[发明专利]一种用于制备耐候性光学级硬化膜的涂布液以及相应的硬化膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备耐候性光学级硬化膜的涂布液，尤其涉及一种引入偶联剂后的硬化膜涂布液；本发明同时涉及相应的耐候性光学级硬化膜，尤其涉及一种具有高硬度、高透光率和持久耐候性的光学级硬化膜；本发明还涉及上述涂布液和硬化膜的制备方法。

背景技术

近年来，随着透明硬化膜的应用越来越广，技术要求不断提高，硬化膜的需求量不断上升。例如：（1）触摸屏硬化膜（ITO导电膜用硬化膜）；（2）显示领域：液晶显示屏、手机、MP4、笔记本电脑屏幕保护膜、触摸屏保护膜；（3）模内装饰IMD领域，如各种家电面板、笔记本外壳、薄膜开关等，均大量运用到透明硬化膜，该硬化膜具有一定硬度和耐摩擦性能，能起到很好的保护作用。

中国发明专利申请201010566198.1提供了一种能够用于平面显示的硬化膜，其在硬化膜涂布液当中添加了少量的无机粒子，经紫外线（UV）固化后，形成具有良好的耐酸碱性能和高硬度的硬化涂层，但从扫描电镜测试可以观察到，而且粒子在有机膜层的分布不均匀，无机粒子与有机膜层之间存在着明显的界面分离现象，导致硬化膜层与基材之间的粘结性降低，使得耐候性、翘曲性和热收缩性等问题突出，增加了硬化膜的雾度，降低了膜层的透光率。其原因是由于无机刚性粒子与聚合物基体之间存在相容性的问题。

因此，如何提供一种提高无机粒子与有机硬化膜层之间的相容性的方法成为了业界需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的之一是提供一种用于制备耐候性光学级硬化膜的涂布液及其制备方法，本发明的另一目的是提供一种耐候性光学级硬化膜及其制备方法。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种用于制备耐候性光学级硬化膜的涂布液，按重量计，其包括如下组分：

A、30%-80%的丙烯酸酯类化合物，

B、10%-40%的含有1%-20%羟基或氨基的反应性聚合物；

C、0.1%-10%的光引发剂；

D、0.5%-1%偶联剂;

E、5%-20%的2nm-30nm的无机纳米粒子。

本发明中，丙烯酸酯类化合物可为，例如二甲基丙烯酸-1,4-丁二醇酯、1,3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二季戊三醇丙烯酸酯、2-乙基季戊四醇三丙烯酸酯、二羟甲基丁烷季戊四醇三丙烯酸酯。值得注意的是，步骤（1）所准备的材料中，可能有两种、三种甚至四种组分均属于1-2反应官能度的丙烯酸酯类化合物，可能有两种、三种甚至四种组分均属于3-5反应官能度的丙烯酸酯类化合物。

本发明中，羟基或氨基的反应性聚合物可为，例如胺基乙酸三丙烯酸酯类、胺基乙酸丙烯酸酯类、环氧丙烯酸酯类、聚氨酯丙烯酸酯类、氨基丙烯酸酯类或环氧树酯类。

本发明中，光引发剂可为，例如2,4,6,-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦（TPO）、2,2,-二甲氧基-2-苯基苯乙酮（BDMK）、2-异丙基硫杂蒽酮（ITX）、2-羟基甲基苯基丙烷-1-酮、安息香双甲醚、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-（4-甲硫基苯基）-2-吗啉基-1-丙酮。

本发明中所用的偶联剂可增加无机粒子与有机聚合物之间的粘结性。由于纳米无机粒子在高聚物中具有增强增韧的效果，广泛地应用在橡胶、塑料、粘合剂、涂料等领域，其中纳米无机粒子以纳米二氧化硅为例，纳米二氧化硅和湿空气接触时，表面上的硅原子和水分子发生“反应”，以保持氧的四面体配位，满足硅原子的化合价，水分子可以不可逆或可逆地吸附在其表面上。纳米二氧化硅具有比较大的比表面积，和表面羟基的存在，具有高的反应活性，使得纳米二氧化硅粒子容易发生团聚现象，因此需要在其进行表面改性处理，目的是提高纳米二氧化硅的物化性质，提高其在聚合物中的分散性和与的相容性，使聚合物的机械性能和耐候性提高。添加偶联剂的原理是偶联剂的分子一端为烃基，与有机高分子分子链有一定的相容性，另一端为极性基，与无机粒子有一定的化学作用，可增加无机纳米粒子与有机聚合物中的相容性。

本发明中的偶联剂可为，例如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、马来酸酐接枝聚丙烯酸树脂。

本发明中，在硬化膜涂布液中添加偶联剂后，无机纳米粒子之间的润滑性能增加，减少了无机纳米粒子之间的团聚现象，纳米粒子与有机硬化层之间的相容性增加，提高了硬化膜的耐候性。

根据本发明另一具体实施方式，丙烯酸酯类化合物选自以下的一种或几种：二甲基丙烯酸-1,4-丁二醇酯、1,3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二季戊三醇丙烯酸酯、2-乙基季戊四醇三丙烯酸酯、二羟甲基丁烷季戊四醇三丙烯酸酯