【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及薄膜材料制备，尤其涉及一种水氧阻隔薄膜及其制备方法。
技术介绍
1、太阳能电池、电子标签和oled等电子产品接触氧气、水蒸气易导致性能劣化，从而影响产品寿命。现有技术通常将具有高水氧阻隔性能的薄膜材料应用于此类电子产品封装，从而降低产品与水氧的接触。pva树脂具有良好的氧气阻隔能力，常用作制备气体阻隔膜。层状材料具有较大的径厚比，分散在树脂中形成的“砖泥”结构能够延长小分子渗透路径，阻碍氧气、水蒸气分子的扩散，能够用于提高薄膜的水氧阻隔能力。
2、然而，pva具有较强的吸湿性，无阻水能力，且在高湿度下氧气阻隔能力降低。现有技术通过添加四硼酸钠、戊二醛等助剂改善pva吸湿性，但仍然无法解决其高湿环境中氧气阻隔能力降低的问题。此外，pva在pet等基材上无法润湿成膜，且涂布均匀性较差，现有技术通过添加润湿流平剂等助剂改善其润湿成膜性能，例如中国专利申请cn102120903a，但功能助剂添加量过大将降低涂布液稳定性，涂层固化时易产生收缩、开裂等现象。又如中国专利申请cn 113929949a通过在基材上预涂底涂层提升pva涂布液在基材上的润湿成膜性能，但其改善效果仍然有限。针对以上问题，亟待研究制备一种具有优异水氧阻隔性能的薄膜。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种水氧阻隔薄膜及其制备方法，该水氧阻隔薄膜具有优异的水氧阻隔能力，封装效果良好。
2、第一方面，本专利技术提供一种水氧阻隔薄膜，所述水氧阻隔薄膜包括依次层叠设置的基材层
3、其中，所述uv涂层由含有改性层状硅酸盐的uv涂布液涂布后固化得到；
4、所述pva涂层由含有改性层状磷酸锆的pva涂布液涂布后固化得到。
5、在其中一些实施例中，按照质量百分比计，所述含有改性层状磷酸锆的pva涂布液包括如下组分：
6、pva树脂 50％-70％；
7、改性层状磷酸锆分散液 10％-20％；
8、去离子水 20％-30％。
9、在其中一些实施例中，所述改性层状磷酸锆分散液采用如下方法制备得到：
10、按照质量比1-3：1-3：50将层状磷酸锆、剥离剂分散于去离子水中，高速搅拌或者超声10min-20min得到改性层状磷酸锆；酸化、离心、洗涤后将沉淀分散在去离子水中得到改性层状磷酸锆分散液。
11、在其中一些实施例中，酸化过程采用盐酸或草酸调节ph至1-3
12、在其中一些实施例中，所述层状磷酸锆为α-磷酸锆。
13、在其中一些实施例中，所述剥离剂包括氨丁三醇、三乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺、四丁基氢氧化铵、丙胺、甲胺、十二烷胺、己胺中的一种或几种。剥离剂能够将层状磷酸锆剥离至单层或少层，使得其径厚比进一步增大。
14、在其中一些实施例中，所述改性层状磷酸锆分散液中改性层状磷酸锆的质量分数为1％-5％。
15、在其中一些实施例中，按照质量百分比计，按照质量百分比计，所述含有改性层状硅酸盐的uv涂布液包括如下组分：
16、
17、在其中一些实施例中，所述改性层状硅酸盐分散液采用如下方法制备得到：
18、按照质量比(0.5-3)：(2-10)：100将层状硅酸盐、烷基季铵盐分散于去离子水，60℃-80℃下搅拌反应3h-6h，离心、洗涤后将沉淀分散在溶剂中改性层状硅酸盐分散液。
19、在其中一些实施例中，所述层状硅酸盐包括天然云母、蒙脱土、高岭土中的一种或几种；
20、所述烷基季铵盐包括十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；
21、所述改性层状硅酸盐分散液中改性层状硅酸盐的质量百分比为1％-5％。
22、在其中一些实施例中，所述丙烯酸酯低聚物为聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物、氨基丙烯酸酯低聚物、聚醚丙烯酸酯低聚物中的一种或几种；
23、所述丙烯酸酯单体为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、双环戊烯基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种；
24、所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、樟脑醌中的一种或几种；
25、所述助剂为聚硅氧烷、聚醚硅氧烷共聚物、苯乙烯马来酸酐共聚物、聚丙烯酸酯中的一种或几种；
26、所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮中的一种或几种。
27、在其中一些实施例中，所述基材层包括pet、pi、bopp、pe基材中的任意一种。
28、第二方面，本专利技术提供一种上述所述的水氧阻隔薄膜的制备方法，包括如下步骤：
29、(1)分别制备含有改性层状硅酸盐的uv涂布液和含有改性层状磷酸锆的pva涂布液；
30、(2)将步骤(1)的含有改性层状硅酸盐的uv涂布液线棒涂布与基材表面，紫外固化得到uv涂层；
31、(3)将步骤(1)的含有改性层状磷酸锆的pva涂布液线棒涂布在固化后的uv涂层表面，热固化后形成pva涂层，得到所述水氧阻隔薄膜。
32、线棒涂布作为一种取向性的涂覆工艺，能够辅助层状材料在树脂基体中平行排列，增加小分子渗透路径，进一步提高涂层的水氧阻隔能力。
33、在其中一些实施例中，步骤(2)中，紫外固化的功率为600w，固化时间为10s-20s，固化后的uv涂层的厚度为4μm-8μm。
34、在其中一些实施例中，步骤(3)中，热固化的温度为50℃-60℃，固化时间为10min-20min，固化后的pva涂层的厚度为1μm-4μm。
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
36、(1)本专利技术提供一种水氧阻隔薄膜，包括基材层、uv涂层、pva涂层，其中基材层面向高湿环境，uv涂层的水汽阻隔能力能够保护pva涂层不受高湿环境的影响，解决其在高湿环境下氧气阻隔能力下降的问题；通过将pva涂层涂布在uv涂层上，可以解决将其直接涂在pet上无法润湿的问题，无需添加其他助剂。本专利技术的水氧阻隔薄膜水蒸汽透过率可达1.8×10-3g/(m2·day)，氧气透过率可达2.3×10-2cm3/(m2·day)，应用效果良好。
37、(2)本专利技术进一步改进了pva涂层的配方组成，在pva涂布液中添加改性层状磷酸锆，层状磷酸锆作为二维材料，具有较大的径厚比，在树脂基体中形成的“砖泥”结构能够增加小分子的渗透路径，提高薄膜的氧气阻隔能力。利用剥离剂对层状磷酸锆进行改性，剥离剂能够将层状磷酸锆剥离至单层或少层，使得其径厚比进一步增大，氧气阻隔效果更好；同时通过对改性后的层状磷酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水氧阻隔薄膜，其特征在于，包括依次层叠设置的基材层、UV涂层、PVA涂层；
2.根据权利要求1所述的水氧阻隔薄膜，其特征在于，按照质量百分比计，所述含有改性层状磷酸锆的PVA涂布液包括如下组分：
3.根据权利要求2所述的水氧阻隔薄膜，其特征在于，所述改性层状磷酸锆分散液采用如下方法制备得到：
4.根据权利要求3所述的水氧阻隔薄膜，其特征在于，所述层状磷酸锆为α-磷酸锆；
5.根据权利要求1所述的水氧阻隔薄膜，其特征在于，按照质量百分比计，所述含有改性层状硅酸盐的UV涂布液包括如下组分：
6.根据权利要求5所述的水氧阻隔薄膜，其特征在于，所述改性层状硅酸盐分散液采用如下方法制备得到：
7.根据权利要求1所述的水氧阻隔薄膜，其特征在于，所述层状硅酸盐包括天然云母、蒙脱土、高岭土中的一种或几种；
8.根据权利要求5所述的水氧阻隔薄膜，其特征在于，所述丙烯酸酯低聚物为聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物、氨基丙烯酸酯低聚物、聚醚丙烯酸酯低聚物中的一种或几种；
9
10.权利要求1-9任一项所述的水氧阻隔薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种水氧阻隔薄膜，其特征在于，包括依次层叠设置的基材层、uv涂层、pva涂层；
2.根据权利要求1所述的水氧阻隔薄膜，其特征在于，按照质量百分比计，所述含有改性层状磷酸锆的pva涂布液包括如下组分：
3.根据权利要求2所述的水氧阻隔薄膜，其特征在于，所述改性层状磷酸锆分散液采用如下方法制备得到：
4.根据权利要求3所述的水氧阻隔薄膜，其特征在于，所述层状磷酸锆为α-磷酸锆；
5.根据权利要求1所述的水氧阻隔薄膜，其特征在于，按照质量百分比计，所述含有改性层状硅酸盐的uv涂布液包括如下组分：
6.根据权利要求5所述的水氧阻隔薄膜，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡一心，向一民，赵祖珍，方春晖，
申请(专利权)人：深圳清华大学研究院，
类型：发明
国别省市：
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