一种聚氨酯‑丙烯酸酯乳液及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种聚氨酯‑丙烯酸酯乳液及其应用，采用甲乙酮肟对部分异氰酸根进行封端，高温解封后，异氰酸根参与固化交联，形成互穿网络；所用的聚合物多元醇其结构中含有烯键、酯键、羟基等活性基团，烯键的存在，使得制得的聚氨酯‑丙烯酸酯乳液在涂覆功能涂层后，可参与UV固化，使功能涂层和聚酯薄膜间的附着力达到UV老化72h100％不脱落，耐化学腐蚀性、抗紫外线性、耐水性好。本发明专利技术提供的表面含有涂层的聚酯薄膜可用作扩散膜、硬化膜、增亮膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及平板显示
，特别是一种聚酯薄膜底涂用的聚氨酯-丙烯酸酯乳液。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜由于具有优良的机械性能、电气性能和耐化学腐蚀性能，被广泛用于液晶显示器(LCD)、模内装饰(如增亮膜、扩散膜、硬化膜等)等生产领域。但由于聚酯薄膜表面的高度结晶取向，导致它表面性能较差，与各种油墨、粘合剂、涂料等物质之间粘接性差。通常可以通过在热塑性树脂膜表面涂覆含有聚酯类树脂、聚丙烯酸酯类树脂、聚氨酯类树脂等粘合剂的粘接改性层，来改善聚酯薄膜与其他功能涂层间的附着力。中国专利201310410503.1公开了一种丙烯酸酯-聚氨酯乳液，该乳液首先制备了一种丙烯酸酯-聚氨酯溶液，再加入丙烯酸酯类单体合成丙烯酸酯-聚氨酯乳液，并将其涂覆于BOPET薄膜表面，以改善聚酯薄膜的表面性能，以提高聚酯薄膜的表面张力。中国专利201310692661.0公开了一种光学聚酯薄膜用高附着力水性涂布液，该涂布液将水性聚氨酯、水溶性聚酯、氨基树脂共混，通过加入润湿剂、pH调节剂等助剂制成，将该涂布液涂覆于聚酯薄膜表面，得到涂层与薄膜之间的附着力达到4B的预涂膜。上述技术中的乳液结构简单，乳液中不含有交联基团，导致预涂膜耐水性较差，且上述乳液涂覆薄膜表面固化后不含有能参与UV固化的活性基团，底涂层和功能涂层之间难以形成有效的化学键合。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题针对现有技术的不足、提供一种聚氨酯-丙烯酸酯乳液，该乳液涂覆在聚酯薄膜表面，可以提高聚酯薄膜与功能涂层之间的附着力，经UV老化试验72h后，功能涂层100％不脱落。本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供表面涂布有该聚氨酯-丙烯酸酯乳液的聚酯薄膜。本专利技术采用如下技术方案：一种聚氨酯-丙烯酸酯乳液，通过以下步骤制备：在反应器中加入聚合物多元醇10重量份～20重量份、二异氰酸酯15～25重量份、扩链剂1重量份～3重量份，加入催化剂0.2重量份～0.5重量份，在70～85℃反应20～40min，加入1重量份～3重量份封端剂，反应20～40min，再加入含双键烷基羟基酯5重量份～15重量份，再降温至50～60℃反应0.5～1.5h，制得聚氨酯大分子单体；称量硬单体20重量份～50重量份、软单体10重量份～30重量份、功能单体5重量份～10重量份、含氟丙烯酸酯单体5重量份～10重量份、聚氨酯大分子单体5重量份～10重量份、引发剂0.5重量份～1.5重量份混合均匀，制得溶液A；向聚氨酯大分子单体中加入溶剂50重量份～100重量份和1/5～1/2重量的溶液A，升温至70～80℃反应20～40min后，剩余部分的溶液A逐滴加入，反应2～4h后，降温至50～60℃，加入碱液中和至pH值为7～10，加入150重量份～250重量份去离子水，搅拌30～50min后，制得聚氨酯-丙烯酸酯乳液。上述聚氨酯-丙烯酸酯乳液，所述聚合物多元醇为蓖麻油、聚碳酸酯多元醇中的一种或任意组合；所述的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯中的一种或任意组合。上述聚氨酯-丙烯酸酯乳液，所述封端剂为甲乙酮肟、环己酮肟中的一种或任意组合；所述的含双键烷基羟基酯为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或任意组合。上述聚氨酯-丙烯酸酯乳液，所述硬单体为甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯中的一种或任意组合。所述的软单体为丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯中的一种或任意组合。上述聚氨酯-丙烯酸酯乳液，所述含氟丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸三氟乙酯、全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯、N-羟乙基全氟辛酰胺甲基丙烯酸酯中的一种或任意组合。上述聚氨酯-丙烯酸酯乳液，所述碱液为三乙胺、N,N-二甲基乙醇胺中的一种或任意组合。一种聚酯薄膜，至少一个表面含有上述聚氨酯-丙烯酸酯乳液制成的底涂层。一种扩散膜，含有支持体，扩散层和防粘层，所述支持体为上述聚酯薄膜。一种硬化膜，包括支持体和硬化层，所述支持体为上述聚酯薄膜。一种增亮膜，含有支持体和增亮层，所述支持体为上述聚酯薄膜。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1.本专利技术提供的聚氨酯-丙烯酸酯乳液，采用甲乙酮肟对部分异氰酸根进行封端，在薄膜横向拉伸过程中，进行热固化，封闭的异氰酸根被高温解封并参与固化交联，形成互穿网络有利于增强底涂层与聚酯薄膜的附着力。2.本专利技术中所用的聚合物多元醇蓖麻油是一种天然物质，其结构中含有烯键、酯键、羟基等活性基团，烯键的存在，使得制得的聚氨酯-丙烯酸酯乳液在涂覆功能涂层后，可参与UV固化，酯键、羟基等活性基团的存在，可参与固化交联，形成立体网络结构，增加底涂层与功能涂层之间的附着力。3.本专利技术中所用的含氟丙烯酸酯单体，在结构中引入含氟基团，可赋予聚氨酯-丙烯酸酯乳液优异的耐化学腐蚀性、抗紫外线性、耐水性，使得底涂层在紫外线照射后仍能保持较优的性能，特别是能够保持底涂层与功能涂层之间的附着力。4.用本专利技术提供的含有表面涂层的聚酯薄膜制备的扩散膜、硬化膜、增亮膜可实现附着力100％，经过UV老化实验72h后，附着力仍可得到100％不脱落。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的实施方式并不局限于此。实施例11.聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制备在反应器中加入蓖麻油10g、1,4-环己烷二异氰酸酯15g、1,4-丁二醇3g，加入二月桂酸二丁基锡0.3g，在80℃反应30min，加入1g甲乙酮肟，反应30min，再加入丙烯酸羟乙酯10g，再降温至55℃反应0.5h，制得聚氨酯大分子单体；称量甲基丙烯酸乙酯30g、丙烯酸十二烷基酯10g、甲基丙烯酸10g、N-羟乙基全氟辛酰胺甲基丙烯酸酯10g、聚氨酯大分子单体10g、偶氮二异丁腈1.5g混合均匀，制得溶液A；加入乙二醇丁醚100g和溶液A重量的1/2于反应器中，升温至80℃反应40min，通过滴液漏斗滴加剩余部分的溶液A，反应4h后，降温至60℃，加入N,N-二甲基乙醇胺中和至pH值为10，加入250g去离子水，搅拌50min后，制得聚氨酯-丙烯酸酯乳液。2.聚酯薄膜的制备(1)取20g上述聚氨酯-丙烯酸酯乳液、0.15g固化剂、0.6g润湿剂、0.4g二氧化硅分散体的分散体液和100g去离子水，经高剪切乳化剂分散均匀，得到聚酯薄膜涂布用的底涂液；(2)将干燥的聚酯切片熔融挤出冷却成为无取向的铸塑厚片，经纵向拉伸2.7倍，在其表面涂覆预涂底层液后，再进行横向拉伸3倍，经250℃热定型收卷得到厚度为100μm的聚酯薄膜，底涂层的厚度为0.15μm。3.增亮膜的制备在步骤2所述聚酯薄膜涂层面涂覆增亮液，在模压棱镜图案的同时进行能量为400mJ/cm2的紫外光UV照射，固化后收卷制得增亮膜，测其性能(见表1)。实施例21.聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制备在反应器中加入聚碳酸酯多元醇20g、异佛尔酮二异氰酸酯10g、1,4-环己烷二异氰酸酯10g、1,4-丁二醇2g，加入辛酸亚锡0.3g，在85℃反应40min，加入3g环己酮肟，反应40min，再加入甲基丙烯酸羟乙酯15g，再降温至50℃反应1.5h，制得聚氨酯大分子单体；称量甲基丙烯酸正丁酯40g、丙烯酸十二烷基酯10g、丙烯酸正辛酯20g、丙烯酸8g、甲基丙烯酸三氟乙酯4g、全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯4g、聚氨酯大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯‑丙烯酸酯乳液，其特征在于，按以下步骤制备：在反应器中加入聚合物多元醇10重量份～20重量份、二异氰酸酯15重量份～25重量份、扩链剂1重量份～3重量份，加入催化剂0.2重量份～0.5重量份，在70℃～85℃反应20min～40min，加入1重量份～3重量份封端剂，反应20min～40min，再加入含双键烷基羟基酯5重量份～15重量份，再降温至50℃～60℃反应0.5h～1.5h，制得聚氨酯大分子单体；称量硬单体20重量份～50重量份、软单体10重量份～30重量份、功能单体5重量份～10重量份、含氟丙烯酸酯单体5重量份～10重量份、聚氨酯大分子单体5重量份～10重量份、引发剂0.5重量份～1.5重量份混合均匀，制得溶液A；向聚氨酯大分子单体中加入溶剂50重量份～100重量份和1/5～1/2重量的溶液A，升温至70℃～80℃反应20min～40min后，剩余部分的溶液A逐滴加入，反应2h～4h后，降温至50℃～60℃，加入碱液中和至pH值为7～10，加入150重量份～250重量份去离子水，搅拌30min～50min后，制得聚氨酯‑丙烯酸酯乳液。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯-丙烯酸酯乳液，其特征在于，按以下步骤制备：在反应器中加入聚合物多元醇10重量份～20重量份、二异氰酸酯15重量份～25重量份、扩链剂1重量份～3重量份，加入催化剂0.2重量份～0.5重量份，在70℃～85℃反应20min～40min，加入1重量份～3重量份封端剂，反应20min～40min，再加入含双键烷基羟基酯5重量份～15重量份，再降温至50℃～60℃反应0.5h～1.5h，制得聚氨酯大分子单体；称量硬单体20重量份～50重量份、软单体10重量份～30重量份、功能单体5重量份～10重量份、含氟丙烯酸酯单体5重量份～10重量份、聚氨酯大分子单体5重量份～10重量份、引发剂0.5重量份～1.5重量份混合均匀，制得溶液A；向聚氨酯大分子单体中加入溶剂50重量份～100重量份和1/5～1/2重量的溶液A，升温至70℃～80℃反应20min～40min后，剩余部分的溶液A逐滴加入，反应2h～4h后，降温至50℃～60℃，加入碱液中和至pH值为7～10，加入150重量份～250重量份去离子水，搅拌30min～50min后，制得聚氨酯-丙烯酸酯乳液。2.根据权利要求1所述的聚氨酯-丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述的聚合物多元醇为蓖麻油、聚碳酸酯多元醇中的一种或任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：安佳丽，周守发，熊跃斌，王辉，何晶晶，霍新莉，
申请(专利权)人：合肥乐凯科技产业有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34