[发明专利]改性聚乙烯醇基膜及其制备方法和偏光片

说明书

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LCD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，LCD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匀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℃×500Hr或60℃×90％RH×500Hr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表面均匀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101281267A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(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，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(2)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℃～90℃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。