含氟聚合物多层光学膜制造技术

本发明专利技术涉及一种含氟聚合物多层光学膜，所述多层光学膜包括光学叠堆，其中所述光学叠堆包括多个第一光学层，每个第一光学层均包含可熔融加工的共聚物，所述可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚单体，前提条件是所述可熔融加工的共聚物不为氟化乙烯‑丙烯共聚物或全氟烷氧基树脂；和第二聚合物层，其与所述多个第一光学层以重复顺序布置，每个第二光学层均包含选自如下的非氟化聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物；聚丙烯；聚丙烯的共聚物；聚苯乙烯；苯乙烯的共聚物；聚偏二氯乙烯；聚碳酸酯；热塑性聚氨酯；乙烯的共聚物；环烯烃共聚物；以及它们的组合。

【技术实现步骤摘要】
本专利申请是申请日为2009年12月29日、申请号为200980157344.0、专利技术名称为“含氟聚合物多层光学膜及其制备和使用方法”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术广义地涉及多层光学膜及其制备和使用方法。
技术介绍
已制备出具有至少两种聚合物材料的多个交替的层的多层光学膜，这些交替的层的各层厚度大约为几百纳米或更小。当选择的聚合物材料的折射率充分失配时，这些多层光学膜会引起光波长的相长干涉。这导致多层光学膜反射某些波长而透射或吸收其他波长。传统上，多层光学膜由非氟化聚合物材料的交替的层所构造，所述非氟化聚合物材料的交替的层的折射率差值大于0.1。例如，多层光学膜常常由折射率差值为0.25的(聚(2,6-萘二甲酸乙二酯))和(聚(甲基丙烯酸甲酯))层对；折射率差值为0.16的(聚对苯二甲酸乙二酯)和(聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物)层对；以及一个光偏振时的折射率可为0.19的(聚(2,6-萘二甲酸乙二酯))和coPEN(衍生自萘二甲酸、额外的二羧酸和二醇)层对所构造。
技术实现思路
简而言之，在一个实施例中，本专利技术提供了一种包括光学叠堆的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个第一光学层，每个第一光学层均包含可熔融加工的共聚物，所述可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚单体，前提条件是该可熔融加工的共聚物不为氟化乙烯-丙烯共聚物或全氟烷氧基树脂；和多个第二光学层，其与多个第一光学层以重复顺序布置，每个第二光学层均包含选自以下的非氟化聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物；聚丙烯；丙烯的共聚物；聚苯乙烯；苯乙烯的共聚物；聚偏二氯乙烯；聚碳酸酯；热塑性聚氨酯；乙烯的共聚物；环烯烃共聚物；以及它们的组合。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种包括根据本专利技术的多层光学膜的制品。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种涂层，其包括根据本专利技术的多层膜的小碎片，其中每个碎片的最大尺寸至少为多层光学膜厚度的两倍，并且不超过该涂层的最大厚度。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种将根据本专利技术的多层光学膜用于太阳能应用、照明应用和/或门窗产品的方法。在另一个实施例中，本专利技术公开了一种制备多层光学膜的方法，所述方法包括提供第一光学层，其包含可熔融加工的共聚物，该可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚单体，前提条件是该可熔融加工的共聚物不为氟化乙烯-丙烯共聚物或全氟烷氧基树脂；提供第二光学层，其包含选自以下的非氟化聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物；聚丙烯；聚丙烯的共聚物；聚苯乙烯；苯乙烯的共聚物；聚偏二氯乙烯；聚碳酸酯；热塑性聚氨酯；乙烯的共聚物；环烯烃共聚物；以及它们的组合；以及将第一光学层与第二光学层交替，以构造多个层。有利地，与传统多层光学膜相比，这些新型多层光学膜可提供改善的性能。上述
技术实现思路
并非意图描述每个实施例。在以下具体实施方式中还示出了本专利技术的一个或多个实施例的细节。根据以下“具体实施方式”和“权利要求书”，本专利技术的其他特征、目标和优点将显而易见。附图说明图1A是根据本专利技术的一个示例性实施例的多层光学膜100的示意性侧视图；图1B是多层光学膜100中所包括的两组件光学叠堆140的示意性侧视图。图2是实例11的多层光学膜的波长对反射的曲线图。图3是实例12的多层光学膜的波长对反射的曲线图。具体实施方式如本文所用，术语：“一个”、“所述”和“至少一个”可替换使用并且表示一个或多个；“和/或”用于表示所说明的情况之一或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)；“互聚的(interpolymerized)”是指聚合在一起形成大分子化合物的单体；“共聚物”是指包含至少两种不同的互聚单体(即，不具有相同化学结构的单体)的聚合物材料，并且它包括(例如)三元共聚物(三种不同的单体)或四元共聚物(四种不同的单体)；“聚合物”是指包含相同单体或不同单体的互聚单体的聚合物材料，前一情况为均聚物，后一情况为共聚物；“光”是指波长在200nm至2500nm范围内的电磁辐射；“可熔融加工的”是指在正常加工设备如挤出机中一旦熔化、加热和/或施加压力后能流动的聚合物材料；和“光学层”是指厚度为要反射的光的波长的约四分之一的材料层。图1A示出了本专利技术的一个示例性实施例。多层光学膜100包括光学叠堆140和任选的附加层，如(例如)任选的保护性界面层120和122以及任选的表层130和150。参照图1B将更好地理解光学叠堆140。光学叠堆140包括第一光学层160a、160b、……、160n(统称为第一光学层160)和与其紧密接触的第二光学层162a、162b、……、162n(统称为第二光学层162)。本专利技术的第一光学层160包含可熔融加工的共聚物，该可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚单体，前提条件是该可熔融加工的共聚物不为氟化乙烯-丙烯共聚物或全氟烷氧基树脂。氟化乙烯-丙烯共聚物(即FEP)是根据ASTM D 2116-07“FEP-碳氟化合物模铸和挤出材料的标准说明”定义的并且具有折射率＝1.34。全氟烷氧基树脂(即PFA)是根据ASTM D 3307-08“全氟烷氧基(PFA)-氟碳树脂模铸和挤出材料的标准说明”定义的并且具有折射率＝1.35。考虑了包含四氟乙烯以及六氟乙烯和/或乙烯基醚的聚合物材料，其不包括在上面列出的ASTM命名之中。包含四氟乙烯的互聚单体的代表性可熔融加工的共聚物包括：四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(例如，THV)；四氟乙烯、六氟丙烯和乙烯的共聚物(例如，HTE)；四氟乙烯和降冰片烯的共聚物；乙烯和四氟乙烯的共聚物(例如，ETFE)；四氟乙烯、六氟丙烯和乙烯的共聚物(例如，TFEP)；或它们的组合。在一些实施例中，包含上述四氟乙烯的互聚单体的代表性可熔融加工的共聚物包含其他单体，其可为氟化的或非氟化的。例子包括：开环化合物，如在聚合条件下发生开环的3元环或4元环，如(例如)，环氧化物；烯属单体，如(例如)，丙烯、乙烯、偏二氟乙烯、氟乙烯和降冰片烯；和由式CF2＝CF-(OCF2CF(Rf))aOR'f表示的全氟乙烯基醚，其中Rf是具有1至8个，通常1至3个碳原子的全氟烷基，R'f是具有1至8个，通常1至3个碳原子的全氟脂族基团，通常是全氟烷基或全氟烷氧基，并且a是0至3的整数。具有该式的全氟乙烯基醚的例子包括：CF2＝CFOCF3、CF2＝CFOCF2CF2CF2OCF3、CF2＝CFOCF2CF2CF3、CF2＝CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF3和CF2＝CFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2CF3。四氟乙烯与至少两种或甚至至少三种另外不同的单体的可熔融加工的共聚物可能是特别有用的。四氟乙烯和以上所讨论的其他单体的示例性可熔融加工的共聚物包括市售的那些，如：由Dyneon LLC.(Oakdale,MN)以商品名“DYNEON THV 220”、“DYNEON THV 230”、“DYNEON THV 500”、“DYNEON THV 500G”、“DYNEON THV 510D”、“DYNEON THV610”、“DYNEON THV 815”、“DYNEON THVP 2030G”出售的四氟乙烯、六氟丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括光学叠堆的多层光学膜，其中所述光学叠堆包括：a)多个第一光学层，每个第一光学层均包含可熔融加工的共聚物，所述可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚单体，前提条件是所述可熔融加工的共聚物不是根据ASTM D 2116‑07的氟化乙烯‑丙烯共聚物或根据ASTM D 3307‑08的全氟烷氧基树脂；和b)多个第二光学层，其与所述多个第一光学层以重复顺序布置，每个第二光学层均包含选自以下的非氟化聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物；聚丙烯；丙烯的共聚物；聚苯乙烯；苯乙烯的共聚物；聚偏二氯乙烯；聚碳酸酯；热塑性聚氨酯；乙烯的共聚物；环烯烃共聚物；以及它们的组合；其中所述多层光学膜反射大于约700nm的波长的至少一部分；并且其中至少30％的大于约700nm的波长在90度的入射角处被反射。

【技术特征摘要】
2008.12.30 US 61/141,5721.一种包括光学叠堆的多层光学膜，其中所述光学叠堆包括：a)多个第一光学层，每个第一光学层均包含可熔融加工的共聚物，所述可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚单体，前提条件是所述可熔融加工的共聚物不是根据ASTM D 2116-07的氟化乙烯-丙烯共聚物或根据ASTM D 3307-08的全氟烷氧基树脂；和b)多个第二光学层，其与所述多个第一光学层以重复顺序布置，每个第二光学层均包含选自以下的非氟化聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物；聚丙烯；丙烯的共聚物；聚苯乙烯；苯乙烯的共聚物；聚偏二氯乙烯；聚碳酸酯；热塑性聚氨酯；乙烯的共聚物；环烯烃共聚物；以及它们的组合；其中所述多层光学膜反射大于约700nm的波长的至少一部分；并且其中至少30％的大于约700nm的波长在90度的入射角处被反射。2.根据权利要求1所述的多层光学膜，其中所述可熔融加工的共聚物选自：四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物；六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物；四氟乙烯和丙烯的共聚物；四氟乙烯和降冰片烯的共聚物；以及乙烯和四氟乙烯的共聚物。3.根据权利要求1所述的多层光学膜，其中所述光学叠堆包括选自下列的层对：聚(甲基丙烯酸甲酯)与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚(甲基丙烯酸甲酯)与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；聚碳酸酯与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚碳酸酯与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；聚碳酸酯与(乙烯和四氟乙烯的共聚物)层对；聚丙烯的共聚物与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·J·赫布林克，塞巴斯蒂安·F·泽亨特迈尔，路德维希·梅尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US