[发明专利]一种高硬度抗刮花涂料、保护膜的制备方法及高硬度抗刮花保护膜

说明书

技术领域

本发明涉及保护膜技术领域，尤其涉及一种高硬度抗刮花涂料、保护膜的制备方法及高硬度抗刮花保护膜。

背景技术

随着电子产品科技的快速发展，使更多的人拥有了电子产品，保护膜不但能美容电子产品，而且能延长电子产品寿命，因此，更多消费者愿意使用保护膜。

传统的高硬度保护膜的涂层材料为聚酯、丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯等紫外线固化型丙烯酸类硬质涂层物质，由于使用的丙烯酸酯本身交联密度小，为了提高使用层的UV涂料的硬度，往往采取多次涂覆、反复涂覆UV涂料的方法，通常是涂覆两种硬度不同的UV胶，先在基材正面反面各涂覆一层软胶，防止基材在紫外光固化过程中发生翘曲，然后在基材正面涂覆一层软胶一层硬胶后，再将基材反面涂覆一层硬胶，总共涂覆5层的UV胶水，加工费时费力，而且基材容易发生翘曲，基材总厚度太厚导致透光率降低，反复照射UV灯，使基材性能下降，影响使用。此外，采用传统的涂层材料制得的保护膜的硬度低，铅笔硬度在6H以下，硬度低，透光率低、抗刮花性能差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高硬度抗刮花涂料、保护膜的制备方法及其保护膜，高硬度抗刮花涂料和高硬度抗刮花保护膜的制备工艺简单成熟，易于生产，生产成本低，稳定性良好，有利于实现工业化；该高硬度抗刮花涂料固化后的硬度可达6-9H，利用该涂料制得的保护膜的硬度可达8-9H，透光率高、抗刮花性能好。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种高硬度抗刮花涂料的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤一、制备高官能度聚氨酯丙烯酸树脂： 

将缩二脲和季戊四醇三丙烯酸酯以摩尔质量比为1:2-1:5的比例混合，维持反应温度在35～45℃，然后升温至70-100℃，保温2-5h，反应至-NCO的质量分数为0-0.5%，冷却至室温制得九官能度聚氨酯丙烯酸酯；

九官能度聚氨酯丙烯酸酯具有较快的固化速度和较好的机械强度，有9个“C=C”双键，反应活性高(在1kW高压汞灯条件下，4s实干)，同时能有效提高涂膜的交联密度，显著地提高表面硬度，其铅笔硬度达6-9H，显著提高涂层的耐磨性。

步骤二、硅烷偶联剂表面改性纳米二氧化硅：

将纳米二氧化硅经400-500℃活化3-6h，然后加入硅烷偶联剂，直至硅烷偶联剂被纳米二氧化硅充分吸收，得到中间混合物，将中间混合物分散于分散剂中，搅拌，超声波分散30min-8h，加热回流，加热温度100-150℃，加热时间10-40min制得改性混合物；其中，纳米二氧化硅和硅烷偶联剂的质量体积之比为10-100:2000-3000g/ml，中间混合物和分散剂的质量比为2-3:3-4；

其中，分散剂为甲苯溶液、丙酮、丁酮、酒精、乙酸乙酯中的一种或一种以上按任意比例制得的混合物。优选地，所述分散剂为丙酮和丁酮以质量比为2:1的比例混合的混合物。

将纳米二氧化硅与硅烷偶联剂整体掺合，进行混炼。先将纳米二氧化硅10-100g经400-500 ℃活化3-6h，然后吸收2000-3000mL硅烷偶联剂，共同分散于30000-40000mL甲苯溶液中，搅拌，超声分散30min，加热回流。改性后的纳米二氧化硅能均匀分散在高官能度丙烯酸树脂体系，有效提高体系成膜后的物理机械性能、耐老化性能，以及吸收紫外线的性能。

步骤三、高官能度聚氨酯丙烯酸树脂与改性混合物混合：

将步骤二中制得的改性混合物加入到步骤一中制得的九官能度聚氨酯丙烯酸酯中，搅拌，超声波分散30min-5h，得到高硬度抗刮花涂料；其中，改性混合物的质量为涂料总质量的1-5%，九官能度聚氨酯丙烯酸酯的质量为涂料总质量的95-99%。

将制得的高官能度丙烯酸树脂清漆与改性后的纳米二氧化硅混合搅拌，并辅助以超声分散，二者形成稳定的低粘度胶液（即高硬度抗刮花涂料），该低粘度胶液，体系稳定，纳米二氧化硅均匀分散，粘度在20-200cps，易于在薄膜上涂覆。

其中，所述步骤一中，还包括有催化剂对羟基苯甲醚和二月桂酸二丁基锡，对羟基苯甲醚的质量为缩二脲总质量的0.1-0.5%，二月桂酸二丁基锡的质量为缩二脲、对羟基苯甲醚和季戊四醇三丙烯酸酯三种物质总质量的0.1-0.5%。催化剂对羟基苯甲醚和二月桂酸二丁基锡有利于加快反应速率，缩短加工时间，有利于降低生产成本。