[发明专利]一种新型应用于光学薄膜领域的高折光指数UV固化复合涂层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及应用于光学薄膜加工生产原料所需的高折光指数UV固化复合涂层材料及其制备方法。

背景技术

UV固化涂料是涂料技术与紫外光固化技术相结合的一项新型涂装技术，目前广泛应用于建筑涂料、体育用品、电子通讯、包装材料和汽车等不同领域。近年来随着平板显示技术的飞速发展，UV固化涂层材料作为电子应用领域的光学薄膜原料目前正被广泛采用，其成膜技术原理主要是通过一种单体/低聚物的混合物快速聚合而获得可交联的光学级涂膜。

UV固化涂料与传统自然干燥或热固化涂料相比，具有能量利用率高、适用热敏基材、无污染、成膜速度快、涂膜质量高和适合连续化大生产的特点，被誉为环境友好型涂料。但是，目前常见的应用于平板显示背光模组光学薄膜领域的紫外光固化涂料普遍存在着折光度较低的缺陷，其折光率普遍为1.5，与光学薄膜所采用的基材PET薄膜1.59折光指数不匹配，导致光在背光模组进行扩散过程中的损耗比较大，从而影响平板显示的综合效果和能耗。另外，这些涂层材料普遍存在着耐候性和附着力较差等缺陷，成膜后使用寿命较短。因此，开发出与背光模组中光学薄膜基材折光指数相同的紫外光固化涂料，并加强其耐候性和附着力，必然具有巨大的市场前景。而这方面的相关技术还未见到报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种环保、高折光指数、耐候、附着力强的新型应用于光学薄膜领域的高折光指数UV固化复合涂层材料。

本发明的另一目的在于提供一种上述复合涂层材料的制备方法。

本发明的目的通过下属技术方案实现：

一种新型应用于光学薄膜领域的高折光指数UV固化复合涂层材料，其包含以下质量百分比的各种组分：

所述的低聚物包含改性丙烯酸酯、氧基甘油三丙烯酸酯或阴离子型聚氨酯丙烯酸酯。

所述的光引发剂包含1-羟基苯酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫)苯基]-2-玛林戴丙烷-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-甲基-1-丙烷-1-酮、安息香乙醚或安息香双甲醚中的一种或多种的混合物。

所述的填充物包含二氧化硅、碳酸钙或者氧化铝中一种或多种的混合物。

所述的稀释剂包含异丙醇、正丁醇、醋酸乙酯或乙二醇双缩水甘油醚中的一种或者多种的混合物。

所述的含氟无机改性材料主要为稀土氟化物材料，包含如氟化镧、氟化钕、氟化钆，氟化铝或冰晶石中的一种或者多种的混合物。

所述的复合涂层材料的制备方法，包含预乳化、分散、搅拌、粘度调整等操作步骤。

所述的预乳化是指将一定量的聚四氟乙烯加入到1.0～2.0％的含稀土系氟材料的乳化剂中进行预乳化，分散是指将90％的低聚物以及填充物等进行混合预分散，搅拌是指将各组分装入搅拌釜内按照操作规范进行匀速搅拌，同时加入剩余的10％低聚物、光引发剂、含氟无机改性材料、80％稀释剂等加热混合处理，粘度调整是指以剩余的20％稀释剂按照工业需求调整复合涂层材料的粘度。

本发明组分中添加了稀土掺杂氟化物材料以及无机纳米材料的改性齐聚物，是复合涂层材料中的最重要成分，对于成膜后的光学薄膜的各项性能指标起着关键作用，并具有如下优点：

1、折光指数高；所使用的稀土掺杂氟化物材料拥有极高的能量间隙，可达到12.2eV，对材料的折光率提高具有显著作用。

2、UV涂覆效率高；所述的复合涂层材料通过与工艺参数控制相配合，具有固化速度快，生产效率高特点。光固化是典型的由UV辐射产生活性中心(离子或自由基)，由此引发链反应，从而完成多官能单体向大分子的交联过程。所述的复合涂层材料在优化的工艺条件下，完成由液相向固态的相转变仅需十几分之几秒，从而使光固化技术成为由分子转变为聚合物材料技术中效率较高的一项技术。

3、成膜后的综合性能提高；通过无机纳米材料对有机相进行掺杂改性，可获得良好的涂层强度、韧性、抗蚀、耐磨、热障、抗热疲劳等特征参数。

a.力学性能增强；本发明添加的无机纳米材料的的比表面积大，易与聚合物主体结构产生一定的相互作用，形成紧密的网络结构，对形成的薄膜的力学性能起到了增强作用。

b.附着力增强；紫外固化体系中，高分子材料以极快的速度固化成膜，此过程中会产生较大的体积收缩，涂层内部会产生一定的内应力，这是影响附着力的重要因素，本发明添加的改性纳米材料，可减轻有效涂层固化时的体积收缩，改善了涂层与基体间的附着力。