一种投影擦写膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及投影材料，特别涉及一种投影擦写膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、一般来讲，白板擦写产品要求表面光滑，水性笔能轻松书写，字迹清晰，同时，字迹也容易被擦拭。这样的书写和擦拭功能，带来诸多便利，在办公，文具，教育有广泛的应用。白板多为高光泽度产品，光泽度在90°以上，表面粗糙度小，书写擦写效果好。

2、在办公会议投影时，由于投影仪亮度大，如果投影的地方不能将其均匀分散，易出现以下两种情况：一是强烈的反光导致看不清楚，即眩光，二是容易引起观看者眼睛疲劳，故不适合用于投影。为了解决眩光问题，技术工作者多采用添加消光粉来处理，实现表面的凹凸不平，达到一定的消光效果。消光粉的粉体粒度一般控制在3-5μm消光效果比较好。消光粉主要代表为二氧化硅，其密度为2.22-2.65g/cm3，比树脂和溶剂密度高。如果哑光uv涂料的粘度偏低，容易出现分散和沉降引起涂料的均匀性问题，导致产品光泽度不稳定；粘度偏高，粉体不容易出现沉降，但分散性和流平性难度偏大，表观质量不理想。为此目前哑光白板产品其光泽度在40°左右，擦写效果下降明显，投影时还是存在光斑，也有部分反光，同样会引起观看者眼睛疲劳。另外，书写笔迹留板时间超过3天，墨水会渗透到消光粉或波谷之间，板擦没有接触机会，导致出现擦拭残留。

3、为了解决光泽度稳定性和墨水渗透问题，现有技术有公布一种白板和反射式投影屏，提出了采用压花的工艺将表面结构化处理，达到一定消光效果。其工艺为在薄膜表面上涂料，涂料先经uv固化，然后再从涂层面或基材面加热压花处理。该表面算术平均粗糙度数ra为1.0μm-4.0μm，压花辊筒表面轮廓平均宽度rsm为30μm-300μm，对比了从涂层正面和基材面压花擦写和投影效果，基材面压花效果最理想，但超过相应范围就不理想，且未阐述光泽度和投影增益效果，以及可视角度等参数。而压花辊筒的制作难度大，成本高，且产品宽幅有限。

4、现有技术还公布了一种组合干擦板/投影屏，该方案使用氟化低聚物或氟化单体提高擦写性能，但该类物质普遍价格高昂。其工艺为先涂布uv涂料，经紫外光固化，然后再加热(50℃-270℃)压花处理，压强为0.4-1.0mpa，产品表面算术平均粗糙度ra为1μm-5μm，相邻凸起之间平均隆起间隔rsm为200μm-800μm，最大粗糙度深度为rt为1μm-30μm，其光泽度为30度以下。基材表面再贴合压敏胶粘合剂以便与其他材料结合。

5、压花表面可以做到细腻度有限，粗糙度ra为1.0-4.0μm，以及表面相邻凸起平均间距为30-300μm，说明存在较多的平整和高光泽度的区域，随着投影仪亮度增加，还是存在一定的光斑。如果粗糙度ra小于1.0μm就存在擦写残留问题。另外，加热压花工艺存在一些不足，一是膜基材在后加工生产时存在不稳定，如高温涂布加工热熔胶，二是在线无胶贴合其它产品，一定的温度和压力会导致花纹消失。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中无法实现投影和擦写兼顾的技术问题，为此，本发明的目的在于提供一种投影擦写膜，既能满足投影效果，兼顾擦写功能，还有磁吸附功能，抗菌等多种功能。本发明的目的之二在于提供这种投影擦写膜的制备方法。本发明的目的之三在于提供这种投影擦写膜的应用。

2、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

3、本发明的第一方面提供了一种投影擦写膜，包括层叠设置的表面结构化层、膜基材层和安装层；

4、所述表面结构化层为表面具有粗糙化结构的哑光涂层；

5、所述安装层为铁磁性层或胶粘层。

6、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施方式，所述表面结构化层具有以下(a)～(d)中至少一个特征：

7、(a)表面光泽度≤30°；

8、(b)ra为0.10μm～1.0μm；

9、(c)rt为1.0μm～5.0μm；

10、(d)厚度为1μm～20μm。

11、其中，ra表示算术平均粗糙度；rt表示最大峰-谷垂直距离。

12、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施例，所述表面结构化层的表面光泽度≤25°。

13、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施例，所述表面结构化层的ra为0.15μm～1μm。

14、根据本发明所述投影擦写膜的一些具体实施例，所述表面结构化层的ra为0.2μm～0.8μm。

15、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施例，所述表面结构化层的rt为1.5μm～4.5μm。

16、根据本发明所述投影擦写膜的一些具体实施例，所述表面结构化层的rt为2.0μm～4.0μm。

17、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施例，所述表面结构化层的rz(微观平度十点高度)为1μm～5μm。

18、根据本发明所述投影擦写膜的一些具体实施例，所述表面结构化层的rz为1.2μm～4μm。

19、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施例，所述表面结构化层的rq(轮廓均方根偏差)为0.1μm～1μm。

20、根据本发明所述投影擦写膜的一些具体实施例，所述表面结构化层的rq为0.2μm～0.8μm。

21、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施例，所述表面结构化层的膜厚为1μm～10μm。

22、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施方式，所述表面结构化层是由投影擦写可固化涂料与表面具有粗糙化结构的软膜复合后，经固化定型，再与软膜分离后形成的。

23、根据本发明所述的投影擦写可固化涂料，其中的“可固化”是指可进行紫外光(uv)固化或者电子束(eb)固化。

24、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施方式，所述投影擦写可固化涂料包括以下制备组分：基料、光引发剂、抗菌剂、擦写助剂；所述基料包括丙烯酸酯树脂预聚体和丙烯酸酯类单体；所述擦写助剂为氟硅共改性的聚丙烯酸酯树脂。

25、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施方式，所述投影擦写可固化涂料包括以下质量份的制备组分：25～55份丙烯酸酯树脂预聚体，12～48份丙烯酸酯类单体，1.0～4.0份光引发剂，1～8份抗菌剂，1～5份擦写助剂；所述擦写助剂包括以下质量份的制备组分：8～12份含氢硅油，3～8份硅烷单体，20～55份双官能度(甲基)丙烯酸酯单体，1～3份含氟(甲基)丙烯酸酯单体，7×10-4～1.5×10-3份催化剂、0.3～0.6份阻聚剂。

26、其中，双官能度(甲基)丙烯酸酯单体表示双官能度丙烯酸酯单体和/或双官能度甲基丙烯酸酯单体；含氟(甲基)丙烯酸酯单体表示含氟丙烯酸酯单体和/或含氟甲基丙烯酸酯单体。

27、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施方式，所述丙烯酸酯树脂预聚体包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、超支化丙烯酸酯中的至少一种。

28、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施例，所述丙烯酸酯树脂预聚体包括官能度≥3的聚氨酯丙烯酸酯、官能度≥2的环氧丙烯酸酯、官能度≥6的超支化丙烯酸酯中的至少一种。

29、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施例，所述丙烯酸酯树脂预聚体包括长兴的6145-100、6195-100、621a-80、6363、6158b-80、dr-u195、沙多玛的cn989、拜耳的u400、b175x中的至少一种。

30、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施方式，所述丙烯酸酯类单体包括官能度≥2的丙烯酸酯类单体。

31、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施例，所述丙烯酸酯类单体包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)、1,6-己二醇双丙烯酸酯(hdda)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(eo3tmpta)、双季戊四醇六丙烯酸酯(dpha)、季戊四醇三丙烯酸酯(peta)、丙氧基新戊二醇二丙烯酸酯(ponpgda)、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯(peg(200)da)中的至少一种。

32、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施方式，所述光引发剂包括苯偶姻类引发剂、苯偶酰类引发剂、烷基苯酮类引发剂、酰基磷氧化物引发剂、二苯甲酮类引发剂、硫杂蒽酮类引发剂中的至少一种。

33、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施例，所述光引发剂包括1-羟基环己基苯基甲酮(光引发剂184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(光引发剂1173)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(光引发剂tpo)中的至少一种。

34、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施方式，所述抗菌剂包括有机硅季铵盐类抗菌剂、纳米无机粒子载银离子抗菌剂、纳米无机粒子载锌离子抗菌剂中的至少一种。

35、根据本发明所述擦写助剂的一些实施方式，所述含氢硅油的含氢量为1.05wt％～1.4wt％。

36、根据本发明所述擦写助剂的一些实施方式，所述硅烷单体包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅氧烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅氧烷中的至少一种。

37、根据本发明所述擦写助剂的一些实施方式，所述双官能度(甲基)丙烯酸酯单体包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二缩三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯中的至少一种。

38、根据本发明所述擦写助剂的一些实施例，所述双官能度(甲基)丙烯酸酯单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

39、根据本发明所述擦写助剂的一些实施方式，所述含氟(甲基)丙烯酸酯单体包括(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸六氟丁酯、(甲基)丙烯酸十二氟庚酯、(甲基)丙烯酸十三氟辛酯中的至少一种。

40、根据本发明所述擦写助剂的一些实施例，所述含氟(甲基)丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟辛酯中的至少一种。

41、根据本发明所述擦写助剂的一些实施方式，所述催化剂为铂类催化剂。

42、根据本发明所述擦写助剂的一些实施例，所述催化剂为氯铂酸。

43、根据本发明所述擦写助剂的一些实施方式，所述催化剂以催化剂溶液的方式参与制备方法。在本发明的一些具体实施例中，催化剂溶液为氯铂酸异丙醇溶液。

44、根据本发明所述擦写助剂的一些实施方式，所述阻聚剂包括对羟基苯甲醚、对苯二酚、对苯醌、甲基氢醌、吩噻嗪、2,5-二叔丁基对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚中的至少一种。阻聚剂为本领域的常规原料，可以根据实际需要选择使用。

45、根据本发明所述擦写助剂的一些实施方式，所述擦写助剂的制备组分中，碳碳双键(c＝c键)与硅氢键(si-h键)的摩尔比为(2.1～2.4)：1。

46、根据本发明所述擦写助剂的一些实施方式，所述擦写助剂的制备方法包括如下步骤：

47、1)将含氢硅油、硅烷单体、含氟(甲基)丙烯酸酯单体和阻聚剂混合，加热，加入部分催化剂，进行反应；

48、2)继续加入剩余催化剂和双官能度(甲基)丙烯酸酯单体，进行反应，得到所述的擦写助剂。

49、根据本发明所述擦写助剂制备方法的一些实施方式，所述制备过程是在保护气下进行。在本发明的一些实施例中，所述保护气为氮气。

50、根据本发明所述擦写助剂制备方法的一些实施方式，所述步骤1)中，加热的温度为80℃～110℃。

51、根据本发明所述擦写助剂制备方法的一些实施方式，所述步骤1)中，部分催化剂是指加入占总催化剂配比量20％～72％的催化剂。

52、根据本发明所述擦写助剂制备方法的一些实施例，所述步骤1)中，部分催化剂是指加入占总催化剂配比量30％～50％的催化剂。

53、根据本发明所述擦写助剂制备方法的一些实施方式，所述步骤1)中，在加热的过程中添加催化剂溶液。在本发明的一些实施例中，添加催化剂溶液的时间为1小时～3小时；催化剂溶液为氯铂酸异丙醇溶液；添加的方式为滴加。

54、根据本发明所述擦写助剂制备方法的一些实施方式，所述步骤1)中，反应是在80℃～110℃下反应3小时～7小时。

55、根据本发明所述擦写助剂制备方法的一些实施方式，所述步骤2)中，将反应体系调整温度至80℃～90℃，再继续加入剩余催化剂和双官能度(甲基)丙烯酸酯单体。

56、根据本发明所述擦写助剂制备方法的一些实施方式，在步骤1)中先加入3×10-4～5×10-4质量份的催化剂，再在步骤2)中加入4×10-4～1×10-3质量份的催化剂。

57、根据本发明所述擦写助剂制备方法的一些实施方式，所述步骤2)中，继续加入剩余催化剂和双官能度(甲基)丙烯酸酯单体的时间为0.5小时～1.5小时。在本发明的一些实施例中，加入剩余催化剂和双官能度(甲基)丙烯酸酯单体的方式为滴加。

58、根据本发明所述擦写助剂制备方法的一些实施方式，所述步骤2)中，在反应过程中取样进行红外测试，当产物的红外光谱中2167cm-1处吸收峰(si-h键伸缩振动)消失时即为反应终点。

59、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施方式，所述投影擦写可固化涂料的组分还包括流平剂、稀释剂中的至少一种。

60、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施方式，所述投影擦写可固化涂料的组分还包括流平剂时，流平剂的质量份为0.1～0.5份。

61、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施方式，所述流平剂包括丙烯酸酯类流平剂、有机硅类流平剂、氟碳化合物类流平剂中的至少一种。

62、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施例，所述流平剂包括byk358、byk354、byk361、tego300、modaflow9200中的至少一种。

63、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施方式，所述投影擦写可固化涂料的组分还包括稀释剂时，稀释剂的质量份为0～15份。如此，通过加入稀释剂，可以便于施工。

64、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施方式，所述稀释剂包括异丙醇、丙醇、正丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮、甲苯、二甲苯、二丙酮醇、乙二醇乙醚、丙二醇单甲醚中的至少一种。

65、根据本发明所述投影擦写可固化涂料的一些实施方式，所述投影擦写可固化涂料的制备方法，包括如下步骤：将各制备组分混合，过滤，得到所述的投影擦写可固化涂料。

66、根据本发明所述投影擦写可固化涂料制备方法的一些实施方式，当抗菌剂为有机硅季铵盐类抗菌剂时，具体的制备方法如下：将抗菌剂、流平剂(或无流平剂)、擦写助剂加入丙烯酸酯单体中分散，再加入丙烯酸酯预聚物分散，然后加入光引发剂继续分散，过滤，得到投影擦写可固化涂料。

67、根据本发明所述投影擦写可固化涂料制备方法的一些实施方式，当抗菌剂含有纳米无机粒子载银离子和/或纳米无机粒子载锌离子抗菌剂时，具体的制备方法如下：将抗菌剂、擦写助剂加入丙烯酸酯单体中分散，研磨，再加入丙烯酸酯预聚物和流平剂(或无流平剂)分散，然后加入光引发剂继续分散，过滤，得到投影擦写可固化涂料。在本发明的一些实施例中，研磨是研磨至粒度小于0.5微米；研磨具体是采用研磨介质为0.3mm锆球的卧式砂磨机进行研磨。

68、根据本发明所述投影擦写可固化涂料制备方法的一些实施方式，加入光引发剂继续分散是直至光引发剂全部溶解。

69、根据本发明所述投影擦写可固化涂料制备方法的一些实施方式，过滤为过1微米的过滤装置。在本发明的一些实施例中，过滤为使用过滤精度为1微米的袋式过滤器。

70、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施方式，所述表面具有粗糙化结构的软膜包括pp(聚丙烯)膜、pe(聚乙烯)膜、pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜、pvc(聚氯乙烯)膜中的至少一种。

71、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施方式，所述膜基材层包括pet膜、petg(聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯)膜、gag(由中间层pet、上下两层petg形成的三层复合材料)膜、pp膜、pvc膜、pe膜、ps(聚苯乙烯)膜、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)膜、pc(聚碳酸酯)膜、pu(聚氨酯)膜、tpu(热塑性聚氨酯)膜、tpe(热塑性弹性体)膜、pa(聚酰胺)膜中的至少一种。

72、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施方式，所述膜基材层的厚度为0.01mm～1.0mm。

73、根据本发明所述投影擦写膜的一些实施例，所述膜基材层的厚度为0.05mm～0.5mm。

74、本发明的第二方面提供了一种本发明第一方面所述投影擦写膜的制备方法，包括以下步骤：

75、1)将投影擦写可固化涂料涂覆在膜基材的一个表面，再与表面具有粗糙化结构的软膜复合，然后固化定型，再与软膜分离，得到具有表面粗糙化结构的膜基材；

76、2)在所述具有表面粗糙化结构的膜基材的另一个表面复合铁磁性层或胶粘层，得到本发明第一方面所述组成的投影擦写膜。

77、根据本发明所述投影擦写膜的制备方法，通过步骤1)制成的膜基材，具有形成层叠设置的表面结构化层和膜基材层；通过步骤2)，在膜基材层的另一个表面形成安装层。

78、根据本发明所述投影擦写膜制备方法的一些实施方式，所述固化定型的方法为紫外光固化或电子束固化。

79、根据本发明所述投影擦写膜制备方法的一些实施方式，所述步骤1)中，涂覆的方式包括线棒涂、刮涂、浸涂、辊涂、淋涂、喷涂、凹版涂布或微凹涂布。

80、根据本发明所述投影擦写膜制备方法的一些实施方式，所述步骤2)中，所述复合铁磁性层的方式为涂布磁性铁粉浆料，或者是粘合铁磁性膜片。

81、根据本发明所述投影擦写膜制备方法的一些实施方式，所述步骤2)中，所述复合胶粘层的方式为涂布胶材后，再粘合到白色金属板表面。在一些实施例中，所述的胶材为压敏胶或热熔胶。

82、本发明的第三方面提供了本发明第一方面所述的投影擦写膜在办公、教学或家庭投影中的应用。

83、本发明的有益效果是：

84、本发明提供了一种既能满足投影效果，又能兼顾擦写功能，还有磁吸附功能，抗菌等多功能的投影擦写膜。这种投影擦写多功能膜的表面具有粗糙化结构，光泽度较低，形成细腻稳定的哑光表面，达到漫反射的目的，投影效果较好，可用于办公、教学、家庭影院式投影，应用前景广阔。

85、具体来说，与现有技术相比，本发明具有如下优点：

86、1、本发明的投影擦写膜微观表面粗糙度100-1000nm，形成很好的漫反射，可以解决反光的问题。

87、2、当投影擦写膜的安装层为铁磁性层时，可进行磁吸附，能够作为展示功能墙应用；当安装层为胶粘层时，可用于裱贴在板材/薄膜表面，拓宽产品应用，适用范围广阔。

88、3、本发明采用光油制作投影擦写膜的哑面效果，表面更加均匀稳定，不存在水性墨渗透带来的擦拭问题。

89、4、本发明采用的投影擦写可固化涂料不含消光粉，不存在消光粉沉淀或分散问题，能解决现有技术之前制作哑光时出现光泽度不稳定的问题。

90、5、本发明采用的投影擦写可固化涂料不含溶剂或非常少的溶剂含量，可以减少voc排放，更加环保。

91、6、本发明制作投影擦写膜采用紫外光/电子束固化定型的工艺，将软膜表面粗糙化结构转移到膜基材的固化涂层表面，实现哑光效果，能达到低光泽度10°以下，甚至全哑的目的。