一种高耐磨硬化涂层及其制备的高光柔性高耐磨持久防指纹硬化膜制造技术

本发明专利技术公开了一种高耐磨硬化涂层及其制备的高光柔性高耐磨持久防指纹硬化膜，高耐磨硬化涂层包括官能度为9～15的有机无机杂化聚氨酯丙烯酸酯、官能度为3～6的有机无机杂化聚氨酯丙烯酸酯、高分子硫醇、光引发剂、增硬耐磨剂、助剂和稀释剂，能够为基材提供更高的硬度和耐磨性能；高光柔性高耐磨持久防指纹硬化膜是在基材上的形成高耐磨硬化涂层，纳米级界面层和纳米级氟涂层组成的多层叠层结构，并通过涂层中特定原料配方比例的控制以及各涂层之间的相互配合，而具有高光泽度、高耐磨、高柔性，防指纹等功能，实现了防指纹性能的持久性。实现了防指纹性能的持久性。实现了防指纹性能的持久性。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨硬化涂层及其制备的高光柔性高耐磨持久防指纹硬化膜


[0001]本专利技术属于光学涂层
，具体的说，是一种高耐磨硬化涂层及其制备的高光柔性高耐磨持久防指纹硬化膜。

技术介绍

[0002]目前高耐磨防指纹涂层的主流制备方法为真空镀膜和含氟涂料湿法涂布两种，真空镀膜制备防指纹涂层，主要采用无机类氟化物进行蒸镀，该方案水接触角可高达110～113
°
，防指纹效果持久，但因是无机材料，在PC/PMMA等有机材料上结合力较差，镀层偏硬，韧性不足，且该制备方法为间断性生产，处理的产品尺寸较小，设备投入大，产能低，环境污染较大。另一种含氟涂料湿法涂布方案，主要是将含氟材料添加到光固化涂料中进行涂布，此种方案制备的涂层水接触角偏低，只有105～108
°
，防指纹效果不持久，但该种制备方法可实现大尺寸产品连续化涂布生产，生产效率高，成本低。
[0003]现有技术中，公布号为CN102634267A的专利技术专利公开了一种可用于触摸屏面板防污防指纹的涂层组合物及防污防指纹涂层的制备方法，主要是由 10～90 份的紫 外光固化成膜树脂，0～5 份光引发剂，0.1～10丙烯酸改性氟化树脂，10～90份溶剂混合搅拌制备成涂层组合物，将该涂层组合物均匀的涂覆在基材上经紫外光固化后可形成一层性能优良的光学防污防指纹涂层，使得该防指纹防污层与水的接触角大于 80
°
，具有良好的防污防指纹效果，其可广泛应用于触摸屏行业各种薄膜或板材的表面防污防指纹的功能化处理。该方案采用含羟基的有机氟改性的丙烯酸酯能通过羟基及丙烯酸酯的碳碳不饱和键可以与紫外光固化成膜树脂形成网状结构，有助于氟素永久地固定在涂层膜表面，不易被擦除。但该方案使用含羟基的树脂进行氟改性，树脂中无法实现很高的氟含量，造成该方法制备的涂层虽然持久性比较好，但是水接触角偏低，与其他树脂相容性比较差，涂层易发雾等问题；另外改性后造成改性树脂分子量偏大，可参与UV反应的烯烃健密度降低，固化后无法实现体型网状结构，涂层耐磨性差，且耐摩擦后表面氟元素被摩擦去除，水接触角急剧降低，在有触摸及摩擦的应用场景下长期使用防污性下降明显。
[0004]公布号为CN107603462A的专利技术专利公开了一种紫外光固化型防指纹涂料及其制备和使用方法，采用UV固化型树脂作为主体，通过添加高效反应性防指纹助剂使之达到防指纹效果。但该方案为保证含氟助剂与其他组分良好的相容性，含氟助剂一般采用氟改性丙烯酸树脂，表面氟含量虽然比氟改性树脂氟含量高，但依然存在水接触角很难达到110
°
的防污效果，经过磨擦，水接触角下降明显。
[0005]公布号为CN106433411A的专利技术专利提供了一种防指纹涂布液和防指纹硬化膜，通过氟改性树脂和氟助剂复配制备成涂布液，所获得的防指纹硬化膜能够实现较高的水接触角和耐磨性能，水接触角最高可以达到112.21
°
，耐磨0000#钢丝绒摩擦负重1kg（1cm
×
1cm）摩擦5000循环；但该方案依然无法解决耐磨后水接触角下降，高温及高温高湿条件下水接触角下降的问题。且产品滑爽度也无法与玻璃产品媲美。
[0006]公布号为CN103252937B和公布号为CN107344817A的专利技术专利均提供了使用镀膜工艺制备防指纹涂层的方法，该种工艺方法主要适合SiO2成分的玻璃材质，该方案的水接触角虽然可高达110～113
°
，防指纹效果持久，表面滑爽，但镀膜工序复杂，防指纹膜制备周期长，设备投资大，生产效率低，无法满足大面积产品生产。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种高耐磨硬化涂层，采用不同官能度的有机无机杂化聚氨酯丙烯酸酯为原料，通过添加高分子硫醇、光引发剂等制得，通过与基材、纳米级界面层和纳米级氟涂层形成防指纹硬化膜，可以提升基材的硬度和耐磨性能，为此，本专利技术还提供了由该高耐磨硬化涂层制备的高光柔性高耐磨持久防指纹硬化膜，使其具有高光泽度、高耐磨、高柔性，防指纹等功能，并具备防指纹性能的持久性。
[0008]本专利技术通过下述技术方案实现：一种高耐磨硬化涂层，按重量份数计，包括以下原料组分：官能度为9～15的有机无机杂化聚氨酯丙烯酸酯10～30份、官能度为3～6的有机无机杂化聚氨酯丙烯酸酯5～15份、高分子硫醇1～5份、光引发剂1～5份、增硬耐磨剂1～5份、助剂0.1～1份和稀释剂30～60份，所述有机无机杂化聚氨酯丙烯酸酯是采用聚氨酯丙烯酸酯与金属氧化物交联而制得，其中，聚氨酯丙烯酸酯可以是多异氰酸酯、长链二醇和丙烯酸酯羟基酯经过两步反应而合成的聚，金属氧化物可以是二氧化硅、二氧化锆或三氧化二铝等；所述高分子硫醇包括丙烯酸酯型硫醇、烯丙稀型硫醇或烯烃类硫醇；所述光引发剂包括2
‑
羟基
‑4’‑
(2
‑
羟乙氧基)
‑2‑
甲基苯丙酮，2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮二甲氧基苯基苯乙酮，羟基环己基苯基甲酮，2
‑
甲基
‑1‑
(4
‑
甲硫基苯基)
‑2‑
吗啉基
‑1‑
丙酮中的至少一种；所述增硬耐磨剂包括纳米硅溶胶，纳米钛溶胶，纳米铝溶胶，纳米锆溶胶中的至少一种；所述助剂包括但不限于消泡剂，流平剂或阻聚剂，其中，消泡剂可列举的如：聚醚硅氧烷消泡剂、聚酯硅氧烷消泡剂或丙烯酸酯消泡剂；流平剂可列举的如：有机硅流平剂、丙烯酸酯流平剂或氟素流平剂；阻聚剂可列举的如：对苯二酚、四氯苯醌或l，4
‑
萘醌。
[0009]所述稀释剂包括但不限于酮类、酯类、醚类或醇类溶剂。
[0010]一种高光柔性高耐磨持久防指纹硬化膜，包括基材、上述高耐磨硬化涂层、纳米级界面层和纳米级氟涂层，所述高耐磨硬化涂层、纳米级界面层和纳米级氟涂层依次设于基材上。
[0011]所述基材为光学级高分子聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺的薄膜或片材。
[0012]按重量份数计，所述纳米级界面层的原料组份包括：硅烷偶联剂0.1～1份、有机溶剂99～99.9份、醋酸0～0.5份；所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷, γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷, 氨基乙基氨基丙基三甲氧基硅烷中至少一种。
[0013]所述有机溶剂包括乙醇，异丙醇，正丙醇，正丁醇中至少一种。
[0014]按重量份数计，所述纳米级氟涂层的原料组份包括：含氟表面活性剂树脂0.01～0.2份、含氟溶剂99.8～99.99份。
[0015]所述含氟表面活性剂树脂包括含氟丙烯酸酯或含氟聚酯。
[0016]所述含氟溶剂包括1,1,2,2
‑
四氟
‑1‑
(2,2,2
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨硬化涂层，其特征在于：按重量份数计，包括以下原料组分：官能度为9～15的有机无机杂化聚氨酯丙烯酸酯10～30份、官能度为3～6的有机无机杂化聚氨酯丙烯酸酯5～15份、高分子硫醇1～5份、光引发剂1～5份、增硬耐磨剂1～5份、助剂0.1～1份和稀释剂30～60份，所述有机无机杂化聚氨酯丙烯酸酯是采用聚氨酯丙烯酸酯与金属氧化物交联而制得；所述高分子硫醇包括丙烯酸酯型硫醇、烯丙稀型硫醇或烯烃类硫醇；所述光引发剂包括2
‑
羟基
‑4’‑
(2
‑
羟乙氧基)
‑2‑
甲基苯丙酮，2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮二甲氧基苯基苯乙酮，羟基环己基苯基甲酮，2
‑
甲基
‑1‑
(4
‑
甲硫基苯基)
‑2‑
吗啉基
‑1‑
丙酮中的至少一种；所述增硬耐磨剂包括纳米硅溶胶，纳米钛溶胶，纳米铝溶胶，纳米锆溶胶中的至少一种；所述助剂包括但不限于消泡剂，流平剂或阻聚剂；所述稀释剂包括但不限于酮类、酯类、醚类或醇类溶剂。2.一种高光柔性高耐磨持久防指纹硬化膜，其特征在于：包括基材、权利要求1所述的高耐磨硬化涂层、纳米级界面层和纳米级氟涂层，所述高耐磨硬化涂层、纳米级界面层和纳米级氟涂层依次设于...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔旭龙，刁锐敏，罗灵，朱金东，邓登月，郭辉，
申请(专利权)人：四川龙华光电薄膜股份有限公司，
类型：发明
国别省市：