智能材料的制作方法_2

文档序号:9390965阅读:来源:国知局
度就称为最低临界溶解温度。如,在LCST以上2°C变化到LCST以下2°C时,水接触角的变化可能会较为显著,此种情况下的温度的变化跨度为4°C。正如前面所述的,当温度跨度增大时,水接触角的变化并不一定也随之增大,但一般而言,当变化时所经历的温度包含LCST时,水接触角的变化会较为显著。这里需要说明的是,温敏性高分子的LCST并不一定是润湿性可变层水接触角发生突变的温度点(SCST),润湿性可变层水接触角发生突变的温度点也可能在温敏性高分子LCST的附近。在本专利中,对于某温度T,其对应的水接触角为CA,当温度为(Τ+?\) °(:时的水接触角CAl与温度为(Τ- T1) °C时的水接触角CA2的差值的绝对值不小于20°,即| CAl-CA2彡20。,并且0°C< T1彡20°C,此时即认为SCST落在温度区间[(T-T丨),(Τ+?\)],也可表示为(T-T1) ( SCST《(T+Ti)。也就是说,如果存在一个温度跨度不大于40°C的区间[(T-T1), (Τ+?\)],如果水接触角变化的度数不小于20°,则说明润湿性可变层存在水接触角发生突变的温度点(SCST),并且SCST就落在温度区间[(T-T1), (Τ+?\)]。
[0023]优选的,5°C<SCST ^ 40°C。进一步优选的,10°C^ SCST ^ 35°C。进一步优选的,15。。彡 SCST 彡 30。。。
[0024]对于一个智能材料,响应时间非常重要,一般希望尽可能的缩短响应时间。在本专利中,当材料被持续施加某种或同时持续施加多种触发时,材料表面的水接触角从起始值a变化到平衡值b,根据起始值与平衡值得到中位值(a+b) /2,其中材料表面的水接触角从起始值a变化到中位值(a+b)/2所需的时间即为所述的响应时间。可能存在某些特定的材料,从施加触发到平衡的时间大于30min,在这种情况下,平衡值取施加触发后30min时的值。优选的,本专利所述的润湿性可变层水接触角发生变化的响应时间不超过5min。也就是说,当对材料施加某一温度或将材料放置于某一温度中之后,在不超过5min的时间内,润湿性可变层的水接触角值即变化到了中位值。进一步优选的,润湿性可变层水接触角发生变化的响应时间不超过3min。进一步优选的,润湿性可变层水接触角发生变化的响应时间不超过lmin。更进一步优选的,润湿性可变层水接触角发生变化的响应时间不超过30s。
[0025]所述的润湿性可变层耐刮性能(在23±2°C,50%土 10%相对湿度条件下测试)达到:使用0000#钢丝绒,IcmX Icm的接触面积,在50g的测试条件下,以50次/min的运行速度往复刮擦10次无明显伤痕。
[0026]优选的,所述的润湿性可变层耐刮性能达到:使用0000#钢丝绒,IcmX Icm的接触面积,在50g的测试条件下,以50次/min的运行速度往复刮擦50次无明显伤痕。
[0027]进一步优选的,所述的润湿性可变层耐刮性能达到:使用0000#钢丝绒,IcmX Icm的接触面积,在10g的测试条件下,以50次/min的运行速度往复刮擦100次无明显伤痕。
[0028]进一步优选的,所述的润湿性可变层耐刮性能达到:使用0000#钢丝绒,IcmX Icm的接触面积,在500g的测试条件下,以50次/min的运行速度往复刮擦50次无明显伤痕。
[0029]优选的,所述的润湿性可变层是一个复合层,包括不同亲疏水性层的复合、同一层中有机、无机成分的复合以及这两者的复合。不同亲疏水性层复合而成的复合层的最外层包含光固化材料成分,第二层起的内层可以选择性包含光固化材料成分。优选的,第二层起的内层不包含温敏性高分子。对于层数超过两层的,优选的,第三层的疏水性大于第二层的,第四层的疏水性大于第三层的,以次类推。疏水性的不断递增可以减小水进入到润湿性可变层与基材层界面的可能性,从而实现对基材层更好的附着力,能使润湿性可变功能更加持久。当疏水性的提高对各层间的附着力产生负面作用时,继续提高层的疏水性是不可取的。
[0030]所述的基材层包含高分子组合物膜材、高分子组合物片材、高分子组合物板材、无机片材、无机板材、金属膜材、金属片材、金属板材、以及与高分子组合物复合的膜材、与高分子组合物复合的片材、与高分子组合物复合的板材的一种或多种。所述的高分子组合物是以一种或多种高分子为主要材料,选择性的包含一定量助剂等必要成分的体系,如PC薄膜、PET薄膜、PC/PMMA复合板等,其中加有抗氧化剂等成分。
[0031]优选的,所述的智能材料的透光率不小于80%,雾度不大于10%。进一步优选的,所述的智能材料的透光率不小于85%,雾度不大于5%。更进一步优选的,所述的智能材料的透光率不小于90%,雾度不大于5%。对于这样的材料,基材层需要选用诸如PC、PMMA、PET、PC/PMMA复合材料、玻璃等这样的透明材料以及透明材料的复合材料。
[0032]所述的智能材料可以通过在基材层上辊涂、淋涂、喷涂、浸涂、粘贴、转印、印刷或打印润湿性可变层,然后再进行UV固化来制备。所使用的可变层原料中可以包含如乙醇、乙酸乙酯、水等溶剂,在工艺适用的情况下,使用无溶剂体系或者水性体系是优选的。在进行UV固化时可以选择高压汞灯、LED-UV固化设备等,当制备具有表面微观结构、对基材翘曲程度有严格要求的产品时,LED-UV固化设备是优选的,其可以尽可能的保持基材的平整性,可变层的微观形貌也更易保持。
[0033]也可以先进行共挤出或梯度挤出,然后再进行UV固化来制备。进行共挤出时,润湿性可变层与基材层同时制备,之后再进行UV固化。进行梯度挤出时,同时制备润湿性可变层、润湿性可变层与基材层的梯度层、基材层,之后再进行UV固化。
[0034]本发明提供的智能材料具有如下有益之处:
1、本发明所提供的智能材料具有对水的润湿性随温度变化而发生改变的特性,可以很容易的实现各种对水润湿状态的转变。
[0035]2、本发明所提供的智能材料的初始条件润湿性可以根据需要进行选择制备。
[0036]3、本发明所提供的智能材料经程序升温降温后测试润湿性可变层的水接触角稳定性好。
[0037]4、本发明所提供的智能材料响应时间短,可应用范围广泛。
[0038]5、紫外光固化技术的引入可以制备表面致密、耐刮性好的材料,实现了钢丝绒刮擦的无痕性,从而可以实现长时间耐布擦拭,真正满足了实际应用的条件。
[0039]6、本发明所提供的不同亲疏水性的各层复合得到的润湿性可变层可以实现对基材层更好的附着力,同时也能使润湿性可变功能更加持久。
[0040]7、本发明优选不使用环氧类树脂、单体,耐黄变性能好。
[0041 ] 8、本发明所提供的智能材料可以以各种材料作为基材层,制备方法简单,适用性广,可以满足不同使用条件的性能要求。
【具体实施方式】
[0042]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0043]实施例1
本实施例中,智能材料由润湿性可变层、基材层、压敏胶层、离型膜层组成,基材层为电晕PET膜,将包含有5份温敏性高分子聚甲基丙烯酸N,N- 二甲基乙酯(PDMAEMA)、40份6官脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂、20份三丙二醇二丙烯酸酯、30份季戊四醇三丙烯酸酯、5份光引发剂184、I份助剂、100份丙酮、100份乙酸乙酯、100份乙醇的组合物通过辊涂的方法涂敷到基材层上,除去溶剂,最终通过紫外光进行固化。
[0044]所得智能材料使用0000#钢丝绒测试,在IcmX Icm的接触面积,500g的条件下,以50次/min的运行速度往复刮擦50次无明显伤痕,当温度从5°C升高到65°C,润湿性可变层的水接触角从70.4°变化到75.4°。
[0045]实施例2 本实施例中,智能材料由润湿性可变层、基材层、压敏胶层、离型膜层组成,基材层为电晕PET膜,将包含有10份PDMAEMA、30份6官脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂、5份2官脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂、20份三丙二醇二丙烯酸酯、30份季戊四醇三丙烯酸酯、5份光引发剂184、I份助剂、100份丙酮、100份乙酸乙酯、100份乙醇的组合物通过辊涂的方法涂敷到基材层上,除去溶剂,最终通过紫外光进行固化。
[0046]所得智能材料使用0000#钢丝绒测试,在IcmX Icm的接触面积,10g的条件下,以50次/min的运行速度往复刮擦100次无明显伤痕,当温度从5°C升高到65°C,润湿性可变层的水接触角从63.2°变化到74.1°。
[0047]实施例3
本实施例中,智能材料由润湿性可变层、基材层、压敏胶层、离型膜层组成,基材层为电晕PET膜,将包含有10份PDMAEMA、35份6官脂肪族聚氨酯丙烯
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