一种高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片，包含以下重量份的组分：改性白石墨烯0.01～15份、PET切片65～99.89份和相容剂0.1～20份。本发明专利技术所述PET切片创造性发挥白石墨烯材料本身具有的一系列优异特性和化学接枝改性技术，实现白石墨烯与PET切片基体间的良好物理、化学结合作用，制备而成的PET基材具有高硬度、高耐磨、防刮的同时，还有效防止高温时的翘曲变形和抑制低聚物析出，保护了光学性能不受影响，提高了产线良率，使得PET基材在镀膜或涂布之前不需要进行硬化处理或只需要单面硬化处理，节约成本，特别适用于光电行业作为镀膜或涂布PET光学膜基材使用，市场前景广阔。

A kind of white graphene composite PET chip with high hardness and wear resistance and its preparation method

The invention discloses a high hardness and high wear resistance white graphene composite PET chip, which comprises the following components: modified white graphene 0.01-15 parts, PET 65-99.89 parts and compatibilizer 0.1-20 parts. The PET chip of the invention creatively exerts a series of excellent characteristics and chemical grafting modification technology of white graphene material itself, realizes good physical and chemical bonding between white graphene and the matrix of PET chip, and the prepared PET substrate has high hardness, high wear resistance and scratch resistance, at the same time, effectively prevents warpage deformation at high temperature and inhibits oligomer precipitation, and protects the PET substrate. Optical properties are not affected, which improves the yield of production line. It makes the PET substrate need not harden or only need one-sided hardening before coating or coating, thus saving cost. It is especially suitable for the photoelectric industry to be used as the substrate of coating or coating PET optical film, and has a broad market prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片及其制备方法
本专利技术涉及一种PET材料，具体涉及一种高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片及其制备方法。
技术介绍
PET材料因具有较好的机械性能、耐热性和高透过率等方面优于许多其它材料，一直是光电行业中触控、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。但由上游PET切片做成BOPET光学级薄膜时，BOBET普遍存在目前表面硬度低、耐磨性差等问题，所以一般采用涂覆耐磨保护涂层来提高其使用寿命。光电膜材行业相关人员为改善PET基材的耐磨、硬度等问题，需对PET基材上、下两面都涂覆一层无机纳米涂层来进行双面硬化处理，这样又影响PET薄膜透过率；而且涂上耐磨涂层后与基材附着力并不是太好，再镀膜或涂布上导电涂层作为后段触控屏制作时，会造成整个导电层脱落、龟裂，造成触控显示器件功能NG，影响良率。而直接对PET切片原材料本身进行复合改性来提高下游PET薄膜基材的强度、光学性能方面的研究少有报导。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服光电行业中由PET切片制备成镀膜或涂布用的光学级PET基材不耐磨、易刮花、烘烤时易翘曲等外观异常而提供一种高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片，包含以下重量份的组分：改性白石墨烯0.01～15份、PET切片65～99.89份和相容剂0.1～20份。本专利技术所述白石墨烯复合PET切片创造性地应用白石墨烯为单层或少层状二维材料，使该PET切片具有很高的机械强度、耐高温性、高硬度、高耐磨性的同时且具有柔韧性、白色或透明等特性。当所述改性白石墨烯的添加量大于15份时，容易发生团聚，且成本较高。所述PET切片使用之前经100～180℃干燥6-24h处理。作为本专利技术所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片的优选实施方式，所述改性白石墨烯的制备方法包括以下步骤：(1)、将白石墨烯在强酸下进行活化处理，得白石墨烯A；(2)、将白石墨烯A置于乙醇水溶液中，加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷，搅拌反应，取出，洗涤，得白石墨烯B；(3)、将白石墨烯B加入含乙烯类单体的DMF溶剂中，加入光引发剂，紫外光照射，取出，洗涤，干燥，得所述改性白石墨烯。步骤(1)中，强酸处理的目的是使白石墨烯的表面产生羟基、羧基等活性基团；活化处理的条件为：将白石墨烯经强酸在60～300℃下回流处理0.5～24h。步骤(2)中，采用γ-巯丙基三甲氧基硅烷对白石墨烯进行表面修饰，洗涤的目的是清除白石墨烯表面残留的γ-巯丙基三甲氧基硅烷；搅拌反应的时间为0.5～12h。步骤(3)中，紫外光照射的时间为0.1～10h；洗涤的目的是洗去白石墨烯表面残留的乙烯类单体，干燥温度为30～150℃。所述改性白石墨烯通过应用新型的巯基—烯点击加成反应将烯类高聚物温和、快速、可控有效的化学接枝在白石墨烯表面，真正实现与PET基体形成良好的相容性，使其在PET基体中达到良好均匀分散的同时还会互相平行穿插于PET基体中形成致密网状结构，这极大增强了PET材料的耐磨、耐刮性、并可有效防止上、下翘等翘曲变形，也极大提高后段作业良率；同时由于白石墨烯片层状结构还具有优异的阻隔性、透明特性，还可抑制PET膜材经高温老化产生的小分子、低聚物析出现象，有效保护光学性能不受影响。作为本专利技术所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片的优选实施方式，所述白石墨烯、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯类单体和光引发剂的重量份为：白石墨烯1份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.5～15份、乙烯类单体10～50份和光引发剂0.5～10份。作为本专利技术所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片的更优选实施方式，所述白石墨烯、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯类单体和光引发剂的重量份为：白石墨烯1份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1～10份、乙烯类单体20～40份和光引发剂0.5～5份。采用上述原料配比，制得的改性白石墨烯的性能更佳。作为本专利技术所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片的优选实施方式，所述改性白石墨烯的添加量为0.5～10重量份；所述白石墨烯为1～10层白石墨烯。所述改性白石墨烯采用上述添加量时，在PET切片中能充分发挥其作用，且容易分散，无团聚现象的发生，能控制在较低的生产成本的同时，保证PET切片的性能。作为本专利技术所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片的优选实施方式，所述PET切片为80～99.6重量份，所述相容剂为0.1～10重量份。采用上述配比时，采用该PET切片制得的材料具有更高的机械强度、耐高温性、硬度和耐磨性。作为本专利技术所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片的优选实施方式，所述乙烯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯腈和乙酸乙烯中的至少一种。作为本专利技术所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片的优选实施方式，如下(a)～(c)中的至少一项：(a)、所述强酸种类为硝酸和/或硫酸；(b)、所述光引发剂种类为250、369、184、907、500和1173光引发剂中的至少一种；(c)、所述洗涤采用的溶剂为甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮和四氢呋喃中的至少一种。作为本专利技术所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片的优选实施方式，所述PET切片的特性粘度为0.6～1dL/g。特性粘度的大小影响加工性能和力学强度，采用上述特性粘度的PET切片能保证良好的加工性能和力学强度。作为本专利技术所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片的优选实施方式，所述相容剂为PP接枝马来酸酐。本专利技术的目的还在于提供一种上述所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片的制备方法，包含以下步骤：(A)、开启高速混合机加热温度至60～120℃，称取PET切片、改性白石墨烯和相容剂，经高速分散机预混合分散5～60min；(B)、开启双螺杆挤出机，各区温度为240～290℃和机头温度为250～300℃，将步骤(A)预混合分散好的物料加入双螺杆挤出机料筒中，经混炼、挤出、水冷、拉条切粒得到白石墨烯复合PET切片。步骤(B)中，主机转速为120～560r/min。本专利技术的目的还在于提供一种触控显示屏涂层，包含上述所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片其制备方法，本专利技术所述PET切片创造性发挥白石墨烯材料本身具有的一系列优异特性和化学接枝改性技术，实现白石墨烯与PET切片基体间的良好物理、化学结合作用，制备而成的PET基材具有高硬度、高耐磨、防刮的同时，还有效防止高温时的翘曲变形和抑制低聚物析出，保护了光学性能不受影响，提高了产线良率，使得PET基材在镀膜或涂布之前不需要进行硬化处理或只需要单面硬化处理，节约成本，特别适用于光电行业作为镀膜或涂布PET光学膜基材使用，市场前景广阔。具体实施方式为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本专利技术所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片的一种实施例，本实施例所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片的配方见表1。本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片，其特征在于，包含以下重量份的组分：改性白石墨烯0.01～15份、PET切片65～99.89份和相容剂0.1～20份。

【技术特征摘要】
1.一种高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片，其特征在于，包含以下重量份的组分：改性白石墨烯0.01～15份、PET切片65～99.89份和相容剂0.1～20份。2.如权利要求1所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片，其特征在于，所述改性白石墨烯的制备方法包括以下步骤：(1)、将白石墨烯在强酸下进行活化处理，得白石墨烯A；(2)、将白石墨烯A置于乙醇水溶液中，加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷，搅拌反应，取出，洗涤，得白石墨烯B；(3)、将白石墨烯B加入含乙烯类单体的DMF溶剂中，加入光引发剂，紫外光照射，取出，洗涤，干燥，得所述改性白石墨烯。3.如权利要求2所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片，其特征在于，所述白石墨烯、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯类单体和光引发剂的重量份为：白石墨烯1份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.5～15份、乙烯类单体10～50份和光引发剂0.5～10份。4.如权利要求1所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片，其特征在于，所述改性白石墨烯的添加量为0.5～10重量份；所述白石墨烯为1～10层白石墨烯。5.如权利要求4所述高硬度高耐磨的白石墨烯复合PET切片，其特征在于，所述PET切片为80～99.6重量份，所述相容剂为0.1～10重量份。6.如权利要求2所述高硬度高耐磨的白石...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛志浩，李晓丰，
申请(专利权)人：广东格瑞纳思薄膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44