[发明专利]一种丙烯酸聚氨酯涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种丙烯酸聚氨酯涂层及其制备方法和应用。一种丙烯酸聚氨酯涂层，是由带羟基的丙烯酸树脂、带羟基的聚氨酯增塑剂和多异氰酸酯固化剂混合而成。同时公开了一种丙烯酸聚氨酯涂层的制备方法，以及该丙烯酸聚氨酯涂层在制作连接料或保护涂层中的应用。本发明主要用于制作光学扩散膜的树脂连接料，成膜后的涂层具有很好的透光性和光扩散性，耐擦伤性高，并具有防扩散层中树脂微珠脱落等优点。本发明还可用于制作增亮膜、反射膜等光学薄膜，可根据不同光学膜的用途和基材特性调整三个组份配比，达到不同用途所要求的涂层性能。

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸聚氨酯涂层及其制备方法和应用。

背景技术

手机、数码相机、电视机等的液晶显示屏要用到一种光学扩散膜，其功能是将点光源或线光源的光均匀扩散成均一、高亮度的面光源。常用的光学扩散膜是由基材、扩散粒和连接料组成，常用的基材是PET膜，也可以是其他塑料薄膜；扩散粒一般是聚甲基丙烯酸树脂微珠，也可以是其他聚合物微珠；连接料常用的是羟基丙烯酸树脂和聚异氰酸酯固化剂的混合物。扩散膜制作工艺是将扩散粒、连接料混合在一起，再涂布到基材上，连接料中的树脂和固化剂发生交联反应时，将扩散粒子粘附着在高透光性的塑料薄膜基材上，并在基材表面形成一层保护涂层。由扩散膜的功能可知，保护涂层应具有高的透光度、硬度、耐磨性好，优良的耐溶剂性、耐水性和耐热性，还就要求制作涂层的连接料具有高硬度、低色度，及对基材和扩散粒子良好的附着力，还应具有很好的韧性。另外，扩散膜苛刻的制造工艺条件要求所用连接料的粘度要低，便于涂布；表干速度要快，便于基材收卷；流平性和成膜性要好，便于制作高质量光洁的膜层。

由于光学扩散膜是近些年才发展起来的新技术，现有连接料在扩散膜应用中还存在着一些问题，主要是扩散膜涂层的扩散粒子易脱落、硬度不够高、耐擦伤性较差、表面瑕疵较多等。扩散膜涂层的扩散粒子脱落，会引起扩散膜的污染；耐擦伤性差，会导致在加工过程中对膜的表面造成损伤，造成液晶显示画面上的缺陷，降低品质。为了改进扩散膜的质量，提高优级品率，本领域技术人员对连接料的组成进行了研究。

CN101116013A公开了一种光学扩散膜，所用的连接料是聚异氰酸酯与丙烯酸多元醇的交联物或者聚异氰酸酯与聚酯多元醇的交联物，研究了交联物对膜层的透光性、光扩散性、耐擦伤性，以及加工适应性等方面的影响。CN104231148A公开了一种适用于扩散膜的羟基丙烯酸树脂及其制备方法，这种树脂具有较高的玻璃化转变温度和适当的羟基含量，用拜耳HL-BA固化剂固化后，得到的涂层在表干速度、硬度、附着力和耐溶剂性能方面有较大的提高。CN103044615A公开了一种反射膜用羟基丙烯酸树脂的制备方法，该树脂具有较低的玻璃化转变温度，脆化温度可低至-51℃，主要改善了树脂的低温柔韧性，硬度较低，这种树脂不能满足扩散膜的要求。

现有专利报道的扩散膜连接料都是由两个组份组成，一个是羟基丙烯酸树脂或聚酯多元醇，另一个是异氰酸酯固化剂。当异氰酸酯固化剂组份确定以后，研究对象就是羟基丙烯酸树脂的组成、配方和制备工艺方法。对羟基丙烯酸树脂的共聚物组成进行设计，虽然对扩散膜的硬度、柔韧性和粘接强度有所改进，但要达到扩散膜质量与加工工艺所要求的高硬度、柔韧性、耐磨性、附着力与低粘度、表干快的协调和统一是比较困难的。若仅仅通过提高丙烯酸树脂的Tg、分子量和交联密度来提高硬度、耐磨性，会带来如下问题：①共聚物的玻璃化温度提高，链段变硬，有利于提高表面硬度，但带来膜层变脆，附着力下降；②分子量增大，有利于提高强度，但带来粘度增大，流平性变差，出现波纹、晶点等缺陷；③如果采用分子量减小带来的强度损失，用增加羟基含量、提高交联密度来补偿，却带来施工时胶层表干慢、基材发粘难收卷，同时涂层的弹性下降，耐擦伤性变差。因此，仅通过改变羟基丙烯酸共聚物的组成配方，很难达到连接料所要求的性能与施工的协调性。

目前，国内一些光学膜制造企业采用从日本、韩国进口的羟基丙烯酸树脂与HDI三聚体固化配制成连接料，制成的扩散膜质量也不够高，主要是扩散膜涂层的耐划伤性较差，流平性较差，表面容易出现划伤、波纹、折叠等缺陷，优级品率较低(50％以下)。电子行业的快速发速发展，极需要一种综合性能优良的扩散膜连接料，以提高现有扩散膜的优级品率。