一种能连续制备塑料基材减反射结构的模板的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种能连续制备塑料基材减反射结构的模板的制备方法，其特征是步骤为：首先用含有无机粒子的高分子涂覆液在模具上制备具有纳米凹凸结构的减反射涂层，然后用硅胶在具有纳米凹凸结构的减反射涂层上制模，最后待硅胶固化后脱模，即制得能连续制备塑料基材减反射结构的模板；涂覆液由二氧化硅粒子与紫外光固化涂覆液混合制成，二氧化硅粒子由粒径较小的和粒径较大的两种二氧化硅粒子按质量配比为1:9～9:1混合组成。采用本发明专利技术，制得的能连续制备塑料基材减反射结构的模板经卷对卷工艺能在塑料基材表面连续制备减反射纳米凹凸结构，操作简单、效果稳定，所得产品可用于电子产品的显示面板、太阳能光伏组件等领域，实用性强。

Preparation method of template capable of continuously preparing anti reflection structure of plastic base material

The invention discloses a preparation method for continuous preparation of plastic substrate antireflection structure template, which is characterized in that the method comprises the following steps: first with a polymer coating solution containing inorganic particles were prepared with antireflection coating nano concavo convex structure in the mold, and then use the silica nano convex structure reduction mode reflection coating on a final release, silica gel after curing, is prepared to continuous preparation of plastic substrate antireflection structure template; liquid coated by silica particles and UV curable coating liquid mixture made of silica particles with smaller grain size and larger size of the two kinds of silica particles by mass ratio of 1:9 to 9:1 mixture. The invention can prepare continuous preparation of plastic substrate antireflection structure template to roll in plastic process through substrate surface continuous preparation of antireflective nano concave convex structure, simple operation, stable effect, the product can be used in the display panel, solar photovoltaic components and other fields of electronic products, strong practicability.

【技术实现步骤摘要】
一种能连续制备塑料基材减反射结构的模板的制备方法
本专利技术属于功能性软模板的制备，涉及一种能连续制备塑料基材减反射结构的模板的制备方法。采用本专利技术制得的能连续制备塑料基材减反射结构的模板适用于电子产品的显示面板、太阳能光伏组件等领域。
技术介绍
随着电子产业的迅速发展，显示面板的需求迅速增长，调查显示，中国显示产业十二五期间面板出货量近4500万平方米，在全球出货量的市场占有率从3.9％提升到22％，居于全球第三名。在需求数量增长的同时，市场对显示面板的外观及功能性的需求也不断增加。其中，减反射功能是一种广受关注、极具开发价值的功能；该功能的实现主要通过对材料表面进行物理或化学处理，减少材料表面对光线的反射，进而起到削弱眩光和反射影像、提高显示效果的作用。作为显示面板，减反射功能的赋予可以给使用者提供更加舒适和优质的观感体验。当应用于太阳能面板领域时，减反射功能还可起到增透和提高电池光电转换效率的作用。现有技术中，减反射功能的实现主要有两种途径：一是采用镀膜技术在基材表面形成多层薄膜，通过控制膜厚和膜的折射率，利用干涉原理减少不同波长的光线的反射，起到减反效果；二是在材料表面构建纳米凹凸结构，在反射界面上形成渐进的折射率，起到减反的效果。国内外对减反射功能膜的研究主要集中在玻璃或硅片等无机材质的基体上，常见的制备方法有刻蚀法、溶胶-凝胶法、粒子沉积法、层层自组装法、纳米压印法和真空蒸镀法等。中国专利CN101508191A公开了一种在聚碳酸酯(简称PC)/聚甲基丙烯酸甲酯(也称亚克力，简称PMMA)复合板上的减反射膜及制备方法，该办法采用真空镀膜的办法，在基材上构建了氟化镁和三氧化二铝双层减反射膜。中国专利CN103771728A公开了在可见光与近红外光区域具有增透性质的涂层的制备方法及超疏水涂层，制备了含有六甲基二硅胺修饰的纳米二氧化硅空心球和PMMA的乙酸乙酯悬浊液，然后将玻璃片从悬浊液中提拉出来，空气干燥后用全氟辛基三乙氧基硅烷对玻璃片表面的涂层进行疏水化修饰，获得了在可见光与近红外光区域具有增透性质的超疏水涂层。中国专利CN103576448A公开了一种利用纳米压印制备多孔减反射薄膜的方法，该方法通过电子束曝光技术制备了所需结构的模板，然后用电子束蒸镀设备在模板上蒸镀20nm的金属Ni，再电镀生长一层100-300微米厚的Ni层，最后将Ni层与模板分离，以Ni层为模板压印PMMA或聚对苯二甲酸乙二酯(简称PET)等膜，获得减反射结构。随着材料科学的发展，以PC、PMMA、PC-PMMA复合材料或PET为代表的光学塑料在很多领域显示出了传统玻璃无法取代的优势，特别是在显示面板领域开始占据越来越多的市场。然而，由于现有报道的减反射结构的制备方法在应用于塑料材质的基体上时，存在膜层附着力差、不能大面积生产、工艺复杂、重复性差、成本昂贵或须高温处理不适合塑料基材等诸多问题，实用性较差，尚无法实现大规模产业化。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种能连续制备塑料基材减反射结构的模板的制备方法。采用本专利技术制备的能连续制备塑料基材减反射结构的模板能采用卷对卷工艺在塑料基材表面连续制备减反射纳米凹凸结构，并且该模板的制作方法简单、制作成本低廉、使用时操作简单、效果稳定，克服了传统纳米压印模板价格昂贵、制备难度和技术要求高、面积有限、无法连续生产以及损坏率高的缺点，适合用于减反射面板的大规模工业化生产。本专利技术的内容是：一种能连续制备塑料基材减反射结构的模板的制备方法，其特征是步骤为：首先用含有无机粒子的高分子涂覆液在模具上制备具有纳米凹凸结构的减反射涂层，然后用硅胶在具有纳米凹凸结构的减反射涂层上制模，最后待硅胶固化后脱模，即制得能连续制备塑料基材减反射结构的模板。本
技术实现思路
所述的能连续制备塑料基材减反射结构的模板的制备方法，其特征是具体步骤为：a、配备模具和含有无机粒子的高分子涂覆液：取环状外套(1)和可以设置在环状外套(1)中、与环状外套(1)同心的柱状内衬(2)作为模具；即：模具由环状外套(1)和可以设置在环状外套(1)中、与环状外套(1)同心的柱状内衬(2)构成；具有纳米凹凸结构的减反射涂层(均匀)涂覆于环状外套(1)内壁，环状外套(1)和柱状内衬(2)之间形成有一定间隙，该间隙用于填充硅胶制模，间隙的厚度(即径向宽度)较好的是等于最终所制能连续制备塑料基材减反射结构的模板的厚度；按二氧化硅粒子5～20％、紫外光固化涂覆液80～95％的质量百分比取二氧化硅粒子和紫外光固化涂覆液，混合，配制成含有无机粒子(即二氧化硅粒子)的高分子涂覆液(即紫外光固化涂覆液)，备用；b、制备具有纳米凹凸结构的减反射涂层：将含有无机粒子的高分子涂覆液(均匀)涂覆于所述模具的环状外套(1)内壁，待含有无机粒子的高分子涂覆液流平形成涂层后，用红外线烘干，烘干温度为80～130℃、烘干时间为1～5min，再经紫外光固化(即经紫外光照射，使含有纳米粒子的高分子涂覆液形成的涂层固化)，即在环状外套(1)内壁上制得具有纳米凹凸结构的减反射涂层(3)；所述步骤中，若烘干温度过低，不会有足够数量的二氧化硅粒子随(紫外光固化涂覆液中的)溶剂的挥发扩散至涂层表面，无法获得纳米级凹凸结构，且粒子团聚现象会加重，影响最终减反射制品的透光性；烘干温度提高有利于二氧化硅粒子向涂层表面的扩散，进而有利于获得纳米级凹凸结构，但过高的烘烤温度和长时间的烘烤会导致有机材质的模具变形，因此以烘干温度80～130℃、烘干时间1～5min为宜。为获得质地良好、结构完整且分布均匀的纳米凹凸结构，要求(减反射)涂层与模具之间要有足够的结合力，不能在硅胶制模和脱模的过程中被破坏；因而，本专利技术采用将二氧化硅粒子和光固化树脂结合的方法，一方面利用二氧化硅粒子制造纳米凹凸的表面结构，另一方面利用(紫外光固化涂覆液中的)光固化树脂将这一结构牢固锁定在模具上，使所述具有纳米凹凸结构的减反射涂层与模具[即环状外套(1)内壁]之间能牢固结合，不会在使用硅胶制模和脱模过程中被破坏；c、制模：将柱状内衬(2)置于环状外套(1)中并同心放置，在柱状内衬(2)和环状外套(1)之间的间隙中注入(室温固化模板)硅胶，静置24小时使硅胶固化，得到与具有纳米凹凸结构的减反射涂层贴合的硅胶；所述模具上形成的(减反射)涂层具有纳米凹凸结构，这种纳米凹凸结构在反射界面上能形成渐进的折射率，进而可以起到减反射的效果；硅胶制模的目的即是将该纳米凹凸结构的互补结构(即阴模)转移至硅胶模具上，然后以硅胶为模板再在塑料基材表面连续复制出这种具有减反射功能的纳米凹凸结构；d、脱模：待硅胶固化后，(小心)脱模(即将与具有纳米凹凸结构的减反射涂层贴合的硅胶从模具中脱出)，即制得(环状履带式样的)能连续制备塑料基材减反射结构的模板(4)(或称为履带状硅胶模板)；该模板(4)的尺寸可以根据实际需要通过调整模具中环状外套(1)和柱状内衬(2)的直径和高度调节，特别适合用于卷对卷工艺连续大规模生产具有减反射功能的面板。本专利技术的内容中：步骤a中所述二氧化硅粒子是由粒径较小的和粒径较大的两种二氧化硅粒子按质量配比为1:9～9:1混合组成，其中粒径较小的二氧化硅粒子的粒径为20～50nm，粒径较大的二氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能连续制备塑料基材减反射结构的模板的制备方法，其特征是步骤为：首先用含有无机粒子的高分子涂覆液在模具上制备具有纳米凹凸结构的减反射涂层，然后用硅胶在具有纳米凹凸结构的减反射涂层上制模，最后待硅胶固化后脱模，即制得能连续制备塑料基材减反射结构的模板。

【技术特征摘要】
1.一种能连续制备塑料基材减反射结构的模板的制备方法，其特征是步骤为：首先用含有无机粒子的高分子涂覆液在模具上制备具有纳米凹凸结构的减反射涂层，然后用硅胶在具有纳米凹凸结构的减反射涂层上制模，最后待硅胶固化后脱模，即制得能连续制备塑料基材减反射结构的模板。2.按权利要求1所述能连续制备塑料基材减反射结构的模板的制备方法，其特征是具体步骤为：a、配备模具和含有无机粒子的高分子涂覆液：取环状外套（1）和可以设置在环状外套（1）中、与环状外套（1）同心的柱状内衬（2）作为模具；环状外套（1）和柱状内衬（2）之间形成有一定间隙；按二氧化硅粒子5～20%、紫外光固化涂覆液80～95%的质量百分比取二氧化硅粒子和紫外光固化涂覆液，混合，配制成含有无机粒子的高分子涂覆液，备用；b、制备具有纳米凹凸结构的减反射涂层：将含有无机粒子的高分子涂覆液涂覆于所述模具的环状外套（1）内壁，待含有无机粒子的高分子涂覆液流平形成涂层后，烘干，烘干温度为80～130℃、烘干时间为1～5min，再经紫外光固化，即在环状外套（1）内壁上制得具有纳米凹凸结构的减反射涂层（3）；c、制模：将柱状内衬（2）置于环状外套（1）中并同心放置，在柱状内衬（2）和环状外套（1）之间的间隙中注入硅胶，静置24小时使硅胶固化，得到与具有纳米凹凸结构的减反射涂层贴合的硅胶；d、脱模：待硅胶固化后，脱模，即制得能连续制备塑料基材减反射结构的模板。3.按权利要求2所述能连续制备塑料基材减反射结构的模板的制备方法，其特征是：步骤a中所述二氧化硅粒子是由粒径较小的和粒径较大的两种二氧化硅粒子按质量配比为1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷洪，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51