510、CFC-637、CFC-604S 中的一种或几种。本发明的防刮伤涂层，所述偶联剂为本领域技术人员公知的硅烷类偶联剂和钛酸酯类偶联剂。例如硅烷类偶联剂可以选用商购的道康宁公司的Z-6011、Z-6020和Z-6040 以及旭肖子公司的DP7192，钛酸酯类偶联剂可以选用商购美国Kenrich公司的的KR-41B， 优选硅烷类偶联剂，选用上述偶联剂中的一种或几种。本发明的防刮伤涂层，所述表面活性剂为本领域技术人员公知的各种非离子型表面活性剂，例如可以选用商购的杜邦公司的8857A、Zonyl FS0-100、旭肖子公司DP-10、 DP-20中的一种或几种。本发明的防刮伤涂层，由于在主体树脂中含有有机硅丙烯酸酯树脂，可以很好地降低本发明的紫外光固化硬涂膜的表面能，因而可以达到很好的防污效果。本发明采用了 60°C下粘度为500 2500cP，官能度为2 10，硬度为3 8H的聚氨酯丙烯酸酯树脂，可以提高由本发明的防刮伤涂层的硬度，具有较好的耐擦划性能。由于在主体树脂中还含有聚酯丙烯酸酯树脂，可以很好的弥补高硬度聚氨酯丙烯酸酯树脂固化时造成的柔韧性、附着力较差问题，特别是应用于聚酯塑料薄膜表面，可以很好的提高涂层的附着力。在一定的条件下有机硅丙烯酸酯树脂和聚氨酯丙烯酸酯树脂配合使用，而使得本发明所得涂料所形成的涂膜有较好的耐水、耐油和自清洁性能，可以达到很好的防污效果。同时又有较高的硬度，从而使涂膜具有耐擦划性能。另外，由于在本发明中采用了无机纳米填料，因此进一步提高了所形成的涂膜的抗划伤性能本发明中使用的透明支持体没有特别的限定，可以从作为现有的光学使用的塑料薄膜中选择使用。透明支持体优选可见光的透光率出色(优选透光率为90%以上)且透明性出色的材料(优选薄膜雾度值为以下)。作为这种塑料薄膜的例子包括如聚对苯二甲酸乙二酯，如聚对苯二甲酸丁二酯和聚萘二甲酸亚乙酯薄膜，聚乙烯薄膜，聚丙烯薄膜，玻璃纸，二乙酰基纤维素薄膜，三乙酰基纤维素薄膜，丁酸乙酰基纤维素薄膜，聚氯乙烯薄膜，聚偏氯乙烯薄膜，聚乙烯醇薄膜，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物薄膜，聚苯乙烯薄膜，聚碳酸酯薄膜，聚甲基戊烯薄膜，聚砜薄膜，聚醚醚酮薄膜，聚醚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜，氟树脂薄膜，聚酰胺薄膜。对透明支持体的厚度没有特别的限制，可根据情况进行适当选择。通常所述厚度在10 500微米之间，优选在20 300微米的范围内，最优选在30 200微米的范围内。当需要时，可以通过氧化的处理，对透明支持体的一个或两个表面进行处理，以便增强与表面上各层的粘着。例如利用电晕放电处理，等离子处理，利用铬酸的处理(湿法)， 利用火焰的处理，利用加热空气的处理，或在臭氧存在下利用紫外线的照射处理。表面处理根据透明支持体的种类进行适当的选择，通常，从作用和可操作性考虑，优选电晕放电处理。本发明提供的防刮伤涂层的方法如下按照本发明所提供的防刮伤涂层配方中的各个组分按照其相应得重量分数加到容器中搅拌，得到涂布液，将涂布液涂布在透明支持体上，通过紫外光固化，得到紫外光固化硬涂膜。涂布液的涂布方法没有特别的限制，可以使用常规的方法，例如棒涂法，刮刀涂布法，辊涂法，刮板涂布法和凹版涂布法来形成涂层。作为本发明防刮伤涂层中紫外光固化树脂固化的紫外线可以从高压汞灯获得，通常，用于照射的紫外光剂量在100 500mj/cm2的范围内。本发明通过在透明支持体的一个或者两个表面上涂布可紫外光固化的树脂组合物来获得硬质涂层，所述树脂组合物将聚酯丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯和有机硅丙烯酸酯合理组合。与现有技术相比，本发明的优点在于本发明的防刮伤涂层用于透明支持体上，提高塑料薄膜的抗刮伤、耐磨性能和防污性能，同时具有足够的硬度、较低的表面能，良好的附着力、柔韧性能和透明性能。下面采用实施例的方式对本发明进行进一步详细地描述。然而，本发明不限于这些实施例。为便于比较，本发明选择聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(韩国SKC产品)作为透明支持体进行实验，其中一面经过电晕处理。
具体实施例方式实施例1聚氨酯丙烯酸酯40份有机硅丙烯酸酯10份聚酯丙烯酸酯10份Irgacure 1843 份甲苯丙二醇甲基醚=1 1 40份向40重量份聚氨酯丙烯酸酯(美国沙多玛产品，牌号为CN9006)、10重量份有机硅丙烯酸酯(美国沙多玛产品，牌号为CN990)和10重量份聚酯丙烯酸酯(美国沙多玛产品，牌号为CN2281)混合树脂中，添加40重量份混合稀释剂(甲苯丙二醇甲基醚= 1 1)，搅拌混合均勻。向混合液中添加3重量份光引发剂(Irgacure 184)，1.5重量份流平剂(BI-UV3570，BYK公司)，1. 5重量份消泡剂(BK53，BYK公司)，1. 5重量份分散剂 (Kerper-602，美国Kerper公司)，5重量份偶联剂(KR-41B，美国Kenrich公司)和1. 5重量份氟表面活性剂(DP-10，旭肖子公司)，搅拌混合均勻，制得涂布液。将所制涂布液涂布到透明支持体厚度为100微米的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(韩国SKC产品)经电晕处理一面，在60 80°C之间对形成的防刮伤涂层干燥1分钟之后，以 250mj/cm2的紫外线照射剂量对干燥的防刮伤涂层进行固化，并形成紫外光固化硬涂膜，防刮伤涂层的厚度为5微米。测其性能，结果列于表1。实施例2聚氨酯丙烯酸酯20份有机硅丙烯酸酯10份聚酯丙烯酸酯10份 二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA 20份
Darocurl 1732 份丙醇20份向20重量份聚氨酯丙烯酸酯(美国沙多玛产品，牌号为CN90i;3)、10重量份有机硅丙烯酸酯(美国沙多玛产品，牌号为CN990)和10重量份聚酯丙烯酸酯(美国沙多玛产品，牌号为CN22%)混合树脂中，添加20重量份二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA和20重量份稀释剂丙醇，搅拌混合均勻。向混合液中添加2重量份光引发剂(Dar0CUrll73，瑞士汽巴公司)，1重量份流平剂(EFKA-3883，荷兰爱夫卡公司)，2重量份消泡剂(EFKA2022，荷兰爱夫卡公司)，1重量份分散剂(Kerper-630，美国Kerper公司)，3重量份偶联剂(Z-6011，道康宁公司)和2重量份氟表面活性剂(8857A，杜邦公司)，搅拌混合均勻，制得涂布液。无机纳米填料5份异丙醇50份向观重量份聚氨酯丙烯酸酯(台湾长兴公司，牌号6145-100)、10重量份有机硅丙烯酸酯(台湾长兴公司，牌号6225)和10重量份聚酯丙烯酸酯(台湾长兴公司，牌号6311-100)混合树脂中，添加20重量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA和50重量份稀释剂异丙醇，搅拌混合均勻。向混合液中添加5重量份无机纳米填料(纳米氧化铝 NAN0BYK-3600，BYK 公司)，3 重量份光引发剂(Irgacure369 Irgacure907 = 1 1)，1. 5 重量份的流平剂(Bi公司，BI-UV3570)，1. 5重量份的消泡剂(Bi公司，BK53)，1. 5 重量份分散剂(美国Kerper公司，Kerper-602)，5重量份的偶联剂(美国Kenrich公司， KR-41B)和1. 5重量份的氟表面活性剂(旭肖子公司，DP-10)，搅拌混合均勻，制得涂布液。
实施方法同实施例1，测其性能，结果列于表1。 实施例4 聚氨酯丙烯酸酯
30份 15份 15份 20份 7份 30份
向30重量份聚氨酯丙烯酸酯(日本合成化学公司，牌号为1700)、15重量份有机硅丙烯酸酯(比利时优西比(UCB)公司，牌号为EB350)和15重量份聚酯丙烯酸酯(拜尔公司，牌号0U-740)混合树脂中，添加20重量份季戊四醇三丙烯酸酯PETA和30重量份稀释剂坏己酮，搅拌混合均勻。向混合液中添加7重量份光引发剂(IrgacUre2022，瑞士汽巴公司)，1重量份流平剂(EFKA-3883，荷兰爱夫卡公司)，2重量份消泡剂(EFKA2022，荷兰爱
有机硅丙烯酸酯
聚酯丙烯酸酯
季戊四醇三丙烯酸酯PETA
Irgacure2022
环己酮夫卡公司)，1重量份分散剂(美国Kerper公司，Kerper-630)，3重量份偶联剂(道康宁公司，Z-6011)和2重量份氟表面活性剂(杜邦公司，8857A)，搅拌混合均勻，制得涂布液。实施方法同实施例1，测其性能，结果列于表1。实施例5向40重量份聚氨酯丙烯酸酯(台湾长兴公司，牌号6145-100)、15重量份有机硅丙烯酸酯(台湾长兴公司，牌号6225)和15重量份聚酯丙烯酸酯(台湾长兴公司，牌号 6311-100)混合树脂中，添加40重量份三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA和50重量份稀释剂乙酸乙酯，搅拌混合均勻。向混合液中添加5重量份无机纳米填料(北京纳辰公司，纳米氧化钛 NP419)，7重量份光引发剂(Irgacure 184)，2重量份的流平剂(Bi公司，BI-361)，1重量份的消泡剂(通用电气东芝有机硅公司，CoatOSil 3501)，4重量份分散剂(法国CFC公司， CFC-500HP)，4重量份的偶联剂(旭肖子公司，DP7192)和4重量份的氟表面活性剂(旭肖子公司，DP-20)，搅拌混合均勻，制得涂布液。实施方法同实施例1，测其性能，结果列于表1。对比例1聚氨酯丙烯酸酯40份二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA20份Irgacure 1843 份稀释剂(甲苯丙二醇甲基醚=1 1)40份向40重量份聚氨酯丙烯酸酯(美国沙多玛产品，牌号为CN9013)树脂中，添加 20重量份二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA和40重量份混合稀释剂(甲苯丙二醇甲基醚= 1 1)，搅拌混合均勻。向混合液中添加3重量份光引发剂(Irgacure 184)，1.5重量份的流平剂(Bi公司，BYK-UV3570)，1. 5重量份的消泡剂(Bi公司，BYK-053)，1. 5重量份分散剂(美国Kerper公司，Kerper-602)，5重量份的偶联剂(美国Kenrich公司，KR-41B)和 1. 5重量份的氟表面活性剂(旭肖子公司，DP-10)，搅拌混合均勻，制得涂布液。实施方法同实施例1，测其性能，结果列于表1。对比例2聚氨酯丙烯酸酯 20份有机硅丙烯酸酯 20份聚酯丙烯酸酯20份Darocurl 1735 份丙醇20份向20重量份聚氨酯丙烯酸酯(美国沙多玛产品，牌号为CN996)、20重量份有机硅聚氨酯丙烯酸酯有机硅丙烯酸酯聚酯丙烯酸酯
份份份 份份份 O 5 5^110 4 114 7 5 5 三丙二醇二丙烯酸酯TPGDAIrgacure 184无机纳米填料乙酸乙酯丙烯酸酯(美国沙多玛产品，牌号为CN990)和20重量份聚酯丙烯酸酯(美国沙多玛产品， 牌号为CN2281)混合树脂中，添加20重量份稀释剂丙醇，搅拌均勻，并添加5重量份光引发剂(Darocurl 173，瑞士汽巴公司)，1重量份流平剂(EFKA-3883，荷兰爱夫卡公司)，2重量份消泡剂(EFKA2022，荷兰爱夫卡公司)，1重量份分散剂(美国Kerper公司，Kerper-630)， 3重量份偶联剂(道康宁公司，Z-6011)和2重量份氟表面活性剂(杜邦公司，8857A)，搅拌混合均勻，制得涂布液。实施方法同实施例1，测其性能，结果列于表1。对比例3聚氨酯丙烯酸酯30份有机硅丙烯酸酯10份二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA 20份Irgacure9074 份异丙醇40份向30重量份聚氨酯丙烯酸酯(台湾长兴公司，牌号6145-100)和10重量份有机硅丙烯酸酯(美国沙多玛产品，牌号为CN990)混合树脂中，添加20重量份二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA和40重量份稀释剂异丙醇，搅拌混合均勻。向混合液中添加4重量份的光引发剂(Irgacure907)，1. 5重量份的流平剂(BYK公司，BHV3570)，1. 5重量份的消泡剂 (BYK公司，BI-053)，1. 5重量份分散剂(美国Kerper公司，Kerper-602)，5重量份的偶联剂(美国Kenrich公司，KR-41B)和1. 5重量份的氟表面活性剂(旭肖子公司，DP-10)，搅拌混合均勻，制得涂布液。实施方法同实施例1，测其性能，结果列于表1。性能测试(1)附着力附着力测试用划格器在紫外光固化硬涂膜表面上划100个1毫米X 1毫米的正方形格。用美国3M公司尘产的型号为600的透明胶带平整粘结在方格上，不留一丝空隙，然后以最快的速度60度角揭起，观察划痕边缘处是否有脱层。如没有任何脱层为5B，脱层量在0-5%之间为4B，5 15%之间为3B，15 之间为2B，35 65%之间为1B，65%以上为0B。(2)铅笔硬度测试按照标准GB/6739T中第四章规定执行，利用通过铅笔刮擦的涂膜硬度试验仪(由天津市精科材料试验机厂制造，型号便携式铅笔硬度计QHQ-A)。(3)抗划伤性能用钢丝棉#0000擦拭紫外光固化硬涂膜表面，并用肉眼观察表面状况。当在表面上没有发现划痕时，结果评估为良好。当在表面上发现划痕时，结果评估为差。(4)柔韧性能测试按照标准GB/T 1731-93中规定执行。(5)透光率利用透光率雾度仪(上海精密科学仪器公司制造，型号WGT_S)，测量实施例中紫外光固化硬涂膜的透光率。
(6)接触角使用Data physics公司OCA系列接触角测量仪测得与水的接触角。(7)表面能使用Data physics公司OCA系列接触角测量仪测得与水和二碘甲烷的接触角，然后计算得到紫外光固化硬涂膜的表面能。表权利要求
1.一种紫外光固化硬涂膜，其特征在于它包括一个透明支持体以及涂在透明支持体上的防刮伤涂层，防刮伤涂层的配方及含量按重量单位计为光固化预聚物 5-90重量份稀释剂5 90重量份光引发剂1 10重量份活性稀释剂 0 80重量份无机纳米填料 0 20重量份助剂0 18重量份。
2.根据权利要求1所述的紫外光固化硬涂膜，其特征在于所述防刮伤涂层配方的优选含量为光固化预聚物 10-70重量份稀释剂10 70重量份光引发剂2 7重量份活性稀释剂5 60重量份无机纳米填料 2 10重量份助剂4 14重量份。
3.根据权利要求1或2所述的紫外光固化硬涂膜，其特征在于，所述光固化预聚物含有聚氨酯丙烯酸酯树脂，同时含有有机硅丙烯酸酯树脂和聚酯丙烯酸酯树脂。
4.根据权利要求3所述的紫外光固化硬涂膜，其特征在于基于所述光固化预聚物的总重量，所述聚氨酯丙烯酸酯树脂的含量为10 90重量％，优选为30 70重量％ ；所述有机硅丙烯酸酯树脂的含量为5 60重量％，优选为15 40重量％ ；所述聚酯丙烯酸酯树脂的含量为5 60重量％，优选为15 40重量％。
5.根据权利要求1或2所述的紫外光固化硬涂膜，其特征在于所述稀释剂为己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸丙酯、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇、环戊酮、丙酮、甲乙酮、2-戊酮、环己酮、乙二醇丁醚、丙二醇甲基醚和丙二醇丁醚中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的紫外光固化硬涂膜，其特征在于所述光引发剂为安息香、安息香甲基醚、安息香二甲醚、安息香乙基醚、安息香异丙基醚、安息香正丁基醚、安息香异丁基醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯丙酮、苯乙酮、二甲基氨基苯乙酮、2，2_ 二甲氨基-2-苯基苯乙酮、2，2_ 二乙氧基-2-苯基苯乙酮、2-甲基_1_[4_(甲基硫代)苯基]-2-吗啉-1-丙酮、2-苄基-2- 二甲氨基-1- (4-吗啉苄基)-1-丁酮、4- (2-羟基乙氧基)苯基-2-(羟基-2-丙基)酮、二苯甲酮、对苯基二苯甲酮、4，4’_ 二乙基氨基二苯甲酮、二氯代二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、异丙基硫杂蒽酮、2，4， 6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的紫外光固化硬涂膜，其特征在于所述无机纳米填料是纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化钛中的一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述的紫外光固化硬涂膜，其特征在于所述活性稀释剂为二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、1，6-己二醇丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
9.根据权利要求1或2所述的紫外光固化硬涂膜，其特征在于所述助剂为流平剂、消泡剂、分散剂、偶联剂和表面活性剂中的一种或几种，并且基于防刮伤涂层配方的总重量， 所述流平剂含量为0 2重量％，优选0. 2 1. 5重量％ ；所述消泡剂的含量为0 2重量％，优选0. 2 1. 5重量％ ；所述分散剂的含量为0 2重量％，优选0. 2 1. 5重量％ ； 所述偶联剂的含量为0 7重量％，优选1 5重量所述表面活性剂的含量为0 5重量％，优选1 3重量％。
10.根据权利要求9所述的紫外光固化硬涂膜，其特征在于所述流平剂为氟系或硅系流平剂EFKA-3883、EFKA-3886、EFKA3600 ；BYK-353、BYK-361、BYK-UV3570 ；DEG0410 CoatOSil 1211、CoatOSil MOO中的一种或几种；消泡剂为硅类或聚醚改性硅类消泡剂EFKA2022、EFKA2527、EFKA2040, BYK-053、BYK-055、BYK-057、BYK-060、BYK-066、 Coat0Sil350U CoatOSil 7510中的一种或几种；分散剂为聚氨酯类或接枝丙烯酸共聚物类Kerper-602、Kerper-605、Kerper-630、CFC-500HP、CFC-510、CFC-637、CFC-604S 中的一种或几种；偶联剂为硅烷类偶联剂和钛酸酯类偶联剂Z-6011、Z-6020和Z-6040、DP7192、 KR-41B中的一种或几种；所述表面活性剂为非离子型表面活性剂8857A、Zonyl FS0-100、 DP-IO或DP-20中的一种或几种。
11.根据权利要求1 10之一所述的紫外光固化硬涂膜，其特征在于所述透明支持体为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯和聚萘二甲酸亚乙酯薄膜，聚乙烯薄膜，聚丙烯薄膜，玻璃纸，二乙酰基纤维素薄膜，三乙酰基纤维素薄膜，丁酸乙酰基纤维素薄膜，聚氯乙烯薄膜，聚偏氯乙烯薄膜，聚乙烯醇薄膜，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物薄膜，聚苯乙烯薄膜，聚碳酸酯薄膜，聚甲基戊烯薄膜，聚砜薄膜，聚醚醚酮薄膜，聚醚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜，氟树脂薄膜或聚酰胺薄膜。
12.根据权利要求1 11之一所述的紫外光固化硬涂膜用于液晶显示器件和显示器件的保护以及触摸屏。
全文摘要
一种紫外光固化硬涂膜及其应用，它包括一个透明支持体以及涂在透明支持体上的防刮伤涂层，防刮伤涂层的配方及含量以重量份计为光固化预聚物5～90；稀释剂5～90；光引发剂1～10；活性稀释剂0～80；无机纳米填料0～20；助剂0～18。本发明解决了现有硬涂膜存在的硬度不够高、抗刮伤和耐磨性能有限及柔韧性较差等不足本发明有较低的表面能，具有较好的防污效果，硬度高，有较好的抗刮伤、耐磨性能，同时又具有良好的附着力、柔韧性能和透明性能。
文档编号G02F1/13GK102236113SQ20101016539
公开日2011年11月9日 申请日期2010年5月1日 优先权日2010年5月1日
发明者刘振宇, 常征, 张宏元, 杨柱, 邓康清 申请人:中国航天科技集团公司第四研究院第四十二所