一种无粒子光学防眩光膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及功能性薄膜制备技术领域，具体涉及一种光学防眩光膜及其制备方法。


背景技术：

2.随着工作和生活节奏的日益加快，便携式办公逐渐被越来越多的人和企业所接受，平板和笔记本电脑等显示设备的使用频率也逐渐提升。在使用这些显示设备的时候，人眼不可避免地受到屏幕所产生眩光的影响，进而产生不适感，更严重的会发生病变。人们采用了各种方法来消除眩光，其中最简单的方法就是在显示屏上贴一层防眩光膜。
3.目前市面上的防眩光膜基本上都是通过使用湿化学法在透明基地材料上涂覆一层功能膜层来实现防眩功能。功能膜层主要由成膜物质(主要是树脂)和微纳米粒子两部分组成。微纳米粒子在其中起到作用有以下几点：1、粒子本身表面粗糙，对光形成散射；2、粒子与成膜物质的折射率差异，使光传输路径发生变化，进而提高漫反射；3、在固化过程中，粒子收缩率远低于树脂，进而使得膜层表面更为粗糙，极大地提升了漫反射。
4.这些防眩光膜的性能主要由粒子的粒径和添加量决定，选用粒子的粒径越大，防眩光效果越好，需要添加量越少，但粒径越大，膜层颗粒感越强(即闪点)，会使屏幕显示模糊化；反之，粒径越小，膜层颗粒感越低，显示效果越好，需要添加量越多。当粒子粒径为纳米级时，膜层表面非常细腻，显示效果极好，但为了保证良好的防眩光功能，需要添加量很多，这时会产生两个问题：1、纳米粒子数量极多，在膜层里面阻碍了树脂的交联，进而降低膜层的硬度与耐刮擦性；2、纳米粒子较大的比表面积，对紫外线产生很强的漫反射，阻止紫外线进入膜层内部，进而抑制膜层的固化。这两个问题都会降低膜层的机械性能，进而影响其使用。
5.综上，现存的防眩光膜，始终难以同时兼顾防眩光效果、显示效果、机械性能，难以满足高端应用场景。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于解决现有技术难以平衡的问题，提供一种均相涂料体系、生产工艺简单及品质稳定、光学性能和防眩光性能优异的光学防眩光膜。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种无粒子光学防眩光膜，包括透明载体层和涂覆在透明载体层上的防眩光层，该防眩光层由以下原料组分按重量份计组成：含氟低聚物25-40份，超支化高官低聚物1-4份，线状聚硅氧烷0.5-2.5份，光引发剂3-5份，润湿剂0.05-0.2份和溶剂50-65份。
9.所述的含氟低聚物为氟改性的聚丙烯酸酯、氟改性的聚酯丙烯酸酯、氟改性的聚氨酯丙烯酸酯的一种，其反应官能度为8-10；优选地，所述的含氟低聚物为氟改性的聚氨酯丙烯酸酯。
10.所述的超支化高官低聚物为聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯的一种。优选地，所述
超支化高官低聚物为反应官能度为30的聚酯丙烯酸酯、反应官能度为15的聚氨酯丙烯酸酯和反应官能度为15的聚酯丙烯酸酯的一种。
11.所述的线状聚硅氧烷为侧链丙烯酸反应基团的单封端的线状聚硅氧烷，其分子当量为4000-6000，粘度40-60cst。
12.所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)、1-羟基-环己基丙酮(184)、2,4,6-三甲基-苯甲酰二苯基氧化膦(tpo)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰)苯基氧化膦(819)、二苯甲酮(bp)的一种或两种以上的混合物。
13.所述的润湿剂为全氟聚醚改性丙烯酸酯，全氟聚醚改性聚硅氧烷的一种；
14.所述的溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、甲基异丁基酮、甲苯、丙二醇甲醚中至少两种以上的混合物。
15.所述透明载体层为聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、甲基丙烯酸酯薄膜、三醋酸纤维素薄膜、聚碳酸酯薄膜/甲基丙烯酸酯复合薄膜的一种。
16.基于聚硅氧烷与含氟树脂的不相容性，在固化过程中，溶剂挥发，线状聚硅氧烷不断收缩，形成不规则的团聚物，这些团聚物的折射率(1.42)较树脂(1.49)等低，能够改变膜层内部光传输路径，进而可以防眩光。链端的丙烯酸基与树脂反应，抑制更大的团聚物出现而产生明显相态分离。与此同时，硅与氟的表面迁移效应存在竞争关系，这样会在膜层表面形成微粗糙结构(硅的存在抑制了氟的流平效果)，高官树脂在其中起到提高交联密度的作用，含氟树脂更是赋予了膜层防指纹功能。
17.本发明还提供了上述无粒子光学防眩光膜的制备方法，具体步骤为：采用精密涂布方式，将防眩光层的组合物涂覆在透明载体层上，经过烘箱干燥、紫外光固化和收卷得到光学防眩光膜。
18.所述精密涂布方式为微凹涂布方式、喷涂涂布方式、狭缝涂布方式，逗号刮刀涂布方式的一种。
19.本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
20.1、防眩光膜层采用无粒子体系，成功解决了防眩光性能、显示性能、机械性能的兼顾平衡问题，同时具有良好的防眩光效果、细腻的视觉效果、优异的耐刮擦；
21.2、可以通过调整聚硅氧烷的添加量，可以轻松实现膜层雾度的控制，降低了生产难度；
22.3、由于采用了聚硅氧烷与含氟树脂，膜层整体折射率较低，这赋予了膜层较高的透光率，同时膜层具有良好的防指纹功能。
具体实施方式
23.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例1
25.将30份含氟低聚物chtu-9141f(韩国chemton)、2份30官超支化低聚物bdt-4330(日本shin-nakamura)、2份线状聚硅氧烷2022(日本shinetsu)，4份光引发剂184，1光引发
剂份tpo，0.08份润湿剂fs-3100(chemours)、30份乙酸乙酯和30份丙二醇单甲醚，600rpm下搅拌混合均匀得到防眩光涂料。
26.选择透明载体层为聚对苯二甲酸乙二醇酯50μm基膜(仪化东丽聚酯薄膜有限公司，uy-34)，将防眩光涂料利用微凹涂布方式涂覆在透明载体层使得干膜厚度为4-5μm并且采用阶梯升温方式60℃/80℃/90℃/100℃/100℃/90℃/80℃干燥固化2min，然后经过能量为600mj/cm2的紫外光固化，收卷得到防眩光膜。
27.实施例2
28.将35份含氟低聚物ds-6153(典石科技)、4份15官超支化低聚物u-15ha(日本shin-nakamura)、1.2份线状聚硅氧烷2022(日本shinetsu)，3份光引发剂184，1光引发剂份819，0.08份润湿剂fs-3100(chemours)、30份丁酮和25份丙二醇单甲醚，600rpm下搅拌混合均匀得到防眩光涂料。
29.选择透明载体层为三醋酸纤维素80μm基膜(合肥乐凯)，将防眩光涂料利用微凹涂布方式涂覆在透明载体层使得干膜厚度为4-5μm并且采用阶梯升温方式60℃/80℃/90℃/100℃/100℃/90℃/80℃干燥固化2min，然后经过能量为800mj/cm2的紫外光固化，收卷得到防眩光膜。
30.实施例3
31.将25份含氟低聚物yd12-1047(allnex)、4份15官超支化低聚物dm2015(台湾双键)、0.5份线状聚硅氧烷2022(日本shinetsu)，4份光引发剂1173，1光引发剂份tpo，0.2份润湿剂twin-4100(tego)、30份乙酸乙酯、10份甲基异丁基酮和25份丙二醇单甲醚，600rpm下搅拌混合均匀得到防眩光涂料。
32.选择透明载体层为聚对苯二甲酸乙二醇酯188μm基膜(skc，v7610)，将防眩光涂料利用狭缝式涂布方式涂覆在透明载体层使得干膜厚度为4-5μm并且采用阶梯升温方式60℃/80℃/90℃/100℃/100℃/90℃/80℃干燥固化2min，然后经过能量为600mj/cm2的紫外光固化，收卷得到防眩光膜。
33.实施例4
34.将40份含氟低聚物sd1338b(嵩达新材料)、4份15官超支化低聚物w992(五行化工)、2.5份线状聚硅氧烷2022(日本shinetsu)，2份光引发剂bp，1光引发剂份819，0.2份润湿剂twin-4200(tego)、30份甲苯和20份丙二醇甲醚高速搅拌混合均匀得到防粘连涂料。
35.选择透明载体层为聚对苯二甲酸乙二醇酯125μm基膜(日本东丽，u483)，将防眩光涂料利用逗号刮刀涂布方式涂覆在透明载体层使得干膜厚度为7-8μm并且采用阶梯升温方式60℃/80℃/85℃/90℃/95℃/90℃/80℃干燥固化2min，然后经过能量为1200mj/cm2的紫外光固化，收卷得到防粘连硬化膜。
36.实施例5
37.将33份含氟低聚物chtu-9141f(韩国chemton)、1份30官超支化低聚物bdt-4330(日本shin-nakamura)、1.5份线状聚硅氧烷2022(日本shinetsu)，4份光引发剂184，1光引发剂份tpo，0.08份润湿剂fs-3100(chemours)、30份丁酮和30份丙二醇单甲醚，600rpm下搅拌混合均匀得到防眩光涂料。
38.选择透明载体层为聚碳酸酯薄膜/甲基丙烯酸酯复合薄膜125μm基膜(四川龙华)，将防眩光涂料利用微凹涂布方式涂覆在透明载体层甲基丙烯酸酯面，使得干膜厚度为4-5μ
m并且采用阶梯升温方式60℃/80℃/90℃/100℃/100℃/90℃/80℃干燥固化2min，然后经过能量为800mj/cm2的紫外光固化，收卷得到防眩光膜。
39.对比例
40.将33份含氟低聚物chtu-9141f(韩国chemton)、1份30官超支化低聚物bdt-4330(日本shin-nakamura)、1.5份ok607(evonik)，4份光引发剂184，1光引发剂份tpo，0.08份润湿剂fs-3100(chemours)、30份丁酮和30份丙二醇单甲醚，600rpm下搅拌混合均匀得到防眩光涂料。
41.选择透明载体层为聚碳酸酯薄膜/甲基丙烯酸酯复合薄膜125μm基膜(四川龙华)，将防眩光涂料利用微凹涂布方式涂覆在透明载体层甲基丙烯酸酯面，使得干膜厚度为4-5μm并且采用阶梯升温方式60℃/80℃/90℃/100℃/100℃/90℃/80℃干燥固化2min，然后经过能量为800mj/cm2的紫外光固化，收卷得到防眩光膜。
42.其中测试方法及测试结果如下；
43.附着力：按gb/t 9286-1998测试；
44.表面接触角：按iso 15989-2004测试；
45.铅笔硬度：按gb 6739-86测试；
46.雾度和透光率：按astm d1003测试；
47.耐刮擦性：取防眩光膜，使用钢丝绒#0000，施加负载500g，摩擦接触面积4cm2，往复摩擦测试1000次，根据以下标准评估：
48.测试后，样品上完全无划痕，计为
“○”
；
49.测试后，样品上有轻微划痕，且划痕数量《10，计为
“△”
；
50.测试后，样品上有严重划痕或样品上出现成片划痕，计为
“╳”
。
51.表1测试结果
[0052][0053]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。