一种耐磨的防雾偏光片及制备方法与流程

1.本发明涉及偏光片技术领域，特别是涉及一种耐磨的防雾偏光片及制备方法。


背景技术：

2.偏光镜片是一种多层高分子材料符合而成的具有偏光功能的光学镜片，一般由聚乙烯醇(pva)膜和三醋酸纤维素(tac)膜多层高分子材料复合而成，广泛应用于电子产品、运动、医疗、汽车、摄影、光学仪器、安防等领域。偏光片不但是液晶显示器(lcd)的主要原材料，也用于偏光泳镜、太阳镜、3d眼镜、防眩护目镜、摄影器材的滤光镜、汽车头灯防眩处理、偏光显微镜和特殊医疗用眼镜等。偏光镜片是全球公认最适合驾驶的镜片，具有效消除眩光的特殊功能，令驾驶者改进视觉，增添驾乘安全。传统的偏光片在低温环境(特别是冬天)下很容易起雾，影响产品的性能，甚至导致产品无法使用。目前偏光片防雾方法有两种：一种是喷一次性防雾剂，另一种是表面贴防雾膜。
3.但是，现有的偏光片上喷防雾剂的附着能力不足，偏光片表面被接触、摩擦、清洗时，防雾剂容易脱落；偏光片上贴防雾膜时，也存在受到接触或摩擦而脱落的风险；也就是说，现有的偏光片上是通过物理附着涂层或者膜层的方式增加防雾功能，存在耐磨性差，容易脱落的问题，无法长期保持防雾效果。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐磨的防雾偏光片及制备方法，旨在解决现有的偏光片耐磨性不足，无法长期保持防雾效果的问题。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种耐磨的防雾偏光片的制备方法，其中，包括：
8.提供一偏光片；
9.在碱性溶液中清洗所述偏光片，然后进行清洗和烘干，获得碱洗的偏光片；
10.将所述碱洗的偏光片放入加硬液中浸涂，然后进行提拉和热固化，获得硬化的偏光片；
11.用等离子设备清洗所述硬化的偏光片，获得活化的偏光片；
12.在所述活化的偏光片上涂装超亲水防雾液，然后进行固化获得耐磨的防雾偏光片。
13.所述的耐磨的防雾偏光片的制备方法，其中，所述在碱性溶液中清洗所述偏光片，然后进行清洗和烘干，获得碱洗的偏光片的步骤具体包括：
14.将所述偏光片放入温度为20-80℃，质量分数为1％-30％的碱性溶液中，超声清洗1-15min，然后用纯水清洗，再放入烘箱中进行烘干，烘干温度为40-80℃，烘干时间为5-20min，获得碱洗的偏光片。
15.所述的耐磨的防雾偏光片的制备方法，其中，所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢
氧化钾溶液中的至少一种。
16.所述的耐磨的防雾偏光片的制备方法，其中，所述将所述碱洗的偏光片放入加硬液中浸涂，然后进行提拉和热固化，获得硬化的偏光片的步骤具体包括：
17.将所述碱洗的偏光片放入加硬液中浸涂10-60s，然后以0.5-8mm/s的速度提拉，再放入烘箱中进行热固化，热固化温度为40-80℃，热固化时间为3-24h，获得硬化的偏光片。
18.所述的耐磨的防雾偏光片的制备方法，其中，所述加硬液的制备方法包括：
19.按重量将1-10份的正硅酸乙酯，5-15份的硅烷偶联剂，0.1-1份的盐酸胍助剂，100-200份的异丙醇溶剂，在30-80℃下，用氯化氢为催化剂调整体系ph值为2-5，并搅拌3-8h，然后室温静置陈化10-24h，获得加硬液。
20.所述的耐磨的防雾偏光片的制备方法，其中，所述硅烷偶联剂包括氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧硅烷、巯丙基三乙氧硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和异氰酸酯基硅烷中的一种或多种。
21.所述的耐磨的防雾偏光片的制备方法，其中，所述用等离子设备清洗所述硬化的偏光片，获得活化的偏光片的步骤具体包括：
22.采用处理功率为300-800w，背景真空度为10-35pa的射频电源等离子设备，向所述等离子设备中通入流速为200-350sccm，体积比为1：1.5至1:5之间的氧气和氮气混合气体，处理200-500s，获得活化的偏光片。
23.所述的耐磨的防雾偏光片的制备方法，其中，所述超亲水防雾液的涂装方式包括喷涂、浸涂、淋涂中的至少一种；
24.所述固化的固化温度为40-80℃，固化时间为3-24h。
25.所述的耐磨的防雾偏光片的制备方法，其中，所述超亲水防雾液的制备方法包括：
26.按重量将1-10份醇解度为87％-89％的聚乙烯醇加入到100份的40-90℃的热水中进行溶解；然后加入5-15份γ-巯丙基三甲氧基硅烷、5-10份氨丙基三乙氧基硅烷和3-10份正硅酸乙酯，在45-90℃下搅拌1-24h；再加入5-15份浓度为20％的双氧水和1-5份十二烷基磺酸钠，搅拌均匀，并陈化1-24h，获得超亲水防雾液。
27.本技术还公开了一种耐磨的防雾偏光片，其中，用如上任一所述的耐磨的防雾偏光片的制备方法制得；所述耐磨的防雾偏光片包括偏光层，以及依次设置在所述偏光层上的加硬层和超亲水防雾层。
28.与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：
29.本发明公开的耐磨的防雾偏光片的制备方法通过碱洗偏光片实现碱液皂化处理，使得偏光片的三醋酸纤维素层表层酯分解，产生羟基，从而提高附着力，以在偏光片上制成牢固连接的加硬层，提高偏光片的硬度，并且，加硬层通过等离子活化后与超亲水防雾液形成化学结合，从而使得制得的耐磨的防雾偏光片结构稳定，不同于市面上常规的防雾液的物理吸附方式，增加了偏光片的耐磨性，有利于延长偏光片的有效使用寿命；另外，等离子活化还会对加硬层有刻蚀作用，使表面粗糙度增加，进一步增强偏光片表面的亲水性能，有利于制得耐磨的、超亲水的防雾偏光片。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明中耐磨的防雾偏光片的制备方法的流程图；
32.图2为本发明中耐磨的防雾偏光片的结构示意图；
33.图3为本发明中耐磨的防雾偏光片的对水的接触角检测的检测结果图；
34.图4为本发明中耐磨的防雾偏光片的防雾测试效果图；
35.图5为本发明中耐磨的防雾偏光片3000次湿摩擦测试后的防雾效果图。
36.其中，10、偏光层；20、加硬层；30、超亲水防雾层。
具体实施方式
37.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整的描述，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。
38.参阅图1，本发明申请的一实施例中，公开了一种耐磨的防雾偏光片的制备方法，其中，包括：
39.s100、提供一偏光片；
40.s200、在碱性溶液中清洗所述偏光片，然后进行清洗和烘干，获得碱洗的偏光片；
41.s300、将所述碱洗的偏光片放入加硬液中浸涂，然后进行提拉和热固化，获得硬化的偏光片；
42.s400、用等离子设备清洗所述硬化的偏光片，获得活化的偏光片；
43.s500、在所述活化的偏光片上涂装超亲水防雾液，然后进行固化获得耐磨的防雾偏光片。
44.本实施例公开的耐磨的防雾偏光片的制备方法通过碱洗偏光片实现碱液皂化处理，使得偏光片的三醋酸纤维素层表层酯分解，产生羟基，从而提高附着力，以在偏光片上制成牢固连接的加硬层，提高偏光片的硬度，并且，加硬层通过等离子活化后与超亲水防雾液形成化学结合，从而使得制得的耐磨的防雾偏光片结构稳定，防雾层和加硬层之间为化学连接，不同于物理吸附，增加了偏光片的耐磨性，有利于延长偏光片的有效使用寿命。
45.具体的，本实施例中通过等离子活化还会对加硬层产生刻蚀作用，使表面粗糙度增加，进一步增强偏光片表面的亲水性能，有利于制得耐磨的、超亲水的防雾偏光片，延长防雾偏光片的使用寿命。
46.具体的，作为本实施例的一种实施方式，公开了所述步骤s200具体包括：
47.将所述偏光片放入温度为20-80℃，质量分数为1％-30％的碱性溶液中，超声清洗1-15min，然后用纯水清洗，再放入烘箱中进行烘干，烘干温度为40-80℃，烘干时间为5-20min，获得碱洗的偏光片。
48.在实际制造过程中，由于偏光片的耐热性差，遇到高温容易变形和变色，影响使用，所以本实施例中设置碱洗和烘干的温度都不超过80℃，以保持偏光片原来的形状和正常的光学性能；通过碱性溶液处理偏光片的tac层，通过皂化反应，使偏光片表层酯分解，产
生很多羟基，以便于后续与加硬层实现化学结合，增加加硬层的附着力；然后再用超声清洗和纯水冲洗，减少表面残留碱性溶液，以避免影响后续的制备加工。
49.另外，本实施例中公开的烘干温度与烘干时间协同调节，烘干温度低，则可以延长烘干时间，烘干温度高则可以缩短烘干时间，例如，烘干温度为40℃，烘干时间为20min，与烘干时间为80℃，烘干时间为5min，可获得相似的烘干效果，都能达到本技术公开的技术方案的要求。
50.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的至少一种。
51.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述步骤s300具体包括：
52.将所述碱洗的偏光片放入加硬液中浸涂10-60s，然后以0.5-8mm/s的速度提拉，再放入烘箱中进行热固化，热固化温度为40-80℃，热固化时间为3-24h，获得硬化的偏光片。
53.本实施例中通过将碱洗的偏光片浸涂在加硬液中，使加硬液与偏光片表面的羟基结合，制成加硬层，以提高偏光片的硬度；并且，烘干温度不超过80℃，以减少偏光片变色或者弯曲的几率，设置烘干温度不低于40℃，避免烘干时间太长，增加时间成本。
54.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述加硬液的制备方法包括：
55.按重量将1-10份的正硅酸乙酯，5-15份的硅烷偶联剂，0.1-1份的盐酸胍助剂，100-200份的异丙醇溶剂，在30-80℃下，用氯化氢为催化剂调整体系ph值为2-5，并搅拌3-8h，然后室温静置陈化10-24h，获得加硬液。
56.本实施例中公开的加硬液包括有机和无机材料，在制备加硬层的过程中，有机部分与tac层表面以非极性作用力结合，并且最终的加硬层为有机-无机杂化材料层，从而使得加硬层的无机部分可以在后续加工中通过等离子活化，与超亲水防雾液进行化学结合；也就是说，本实施例中加工制成加硬层，第一可以形成保护层，增加偏光片的硬度，提高了偏光片的抗划伤能力；第二可以作为过渡层，一侧与偏光片表面牢固结合，另一侧与超亲水膜层牢固结合，使得偏光片的耐磨性增强，表面通过超亲水防雾液形成的防雾层不易脱落，本实施例中公开的这种制备方法显然可以获得结构更加稳定的耐磨的防雾偏光片，有利于保持偏光片的长久有效使用。
57.具体的，本实施例中在加硬液中加入盐酸胍助剂可以促进加硬液的低温固化，也就是说，为了在80℃以下进行加工，减少偏光片变形或变色的风险，通过加入盐酸胍助剂促进加硬液的固化，以形成加硬层。
58.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述硅烷偶联剂包括氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧硅烷、巯丙基三乙氧硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和异氰酸酯基硅烷中的一种或多种。
59.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述步骤s400具体包括：
60.采用射频电源等离子设备，处理功率为300-800w，背景真空度为10-35pa；向所述等离子设备中通入流速为200-350sccm，体积比为1：1.5至1:5之间的氧气和氮气混合气体，处理200-500s，获得活化的偏光片。
61.本实施例中通过等离子设备产生等离子气体进行表面清洗，具有成本低、无废弃物、无污染等显著的优点，而且可以在低温环境中进行处理，不会造成偏光片变形。
62.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述超亲水防雾液的涂装方式
包括喷涂、浸涂、淋涂中的至少一种；
63.所述固化的固化温度为40-80℃，固化时间为3-24h。
64.本实施例中公开的超亲水防雾液可以通过喷涂、浸涂或者淋涂的方式涂装到活化的偏光片的表面上，采用喷涂或者淋涂的方式可以增加涂装过程中超亲水防雾液的流动性，以快速覆盖整个接触表面，加快涂装效率，节省超亲水防雾液的用量；采用浸涂的方式可以确保整个活化的偏光片的表面都能接触到超亲水防雾液，确保涂装质量，以防制成的超亲水层表面有缺陷。另外，设置固化的温度低于80℃，减少偏光片变形或变色的风险，通过温度的调节，可以适应性调节烘干时间，以获得良好的烘干效果，制成品质良好的耐磨的防雾偏光片。
65.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述超亲水防雾液的制备方法包括：
66.按重量将1-10份醇解度为87％-89％的聚乙烯醇加入到100份的40-90℃的热水中进行溶解；然后加入5-15份γ-巯丙基三甲氧基硅烷、5-10份氨丙基三乙氧基硅烷和3-10份正硅酸乙酯，在45-90℃下搅拌1-24h；再加入5-15份浓度为20％的双氧水和1-5份十二烷基磺酸钠，搅拌均匀，并陈化1-24h，获得超亲水防雾液。
67.本实施例中公开的超亲水防雾液中有磺酸基，羟基等亲水基团，制备的超亲水防雾膜层表面不会聚集水珠，在使用过程中一旦防雾偏光片表面接触到水，水会在防雾偏光片的表面迅速铺展开来形成一层水膜，透明的水膜不会影响偏光片的光学性能；超亲水防雾液可以与加硬层的无机部分形成-si-o-si-化学结合，从而在加硬层上制成一层超亲水防雾层，使偏光片具有很好的耐磨性，耐水泡性，使偏光片具备持久的防雾性，形成耐磨的超亲水防雾偏光片，降低超亲水防雾层脱落对使用者造成伤害的风险。
68.如图2所示，本技术还公开了一种耐磨的防雾偏光片，其中，用如上任一所述的耐磨的防雾偏光片的制备方法制得；所述耐磨的防雾偏光片包括偏光层10，以及依次设置在所述偏光层10上的加硬层20和超亲水防雾层30。
69.本实施例公开的耐磨的防雾偏光片通过设置加硬层和超亲水防雾层，防雾层和基底化学结合，结构稳定，不同于物理吸附，增加了偏光片的耐磨性，有利于延长偏光片的有效使用寿命。
70.具体的，在本实施例的另一实施方式中公开了耐磨的防雾偏光片的制备过程：将偏光片放入温度60℃，质量分数10％的氢氧化钠水溶液中，超声清洗8min，用纯水洗净，放入烘箱中60℃下烘干；然后，将偏光片放入加硬液中浸泡30s，以4mm/s的速度提拉，并放入烘箱中，以60℃的温度进行热固化，热固化时间为12h；再然后，用等离子设备对偏光片表面进行清洗，使表面蚀刻形成粗糙的微结构，同时起到活化作用；最后，将超亲水防雾药剂喷涂的方式进行涂装，再放入烘箱中进行固化，固化温度为60℃，固化时间为12h，即可得到耐磨的防雾偏光片。对耐磨的防雾偏光片进行性能测试：
71.(1)、对水的接触角检测
72.采用gb/t30447-2013方法测水滴在防雾偏光镜片上的接触角，如图3所示，检测结果中耐磨的防雾偏光片表面与水的接触角角度小于5
°
，属于超亲水表面。
73.(2)、防雾测试
74.采用gb/t31726-2015塑料薄膜防雾性试验方法，将偏光镜片放在85℃饱和水蒸气
上方，连续30s不起雾，则防雾合格，如图4所示，左侧镜片为对照组，右侧镜片为耐磨的防雾偏光片，测试结果中耐磨的防雾偏光片测试过程中不起雾，防雾等级为1级。
75.(3)、耐摩擦测试
76.将超细聚酯纤维无尘布用水浸湿后拧干，折叠成四层，包于摩擦头上；摩擦工具上加砝码750g，总重820g，样片承受压强约100000pa，设定转速80转/min，摩擦一个来回计为一次，摩擦3000次，摩擦结束后，进行如上所述的防雾测试，如图5所示，镜片上两条标记线之间的区域为摩擦区域，测试结果中耐磨的防雾偏光片仍然不起雾，而且防雾等级仍为1级。
77.(4)、耐水泡测试
78.将耐磨的防雾偏光片放置在水中连续浸泡12h，然后取出，烘干，进行如上所述的防雾测试，测试结果中耐磨的防雾偏光片仍然不起雾，防雾等级为2级。
79.(5)、硬度测试
80.采用gb6739-1996涂膜铅笔测定法测定防雾偏光镜片的硬度，测试结果中耐磨的防雾偏光片的硬度等级为hb。
81.(6)、附着力测试
82.采用gb/t9286-1998百格法测定防雾偏光镜片的附着力，测试结果中耐磨的防雾偏光片的附着力等级为1级。
83.综上可见，本实施例中公开的耐磨的防雾偏光片具备良好的亲水性能，可以实现防雾效果，而且耐磨擦性、耐水泡性都很好，硬度高，附着力强，因此有利于延长使用寿命，实现持久的防雾功能。
84.综上所述，本技术公开了一种耐磨的防雾偏光片的制备方法，其中，包括：
85.s100、提供一偏光片；
86.s200、在碱性溶液中清洗所述偏光片，然后进行清洗和烘干，获得碱洗的偏光片；
87.s300、将所述碱洗的偏光片放入加硬液中浸涂，然后进行提拉和热固化，获得硬化的偏光片；
88.s400、用等离子设备清洗所述硬化的偏光片，获得活化的偏光片；
89.s500、在所述活化的偏光片上涂装超亲水防雾液，然后进行固化获得耐磨的防雾偏光片。
90.本实施例公开的耐磨的防雾偏光片的制备方法通过碱洗偏光片实现碱液皂化处理，使得偏光片的三醋酸纤维素层表层酯分解，产生羟基，从而提高附着力，以在偏光片上制成牢固连接的加硬层，提高偏光片的硬度，并且，加硬层通过等离子活化后与超亲水防雾液形成化学结合，从而使得制得的耐磨的防雾偏光片结构稳定，不同于物理吸附，增加了偏光片的耐磨性，有利于延长防雾偏光片的有效使用寿命。
91.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
92.需要说明的是，本发明以耐磨的防雾偏光片为例对本发明的具体结构及工作原理进行介绍，但本发明的应用并不以耐磨的防雾偏光片为限，也可以应用到其它类似工件的生产和使用中。
93.应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并
且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
94.以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。