一种白石墨烯复合树脂硬化液及PET硬化层的制备方法技术

本发明专利技术涉及柔性电子膜材料技术领域，具体涉及一种白石墨烯复合树脂硬化液及PET硬化层的制备方法。硬化液包括重量份数为：30～90份聚合物树脂；10～60份稀释剂；0.01～10份光引发剂；0.1～15份改性白石墨烯；所述改性白石墨烯为2～10层白石墨烯先经表面亲油性处理后，再经原位聚合改性得到由聚合物包覆修饰的白石墨烯。将硬化液涂布于PET基材的表面，经热固化成膜后，再经紫外光固化，得到白石墨烯复合的PET硬化层。本申请解决了现有PET树脂硬化层不耐磨、易刮花、翘曲大、存在低聚物或小分子析出现象；还可解决二氧化硅树脂PET硬化层透过率、雾度差、后段制程容易出现龟裂而导致导电功能失效的弊端。

【技术实现步骤摘要】
一种白石墨烯复合树脂硬化液及PET硬化层的制备方法
本专利技术涉及柔性电子膜材料
，具体涉及一种白石墨烯复合树脂硬化液及PET硬化层的制备方法。
技术介绍
随着电子产品柔性化、轻薄化需求的日益旺盛，具有柔性、透明、高强度的塑料基材已经成为触控、显示屏镀膜基底的首选材料。相对玻璃而言，高表面硬度、高韧性、高透光率的PET材质已然是镀膜、涂布厂家的专用主打光学膜或防爆膜使用。但目前市场上销售的PET也存在许多待解的问题。一方面是PET光学膜耐高温时容易翘曲，影响使用、量产良率低且雾度高(相比之下玻璃透光率要高些)，另一方面，是PET光学膜硬度低，普遍在2～3H之间徘徊，在镀膜或液相涂布时很容易导致PET膜两面造成刮花，给后段工序造成很大影响；硬度低不耐磨的缺陷也不适合日益盛行的柔性盖板或作为屏幕防爆膜使用。为达到镀膜或涂布级光学PET膜的需求，国内外知名厂商通过在PET膜的表面涂布单面或双面纯树脂硬化层(H～C层)，涂布的聚合物树脂经热或光固化后形成的纯树脂层来提高PET的硬度和耐磨性。但下游镀膜或涂布企业使用硬化PET经高温烘烤老化后，树脂会析出较多小分子或低聚物，导致局部发白，雾度和透过率大受影响，并且翘曲现象也经常发生，流到后段工序带来外观不良，良率降低；也有膜厂商采用二氧化硅纳米无机粒子分散在树脂中制备的硬化涂层来改善PET的耐磨耐刮特性和翘曲现象，但颗粒状二氧化硅树脂涂层会造成PET膜的透光率的下降，也不能减缓高温时低聚物析出影响雾度的现象，并且在后段制程时还容易出现龟裂，导致导电功能失效，进一步拉低了产线良率。
技术实现思路
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种白石墨烯复合树脂硬化液及PET硬化层的制备方法。本申请旨在解决目前市面上的PET树脂硬化层不耐磨、易刮花、翘曲大、存在低聚物或小分子析出现象；还可解决一些二氧化硅树脂PET硬化层透过率、雾度差、后段制程容易出现龟裂而导致导电功能失效的弊端。为实现上述目的，本专利技术采取以下的技术方案：本专利技术的白石墨烯复合树脂硬化液，包括：聚合物树脂、稀释剂、光引发剂和改性白石墨烯；所述聚合物树脂重量份数为30～90份；所述稀释剂重量份数为10～60份；所述光引发剂的重量份数为0.01～10份；所述改性白石墨烯重量份数为0.1～15份；所述改性白石墨烯为2～10层白石墨烯先经表面亲油性处理后，再经原位聚合改性得到由聚合物包覆修饰的白石墨烯。进一步的，所述聚合物树脂重量份数为50～80份；所述稀释剂重量份数为20～40份；所述光引发剂的重量份数为0.1～5份；所述改性白石墨烯重量份数为0.5～10份。进一步的，所述聚合物树脂为丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯、有机硅改性丙烯酸树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种；所述稀释剂为甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、异丙醇、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醚中的至少一种；光引发剂为安息香醚、二苯甲酮、异丙基硫杂葱酮、2,2～二乙氧基苯基乙酮中的任意一种。由于白石墨烯独特的结构及表面能，对于大多数油性单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，聚合反应难以在白石墨烯表面顺利进行，因此采用高分子量的聚合物包覆无机粒子，高分子量的有机聚合物在基底中具有良好的稳定性，一方面防止白石墨烯团聚、使其稳定性及在基底中的分散性更好。另一方面可以避免低分子量的偶联剂及表面活性剂的迁移引起的耐老化及力学性能变差及起泡问题，解决了现有技术中白石墨烯作为复合材料的填充剂的分散性、界面相容性、结构稳定性和热稳定性的问题。具体地，本专利技术的改性白石墨烯的制备方法，包括以下步骤：S1、对白石墨烯改性将1～20份重量的白石墨烯分散在100份重量的分散溶液中，分散后加入0.1～0.8份重量的稳定剂进行改性处理；S2、单体在白石墨烯表面聚合将经S1改性后的白石墨烯分散液升温至60℃～100℃，加入1～5份重量的引发剂，搅拌使溶液均匀，然后逐滴滴加0.1～2份重量的聚合物单体，0.5～1h滴完；滴加完毕后，继续保温30min～2h反应后，调节pH值至7～8，以控制聚合反应终止，然后迅速冷却至20～30℃。S3、后处理将S2获得的冷却产物，经洗涤、过滤、干燥及研磨得高聚物包覆的白石墨烯。进一步的，S1中对白石墨烯改性为：将10～15份重量的白石墨烯分散在100份重量的分散溶液中，分散后加入0.1～0.4份重量的稳定剂进行改性处理。进一步的，S1所述改性处理方式为研磨或浸泡。进一步的，S1中所述分散溶液包括：水、乙醇或乙二醇等中的一种或几种混合；所述稳定剂包括：聚乙烯吡咯烷酮、烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、油胺或油酸等中一种或多种。作为优选的，S1中所述分散溶液为乙醇；所述稳定剂为油胺或油酸。进一步的，S2中所述单体在白石墨烯表面聚合为：将10～20份重量的改性后的白石墨烯分散液升温至80℃～90℃，加入3～5份重量的引发剂，搅拌10～30min使溶液均匀，逐滴滴加0.5～1份重量的聚合物单体，0.5～1h滴完；滴加完毕后，继续保温1～2h反应完后，调节pH值至7～8，然后迅速冷却至20～30℃。进一步的，S2中所述聚合单体为：苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯等单体中的一种或多种。进一步的，所述聚合单体预先进行减压蒸馏，再滴加到体系中，在二维材料表面聚合。进一步的，S2中所述引发剂为过硫酸铵或偶氮二异丁腈。进一步的，S3中所述洗涤、干燥过程，具体为采用酒精洗涤，在60～80℃下进行干燥。本专利技术方法为对白石墨烯进行简单的改性后，让单体在其表面聚合形成包覆层。本专利技术改性白石墨烯制备方法简单，条件温和，选用适量的引发剂，制备的高聚物包覆的白石墨烯包覆层厚度可控，包覆层厚度均匀，缓慢滴加单体，使包覆过程有序进行，优化反应完毕后的酸碱度及温度条件，有效终止反应，获得最佳包覆效果。高聚物的包覆层可避免白石墨烯间直接接触，防止其团聚、可增强白石墨烯与复合材料基底的界面性能、另外可以完全避免低分子量表面活性迁移至材料表面引起的物理力学性能加工性能变差、表面起泡等问题。本专利技术PET硬化层的制备方法，包括：SⅠ、白石墨烯复合树脂硬化液的配制：按重量份数分别称取聚合物树脂、稀释剂、光引发剂，经搅拌预混合，再加入改性白石墨烯高速搅拌，搅拌后的产物再经研磨分散得到白石墨烯复合树脂硬化液；SⅡ、白石墨烯复合PET硬化层制备：将步骤SⅠ中的白石墨烯复合树脂硬化液涂布于PET基材的表面，经热固化成膜后，再经紫外光固化，得到白石墨烯复合的PET硬化层。作为优选的，所述搅拌为高速搅拌机搅拌。所述研磨为采用三辊研磨机进行研磨。作为优选的，所述涂布为精密涂布。本专利技术的有益效果为：本专利技术的白石墨烯复合树脂硬化液及PET硬化层的制备方法，创造性的应用白石墨烯为单层或少层状二维材料，该材料具有很高的机械强度、高硬度、高耐磨性、且白色或透明等特性；通过对白石墨烯表面进行聚合物包覆修饰，实现白石墨烯与树脂聚合物间良好的相容性；进一步通过高速搅拌和研磨分散工艺将改性白石墨烯均匀分散性的铺展于树脂中，充分利用、发挥白石墨烯本身一系列特性和与树脂、PET基底的良好相容性，再经精密涂布、固化后形成的白石墨烯复合树脂硬化层极大增加了PET膜的耐磨、耐刮性、可有效防止上翘、下翘等变形，老化后PET膜平整性较好；同时由于白石墨烯片层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种白石墨烯复合树脂硬化液，其特征在于，包括：聚合物树脂、稀释剂、光引发剂和改性白石墨烯；所述聚合物树脂重量份数为30～90份；所述稀释剂重量份数为10～60份；所述光引发剂的重量份数为0.01～10份；所述改性白石墨烯重量份数为0.1～15份；所述改性白石墨烯为2～10层白石墨烯先经表面亲油性处理后，再经原位聚合改性得到由聚合物包覆修饰的白石墨烯。

【技术特征摘要】
1.一种白石墨烯复合树脂硬化液，其特征在于，包括：聚合物树脂、稀释剂、光引发剂和改性白石墨烯；所述聚合物树脂重量份数为30～90份；所述稀释剂重量份数为10～60份；所述光引发剂的重量份数为0.01～10份；所述改性白石墨烯重量份数为0.1～15份；所述改性白石墨烯为2～10层白石墨烯先经表面亲油性处理后，再经原位聚合改性得到由聚合物包覆修饰的白石墨烯。2.根据权利要求1所述的白石墨烯复合树脂硬化液，其特征在于，所述聚合物树脂重量份数为50～80份；所述稀释剂重量份数为20～40份；所述光引发剂的重量份数为0.1～5份；所述改性白石墨烯重量份数为0.5～10份。3.根据权利要求1所述的白石墨烯复合树脂硬化液，其特征在于，所述聚合物树脂为丙烯酸树脂、丙烯酸羟乙酯、有机硅改性丙烯酸树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种；所述稀释剂为甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、异丙醇、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醚中的至少一种；光引发剂为安息香醚、二苯甲酮、异丙基硫杂葱酮、2,2～二乙氧基苯基乙酮中的任意一种。4.根据权利要求1～3任意一项所述的白石墨烯复合树脂硬化液，其特征在于，所述改性白石墨烯的制备方法，包括以下步骤：S1、对白石墨烯改性将1～20份重量的白石墨烯分散在100份重量的分散溶液中，分散后加入0.1～0.8份重量的稳定剂进行改性处理；S2、单体在白石墨烯表面聚合将经S1改性后的白石墨烯分散液升温至60℃～100℃，加入1～5份重量的引发剂，搅拌使溶液均匀，然后逐滴滴加0.1～2份重量的聚合物单体，0.5～1h滴完；滴加完毕后，继续保温30min～2h反应后，调节pH值至7～8，然后迅速冷却至20～30℃；S3、后处理将S2获得的冷却产物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：段曦东，李晓丰，赵涛楠，
申请(专利权)人：广东纳路纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44