硬涂层组合物和柔性盖板的制作方法

本发明涉及涂层
技术领域：
，尤其涉及一种硬涂层组合物和柔性盖板。
背景技术：
：目前，有机材料(例如，柔性显示装置的柔性盖板)经常通过在表面涂覆硬涂层来达到既保持韧性又增强硬度的目的。但是，硬涂层在有机材料的表面固化时，经常会导致有机材料翘曲，进而改变了有机材料原有的形态，不利于有机材料的实际应用。因此，如何改善有机材料涂覆硬涂层后容易发生翘曲的情况成为亟待解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种硬涂层组合物和柔性盖板，以改善现有技术中有机材料涂覆硬涂层后容易产生翘曲的问题。本发明一方面提供了一种硬涂层组合物，包括：丙烯酸酯低聚体，丙烯酸酯低聚体的官能度不低于6；以及丙烯酸酯单体，丙烯酸酯单体的官能度不低于3，丙烯酸酯单体的分子量不高于丙烯酸酯单体的官能度的150倍；其中，丙烯酸酯低聚体与丙烯酸酯单体的质量比不低于1:1。在本发明的一个实施例中，丙烯酸酯低聚体与丙烯酸酯单体的质量比不低于4:1。在本发明的一个实施例中，丙烯酸酯低聚体的分子量不低于丙烯酸酯低聚体的官能度的150倍。在本发明的一个实施例中，硬涂层组合物进一步包括固化剂，其中，固化剂的质量相对于丙烯酸酯低聚体和丙烯酸酯单体的总质量的比值为大于等于0.01，小于等于0.05。在本发明的一个实施例中，固化剂包括1-羟基环己基苯基甲酮。在本发明的一个实施例中，硬涂层组合物进一步包括溶剂，其中，溶剂的质量相对于丙烯酸酯低聚体和丙烯酸酯单体的总质量的比值为大于等于0.3，小于等于0.7。在本发明的一个实施例中，溶剂包括以下几种中的一种或多种组合：乙酸乙酯、丙烯酸丁酯、环戊酮、丁酮、丙酮、丙二醇甲醚、乙二醇甲醚、异丙醇、乙醇以及甲苯。在本发明的一个实施例中，硬涂层组合物进一步包括含氟添加剂，其中，含氟添加剂的质量相对于丙烯酸酯低聚体和丙烯酸酯单体的总质量的比值为大于等于0.001，小于等于0.02。本发明另一方面提供了一种柔性盖板，包括：柔性基材层；以及设置在柔性基材层的表面上的硬涂层，其中硬涂层由上述任一项所述的硬涂层组合物制备。在本发明的一个实施例中，柔性基材层的厚度不大于188微米；和/或，柔性基材层的透光率大于88％；和/或，柔性基材层的雾度不大于2％；和/或，柔性基材层的黄蓝值不大于2。在本发明的一个实施例中，柔性基材层采用的材料包括以下几种中的一种或多种组合：pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pen(聚萘二甲酸乙二醇酯)、cpi(透明聚酰亚胺)、cop(环烯烃共聚物)和tac(三乙酰基纤维素)。本发明实施例通过在硬涂层组合物中设置官能度不低于6的丙烯酸酯低聚体和官能度不低于3的丙烯酸酯单体，以及将丙烯酸酯单体的分子量设置为不高于丙烯酸酯单体的官能度的150倍，从而使得形成的硬涂层可以具备足够的硬度；通过将丙烯酸酯低聚体与丙烯酸酯单体的质量比设置为不低于1:1，从而使得形成的硬涂层可以产生较小的固化收缩，进而有效改善了硬涂层容易发生翘曲的情况。附图说明图1是根据市售硬涂层组合物制备的硬涂层的1000次往返耐磨性测试的照片。图2是根据本发明一个实施例的硬涂层组合物制备的硬涂层的3000次往返耐磨性测试的照片。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，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。正如
背景技术：
中提及的盖板，是一种应用在显示装置上用于保护内部显示器件的外部保护部件。但是随着柔性显示及触屏技术的快速发展，传统的玻璃保护盖板虽然具有高硬度，但是不能弯折，已经不能满足柔性显示装置的设计需求，因此利用有机材料代替玻璃制备柔性盖板成为大势所趋。但是有机材料硬度较低，容易受外力作用产生损伤，例如，易被划伤，因此需要在有机材料的表面制作一层硬涂层，来达到兼具韧性和硬度的效果。发明人经研究发现，由于丙烯酸酯在紫外线(uv)辐射或者加热的条件下可以发生交联固化，固化的产物可以兼具硬度和韧性，因此丙烯酸酯常被用于制备硬涂层。但是，丙烯酸酯在固化时收缩较大，容易导致有机材料发生翘曲。为了解决丙烯酸酯在固化时容易导致有机材料翘曲的问题，发明人经研究得出：丙烯酸酯的官能度越高，得到的硬涂层的硬度越高，但固化收缩引起的翘曲也越严重。若是能找到合适的丙烯酸酯的官能度，则能够得到硬度足够且不易发生翘曲的硬涂层。基于此，本发明提供了一种硬涂层组合物，包括：丙烯酸酯低聚体，丙烯酸酯低聚体的官能度不低于6；以及丙烯酸酯单体，丙烯酸酯单体的官能度不低于3，丙烯酸酯单体的分子量不高于丙烯酸酯单体的官能度的150倍；其中，丙烯酸酯低聚体与丙烯酸酯单体的质量比不低于1:1。具体地，为了使得形成的硬涂层能够具备足够的硬度，该硬涂层组合物中的丙烯酸酯低聚体和丙烯酸酯单体可以均具有多个官能团，即具有高官能度。经发明人研究确认，该丙烯酸酯低聚体的官能度可以不低于6，该丙烯酸酯单体的官能度可以不低于3。由于丙烯酸酯低聚体与丙烯酸酯单体相比，分子量较大，相对来说，官能团含量较低，产生的固化收缩较小，因此，相对于丙烯酸酯单体来说，丙烯酸酯低聚体作为主体材料，也就是说，丙烯酸酯低聚体与丙烯酸酯单体的质量比可以不低于1:1。在这里，丙烯酸酯单体可以用于提高硬涂层在固化过程中的固化程度和交联密度，为了确保作用效果，丙烯酸酯单体的分子量可以不高于丙烯酸酯单体的官能度的150倍。具体地，丙烯酸酯低聚体包括聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和超支化丙烯酸酯等中的至少一种；丙烯酸酯单体可以包括二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和双季戊四醇六丙烯酸酯等中的至少一种，由于可用的丙烯酸酯单体的类型较多，因此这里对于丙烯酸酯单体的类型不做具体限定。本发明实施例通过在硬涂层组合物中设置官能度不低于6的丙烯酸酯低聚体、官能度不低于3的丙烯酸酯单体以及将丙烯酸酯单体的分子量设置为不高于丙烯酸酯单体的官能度的150倍，从而使得形成的硬涂层可以具备足够的硬度；通过将丙烯酸酯低聚体与丙烯酸酯单体的质量比设置为不低于1:1，从而使得形成的硬涂层可以产生较小的固化收缩，进而有效改善了硬涂层容易发生翘曲的情况。在本发明的一个实施例中，当丙烯酸酯低聚体与丙烯酸酯单体的质量比不低于4:1时，形成的硬涂层可以涂覆在较薄的有机材料膜材上而不发生翘曲，例如，可以涂覆在厚度仅为23um的pet基材层上。除此之外，由于固化收缩较小，因此形成的硬涂层可以追求更高的硬度。对于硬涂层来说，厚度越高则硬度越大。为了追求更高的硬度，可以增加硬涂层的厚度。例如，对于厚度为125um的pet基材层来说，其中形成的硬涂层的厚度可以达到15um以上而不发生翘曲。在本发明的实施例中，为了使得形成的硬涂层兼具韧性，丙烯酸酯低聚体的分子量可以不低于丙烯酸酯低聚体的官能度的150倍。在本发明的实施例中，为了确保固化程度，硬涂层组合物可以进一步包括固化剂。对于通过uv进行固化的丙烯酸酯来说，固化剂的类型可以通过采用的uv灯管的波长范围来选择。具体地，相对于丙烯酸酯低聚体和丙烯酸酯单体的总质量来说，固化剂的质量与该总质量的比值可以优选为大于等于0.01，小于等于0.05。在本发明的一个实施例中，为了形成无色透明的硬涂层，固化剂可以优选包括1-羟基环己基苯基甲酮(184，cas:947-19-3)。在本发明的实施例中，硬涂层可以通过涂布硬涂层组合物的方式来制备。为了保证涂布的可能性，硬涂层组合物的的粘度应有利于涂布工作的实施，为此，硬涂层组合物可以进一步包括溶剂，其中，相对于丙烯酸酯低聚体和丙烯酸酯单体的总质量来说，溶剂的质量相对于该总质量的比值可以优选为大于等于0.3，小于等于0.7。具体地，溶剂可以包括以下几种中的一种或多种组合：乙酸乙酯、丙烯酸丁酯、环戊酮、丁酮、丙酮、丙二醇甲醚、乙二醇甲醚、异丙醇、乙醇以及甲苯。在本发明的一个实施例中，当该硬涂层组合物用于制备柔性显示装置的柔性盖板的硬涂层时，形成的硬涂层还应具备耐指纹的特性，以便避免硬涂层上的指纹对显示效果的影响。为此，硬涂层组合物可以进一步包括含氟添加剂，其中，相对于丙烯酸酯低聚体和丙烯酸酯单体的总质量来说，含氟添加剂的质量相对于该总质量的比值可以优选为大于等于0.001，小于等于0.02。此外，含氟添加剂还可以降低硬涂层组合物的表面能，进而改善涂布缩孔。应当理解，为了改善其它效果，硬涂层组合物还可以包括其它添加剂，这里对于添加的添加剂类型不做限定。上面描述了根据本发明实施例的硬涂层组合物，下面描述根据本发明实施例的柔性盖板。该柔性盖板可以包括：柔性基材层；以及设置在柔性基材层的表面上的硬涂层，其中硬涂层由上述任一项所述的硬涂层组合物制备。具体地，为了适应显示的需求，柔性基材层可以由透明光学膜层构成，例如，采用的材料可以包括pet、pen、cpi、cop和tac中的至少一种。在本发明的一个实施例中，为了满足越来越轻薄的市场需求，柔性基材层的厚度可以优选不大于188微米。为了确保显示的视觉效果，柔性基材层的透光率可以优选大于88％。为了满足显示的透明度的需求，柔性基材层的雾度可以优选不大于2％。类似地，为了满足颜色的需求，按照cielab标准，柔性基材层的黄蓝值(即b*值)可以优选不大于2。此外，柔性基材层上的硬涂层可以由硬涂层组合物通过涂布的方式来制备。具体地，为了确保形成的硬涂层的厚度以及膜层的均匀性，涂布方法可以包括旋涂、棒涂、刮涂、喷涂、狭缝涂布、凹版涂布和刮刀涂布中的至少一种。本发明实施例通过在硬涂层组合物中设置官能度不低于6的丙烯酸酯低聚体和官能度不低于3的丙烯酸酯单体，以及将丙烯酸酯单体的分子量设置为不高于丙烯酸酯单体的官能度的150倍，从而使得形成的硬涂层可以具备足够的硬度；通过将丙烯酸酯低聚体与丙烯酸酯单体的质量比设置为不低于1:1，从而使得形成的硬涂层可以产生较小的固化收缩，进而有效改善了硬涂层容易发生翘曲的情况。除此之外，本发明实施例通过将固化收缩小的硬涂层设置在柔性基材层上，从而使得形成的柔性盖板可以不仅保留了无色透明的特性，还能兼具耐弯折、高硬度、高耐磨、耐指纹的特性。该柔性硬盖板可以与有源矩阵有机发光二极体面板(amoled)、纳米银线导电膜、金属网格等柔性材料配合使用，制备出可弯折的柔性显示/触屏器件。下面对硬涂层的制备以及该硬涂层的性能测试进行详细描述。具体地，硬涂层的制备过程可以包括如下步骤：a、将54g六官能团聚氨酯丙烯酸酯(pua)低聚体，6g二季戊四醇六丙烯酸酯(dpha)单体，添加到75g丙二醇甲醚(pgme)溶剂中，并搅拌，以使丙烯酸酯充分溶解。b、随后添加2.4g1-羟基环己基苯基甲酮粉末作为固化剂，并搅拌以使固化剂粉末充分溶解。c、随后添加0.3g含氟添加剂，得到用于涂布的涂布液。d、采用狭缝涂布的方式将涂布液涂布于不同厚度的pet基材层上，其中，涂布的厚度可以通过流量来控制。e、将各个基材层放进120℃鼓风烘箱中干燥15min，除去溶剂。f、对各个基材层上的涂布液进行uv固化，则得到带有硬涂层的pet基材层，即柔性盖板。g、对各个带有硬涂层的pet基材层进行硬涂层厚度、翘曲程度、硬度、水滴角、附着力、耐磨性和耐弯折性的性能测试。具体地，部分测试结果如下表所示。由下表可知，不论是厚基材层还是薄基材层，均可以在其表面上制备不翘曲且硬度满足设计需求的硬涂层。例如，当基材层厚度为125um时，硬涂层的厚度可以高达15um，这不仅使得得到的硬涂层可以具有较高的硬度，而且基材不会发生翘曲。类似地，当基材层厚度为23um时，硬涂层的厚度也可以达到10um，从而得到薄柔性盖板的同时，也能确保柔性盖板的硬度。另外，需要说明的是，这里的附着力是指基材层与硬化层之间的相互吸引力。由下表可知，硬涂层和基材层之间的附着力可以高达5b。表1实验编号基材层厚度硬涂层厚度翘曲程度硬度水滴角附着力1#125μm7μm不翘曲3hok86°5b2#125μm10μm不翘曲4hok88°5b3#125μm12μm不翘曲4hok85°5b4#125μm15μm不翘曲5hok80°5b5#23μm7μm不翘曲2hok81°5b6#23μm10μm不翘曲3hok87°5b对于耐磨性测试，测试条件为：0000#钢丝绒，负重为1kg，接触面积为1cm2，摩擦速度为60次/min；测试对象为：表1中实验编号的2#的带有硬涂层的pet基材，以及对比pet基材，其中该对比pet基材的硬涂层由市售硬涂层组合物制备。耐磨性测试的测试结果为：对比pet基材在往返测试1000次时，硬涂层上已经出现了大量划痕，如图1所示；然而实验编号为2#的pet基材在往返测试1000次时，硬涂层上并未出现划痕，且在往返测试3000次时，硬涂层上仅出现几条划痕，如图2所示。由此可知，由根据本发明实施例提供的硬涂层组合物制备的硬涂层的耐磨性远优于市售硬涂层组合物制备的硬涂层。对于耐弯折性测试，测试条件为：弯曲直径为3mm，弯曲次数为20万次；测试对象为：表1中的编号为4#的pet基材。测试结果显示：经肉眼观察以及光学显微镜的配合，pet基材层上的硬涂层没有发生脱落、断裂或破损等现象。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12