【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于先进涂料及制备领域，具体涉及一种高透明耐刮擦的多功能抗静电涂层及其制备方法。
技术介绍
1、随着物联网时代的到来，触控屏作为人机交互的主要方式，应用场景日益扩大。在3c(电脑、通讯、消费类电子产品)市场中，电容式触控屏由于其高灵敏度、支持多点触控以及抗干扰性优异等特点，已经成为了主流。然而，在实际使用中，人体和衣物等与电子产品屏幕的频繁接触和摩擦会产生静电，进而导致触控屏在使用过程中可能会出现误触、卡顿以及死机等问题，同时，过量累积的静电荷在快速释放的过程中还可能损伤重要电子元器件，产生花屏甚至永久性的黑点。因此，在触控屏产品的表面设计一层抗静电的高透明涂层材料对触控屏的正常使用显得十分必要。除此之外，为了避免触控屏的表面被异物划伤，该涂层还需要具有较高的硬度。在特定的应用场景下，涂层还需具有防指纹、抗菌、可动态修复划痕、高折光系数和柔性等功能，以解决用户在使用过程中因沾染指纹灰尘、滋生细菌、刻划撞击等原因导致的手感粗糙、触控不灵敏等问题，进而提升用户体验。
2、目前商用的触控屏中大多使用低电阻率的ito(氧化铟锡)作为触控屏的抗静电层材料，但ito层加工所使用的气相沉积或溅射沉积等方法的要求严格、工艺复杂，以及ito自身的脆性，使其在实际应用，尤其在未来可折叠、柔性可穿戴设备中应用极为受限。另外，传统多功能涂层是将单一功能的涂层材料，通过累积的方式实现功能集成，例如在触控屏中ito层与硬化层、抗指纹层和其他功能层共同构成的多层结构，可以同时实现抗静电、耐刮擦、抗指纹及其他必需功能。这种方式不仅工艺复杂
技术实现思路
1、现阶段的涂层工艺难以突破多种功能集成于少量甚至单一涂层的桎梏，主要是缺乏简易高效的方法调控透明材料的电阻率和硬度等功能之间的平衡。因此，如何通过合理的结构设计利用特殊构筑单元实现电阻率与多功能之间的有效结合则成为了高透明抗静电涂层多功能化的关键。
2、针对上述不足，本专利技术提供了一种高透明耐刮擦抗静电涂层，所得涂层透光度＞98％(550nm)；表面铅笔硬度大于9h，钢丝绒摩擦超1000次不出现划痕；表面电阻率约108～109ω/sq，静电释放速率快。
3、本专利技术的技术方案：
4、本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，所述抗静电涂层的原料包括内含氟离子的倍半硅氧烷单体、功能性单体和催化剂；其中，所述功能单体为交联剂或抗结晶剂。
5、进一步，所述内含氟离子的倍半硅氧烷单体以是否含反应性基团的标准分为两类，其结构为下述结构式中的至少一种：
6、
7、其中，或k+中至少一种；等反应性基团中的至少一种；
8、或等非反应性基团中的至少一种。
9、优选的，所述r为乙烯基苯乙烯基苯基或三氟丙基
10、优选的，所述x+为四丁基铵根
11、进一步，所述功能性单体占内含氟离子的倍半硅氧烷单体摩尔量的5～20％。
12、进一步，所述催化剂占内含氟离子的倍半硅氧烷单体摩尔量的0.5～5％。
13、进一步，当内含氟离子的倍半硅氧烷单体的r基为反应性基团时，所述功能性单体选自多官能度交联剂。
14、更进一步，所述多官能度交联剂包括：多官能度烯烃、多官能度硫醇、多官能度环氧化物、多官能度硅烷或多官能度硅氧烷中的至少一种。
15、优选的，所述多官能度烯烃选自：单个分子中乙烯基/丙烯酸酯基/甲基丙烯酸酯基的总数目大于1的交联剂，如新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等；
16、所述多官能度硫醇选自：单个分子巯基数目大于1的交联剂，如三(3-巯基丙酸)三羟甲基丙烷酯、四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯等；
17、所述多官能度环氧化物选自：单个分子环氧基数目大于1的交联剂，如1,2,5,6-二环氧己烷、4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物等；
18、所述多官能度硅烷或硅氧烷包括：线性、环状、无规网络、梯形的硅氧烷，其结构通式为其中r1或等反应性基团，以及等非反应性基团中的一种，可相同可不同，以及外围基团为乙烯基、苯乙烯基、巯丙基、丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基的笼状倍半硅氧烷tn(n＝8，10，12)等。
19、进一步，当内含氟离子的倍半硅氧烷单体的r基为非反应性基团时，所述功能性单体选自抗结晶剂。
20、更进一步，所述抗结晶剂包括：六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、六乙基环三硅氧烷、八乙基环四硅氧烷、三甲基三苯基环三硅氧烷、四甲基四苯基环四硅氧烷、六苯基环三硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷、三乙烯基三甲基环三硅氧烷、四乙烯基四甲基环四硅氧烷等中的至少一种。
21、进一步，所述催化剂包括：
22、与交联剂配合使用的催化剂为：偶氮二异丁腈、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮或吡啶等中的至少一种；
23、与抗结晶剂配合使用的催化剂为：氢氧化四甲铵、四甲基氟化铵、四乙基氟化铵、四丙基氟化铵、四丁基氟化铵等中的至少一种。
24、进一步，当所述内含氟离子的倍半硅氧烷单体的r基为反应性基团时，其与交联剂能够发生的反应包括：巯基-烯烃反应、自由基聚合反应、开环反应和硅氧烷的水解缩合反应。
25、进一步，当所述内含氟离子的倍半硅氧烷单体的r基为非反应性基团时体，其与抗结晶剂可发生硅氧键重排反应。
26、优选的，当所述内含氟离子的倍半硅氧烷单体的r为乙烯基和苯乙烯基时，所述交联剂选自：多官能度烯烃、多官能度环氧化物。
27、优选的，当所述内含氟离子的倍半硅氧烷单体的r为三氟丙基或苯基时，所述抗结晶剂为八甲基环四硅氧烷、四甲基四苯基环四硅氧烷。
28、进一步，所述内含氟离子的倍半硅氧烷单体采用下述制备方法制得：将poss前驱体和无水的离子对供体，以1：0.5～1.2的摩尔比加入溶剂ⅰ中，搅拌16～24小时，浑浊的悬浮液静置后变成半透明，悬浮液浓缩过滤后在真空下去除溶剂，干燥后得到内含氟离子的倍半硅氧烷单体；
29、其中，所述poss前驱体以是否含反应性基团的标准分为两类，其结构为下述结构式中的至少一种：
30、
31、其中
32、等反应性基团中的至少一种，
33、或为：等非反应性基团中的至少一种。
34本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，所述抗静电涂层的原料包括：内含氟离子的倍半硅氧烷单体、功能性单体和催化剂；其中，所述功能单体为交联剂或抗结晶剂。
2.根据权利要求1所述的一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，所述内含氟离子的倍半硅氧烷单体选自下述结构式所示物质中的至少一种：
3.根据权利要求2所述的一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，所述功能性单体占内含氟离子的倍半硅氧烷单体摩尔量的5～20％；或：
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，
8.根据权利要求1～7任一项所述的一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，所述内含氟离子的倍半硅氧烷单体采用下述制备方法制得：将POSS前驱体和离子对供体以1：0.5～1.2的摩尔比加入溶
9.权利要求1～8任一项所述高透明耐刮擦的抗静电涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将各原料混匀制得涂料组合物，然后将涂料组合物均匀覆在基底的表面形成所述抗静电涂层。
10.根据权利要求9所述高透明耐刮擦的抗静电涂层的制备方法，其特征在于，所述将各原料制得涂料组合物的方法为下述方法中的一种：
...【技术特征摘要】
1.一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，所述抗静电涂层的原料包括：内含氟离子的倍半硅氧烷单体、功能性单体和催化剂；其中，所述功能单体为交联剂或抗结晶剂。
2.根据权利要求1所述的一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，所述内含氟离子的倍半硅氧烷单体选自下述结构式所示物质中的至少一种：
3.根据权利要求2所述的一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，所述功能性单体占内含氟离子的倍半硅氧烷单体摩尔量的5～20％；或：
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的一种高透明耐刮擦的抗静电涂层，其特征在于，
7.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩迪，李晨宇，林雄，傅思睿，张琴，傅强，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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