专利名称：改性聚乙烯醇基膜及其制备方法和偏光片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚乙烯醇基膜，特别是涉及一种改性聚乙烯醇基膜、其制备方法和由所述改性聚乙烯醇基膜制得的偏光片。
背景技术：
偏光片(polarizer)是IXD显示器中不可或缺的重要部件之一，它的作用就是将自然光转变成偏振光，配合液晶分子的扭转，来达到控制光线通过及色彩信号呈现的目的。 目前，IXD常用的偏光片，大多是由高度取向的高聚物如聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)基膜作基材，用各类具有二向色性的染料进行染色，在一定的湿度和温度下进行延伸后，另在聚乙烯醇基膜的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的三醋酸纤维素(TAC)薄膜而复合制得的。与由有机二向色性染料得到的偏光片相比，碘系偏光片以其较广区域波长的偏光特性，高的光透过性和性价比，成为市场LCD偏光片的主流，但该偏光片对热和水的耐久性较差。随着液晶显示器件应用范围的扩大，对偏光片的耐久性提出了更高的要求。因此，对偏光片的PVA基膜进行改性，进而开发光学性能和耐久性优异的LCD偏光片是目前的技术难点。碘系偏光片是由PVA基膜经过膨润、浸碘染色再单轴延伸后，另在PVA基膜两侧各复合一层TAC薄膜而复合得到的。PVA是一种线性高分子聚合物，在很长的分子链上均勻分布着许多强极性的-OH基团(如
图1)，故亲水性较强，耐水性和稳定性较差。而且碘分子的结构在高温高湿度下易于破坏，使碘系偏光片的耐湿热性能和机械性能不好，一般只能满足80°C X500Hr或60°C X90% RHX500Hr的测试条件，且容易发生卷曲、剥落现象，限制了其应用范围。请参见图1，图1所示的是一现有碘系偏光片的PVA基膜的分子结构示意图，其中碘系偏光片的TAC保护膜并未被绘出，而PVA基膜的聚乙烯醇聚合物3表面均勻地分布着强极性亲水的-OH基团，而且碘分子2的结构在高温高湿下易于破坏，故该碘系偏光片的 PVA基膜在高温高湿条件下的稳定性较差。为了提高碘系偏光片的PVA基膜湿热耐久性，需要对PVA基膜进行改性或交联。目前，改善PVA基膜耐久性的常用方法是加入第二组分，即能与PVA中亲水性基团-OH交联的物质。例如，中国专利公开第1979231A号与第10128U67A号均采用二元羧酸和硼酸来对 PVA基膜进行交联处理，但是硼酸使得PVA基膜的韧性增加，在延伸过程中会限制PVA基膜的延伸倍率。也有人将二氧化硅(SiO2)用真空镀膜法、离子喷镀法喷镀在PVA基膜上，以提高PVA基膜的耐湿热特性，但此二氧化硅镀膜法成本较高，同时也会引起二氧化硅和PVA 基膜的相容性差的问题。因此，我们需要新型的PVA基膜，以期其具有较高的耐湿热性能和稳定性以及良好的机械性能，并能减少偏光片欠点不良的发生，同时还具有抗眩功能
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种改性聚乙烯醇基膜的制备方法。为实现上述目的，本发明公开以下技术方案一种改性聚乙烯醇基膜的制备方法， 步骤包括(1)采用氟硅烷对纳米二氧化硅进行表面接枝改性，得到改性纳米二氧化硅粉末；(2)在聚乙烯醇聚合物的水溶液中加入步骤(1)获得的改性纳米二氧化硅粉末， 制备成聚乙烯醇聚合物复合溶液；(3)将步骤( 制备的聚乙烯醇聚合物复合溶液浇铸在铸塑基板的表面上，真空干燥恒重以得到改性聚乙烯醇基膜。在本发明的一实施例中，所述改性聚乙烯醇基膜的制备方法，具体步骤包括(1)采用氟硅烷对纳米二氧化硅进行表面接枝改性在圆底烧瓶中依次加入干燥的纳米二氧化硅粒子、无水乙醇、去离子水、氨水和氟硅烷；超声分散之后，高速搅拌；然后过滤沉淀，用无水乙醇反复洗涤；接着用甲苯抽提，用以除去未反应的氟硅烷；最后真空干燥至恒重，研磨得到改性纳米二氧化硅粉末；(2)在聚乙烯醇聚合物的水溶液中加入步骤(1)制得的改性二氧化硅粉末和表面活性剂，室温下超声分散；然后高速搅拌，制备成聚乙烯醇聚合物复合溶液；(3)将步骤( 制得的聚乙烯醇聚合物复合溶液浇铸在铸塑基板的表面上，在 80°C 90°C下真空干燥至恒重以得到改性聚乙烯醇基膜。在本发明的一实施例中，步骤(1)中所述氟硅烷选自十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷、四-甲基_(全氟己基乙基)丙基三甲氧基硅烷、 十三氟辛基三甲氧基硅烷中的一种或多种混合物。在本发明的一实施例中，所述步骤(1)中的纳米二氧化硅纯度规格为分析纯，粒径介于35 45纳米(nm)之间。在本发明的一实施例中，所述步骤(1)中添加的所述氟硅烷的质量为所述纳米二氧化硅质量的33 40%。在本发明的一实施例中，所述步骤O)中的聚乙烯醇聚合物的聚合度为4000，醇解度为98%。在本发明的一实施例中，所述步骤O)中，添加的改性二氧化硅粉末的质量为聚乙烯醇聚合物质量的4% 8%。在本发明的一实施例中，所述步骤O)中还加入羧酸类阴离子型氟碳表面活性剂，其分子式为RF-CH2-COOH,其中R代表C6至Cltl的碳链。在本发明的一实施例中，所述步骤O)中，添加的表面活性剂的质量为聚乙烯醇聚合物质量的0.2% 0.3%。本发明的第二个目的在于提供一种由上述方法制得的改性聚乙烯醇基膜。为实现上述目的，本发明公开以下技术方案一种改性聚乙烯醇基膜，所述改性聚乙烯醇基膜包括聚乙烯醇聚合物、纳米二氧化硅基团及氟硅烷基团，所述改性聚乙烯醇基膜具有下述通式
权利要求
1.一种改性聚乙烯醇基膜的制备方法，其特征在于，制备步骤包括(1)采用氟硅烷对纳米二氧化硅进行表面接枝改性，以得到改性纳米二氧化硅粉末；(2)在聚乙烯醇聚合物的水溶液中加入步骤(1)获得的改性纳米二氧化硅粉末，以制备成聚乙烯醇聚合物复合溶液；(3)将步骤( 制备的聚乙烯醇聚合物复合溶液浇铸在铸塑基板的表面上，以得到改性聚乙烯醇基膜。
2.如权利要求1所述的改性聚乙烯醇基膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的所述氟硅烷选自十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷、 四-甲基_(全氟己基乙基)丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷中的一种或多种混合物。
3.如权利要求1所述的改性聚乙烯醇基膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的所述纳米二氧化硅的粒径介于35 45纳米之间。
4.如权利要求1所述的改性聚乙烯醇基膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中， 添加的所述氟硅烷的质量为所述纳米二氧化硅质量的33 40%。
5.如权利要求1所述的改性聚乙烯醇基膜的制备方法，其特征在于，所述步骤O)中， 添加的所述改性二氧化硅粉末的质量为所述聚乙烯醇聚合物质量的4% 8%。
6.如权利要求1所述的改性聚乙烯醇基膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中还加入羧酸类阴离子型氟碳表面活性剂，其分子式为RF-CH2-COOH,其中R代表C6至Cltl的碳链。
7.如权利要求6所述的改性聚乙烯醇基膜的制备方法，其特征在于，所述步骤O)中， 添加的所述表面活性剂的质量为所述聚乙烯醇聚合物质量的0. 2% 0. 3%。
8.一种改性聚乙烯醇基膜，其特征在于，所述改性聚乙烯醇基膜包括聚乙烯醇聚合物、 纳米二氧化硅基团及氟硅烷基团，所述改性聚乙烯醇基膜具有下列通式
9.如权利要求8所述的改性聚乙烯醇基膜，其特征在于，所述聚乙烯醇聚合物键结有碘分子，其中接有所述氟硅烷基团的纳米二氧化硅基团是包覆在所述聚乙烯醇聚合物及碘分子的外层。
10.一种改性聚乙烯醇基膜的偏光片，其特征在于，包括权利要求9所述的改性聚乙烯醇基膜；及贴附在所述改性聚乙烯醇基膜的一个或两个表面上的保护膜。
全文摘要
本发明提供了一种改性聚乙烯醇基膜及其制备方法和由所述改性聚乙烯醇基膜制得的偏光片。所述改性聚乙烯醇基膜的制备步骤包括(1)采用氟硅烷对纳米二氧化硅进行表面接枝改性，以得到改性纳米二氧化硅粉末；(2)在聚乙烯醇聚合物的水溶液中加入步骤(1)获得的改性纳米二氧化硅粉末，以制备成聚乙烯醇聚合物复合溶液；以及(3)将步骤(2)制备的聚乙烯醇聚合物复合溶液浇铸在铸塑基板的表面上，以得到改性聚乙烯醇(PVA)基膜。本发明利用低表面能的氟硅烷改性纳米二氧化硅，进而交联改性PVA基膜，以提高PVA基膜的耐湿热性和稳定性，改善PVA基膜的机械性能和耐玷污性。
文档编号C08K3/36GK102432899SQ20111023404
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者刘权, 张维维, 徐蕊, 段惠芳, 蔡荣茂, 黄俊杰, 黄红青 申请人:深圳市华星光电技术有限公司