一种高折射率UV树脂及其制备方法与纳米压印的应用技术

本发明专利技术公开了一种高折射率UV树脂，包括以下重量份的组分：90～95份含硫环氧树脂、14～75份丙烯酸酯单体、0.05～2.5份酯化催化剂、0.3～5份阻聚剂；其中，所述丙烯酸酯单体包括2‑(2‑异氰酸丙氧基)乙基丙烯酸酯、2‑(2‑异氰酸乙氧基)乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异氰基乙酯中的一种或多种，所述酯化催化剂包括二月桂酸二丁基锡、三乙铵和四正丁基溴化铵中一种或多种。所述高折射率UV树脂因其粘度低、低氧阻聚和较高的折射率，可广泛用于纳米压印制备增亮、减反射等光学薄膜涂层中。

A high refractive index UV resin and its preparation method and nano imprinting application

【技术实现步骤摘要】
一种高折射率UV树脂及其制备方法与纳米压印的应用
本专利技术涉及柔性薄膜材料领域，尤其涉及一种高折射率UV树脂及其制备方法与纳米压印的应用。
技术介绍
随着电子信息、互联网和智能终端高速发达、电子设备人们越来越倾向于薄化，体积小，轻便，柔性材料表现出巨大的市场前景，具有微结构的柔性薄膜材料的需求也越来越多，对微结构成型的期望值和理想化要求也越来越高，微结构通常通过传统的光刻技术、化学刻蚀方法，其制备过程复杂、污染、价格昂贵；薄膜的折射率就是其中关键因素，折射率越高，材料可以做得越薄，具有较高折射率的功能材料更适用于先进光学器件制造。目前提高聚合物折射率的方法主要有在树脂中引入具有高摩尔折射和低摩尔体积的取代基，包括机金属氧化物和苯环。将无机金属氧化物通过化学键引入到有机相中，尽管可以提高折射率，但其价格昂贵且加工稳定性以及固化过程中析出问题限制了其应用。而苯环的摩尔折射率很高，但是单纯靠多苯环的引入提高预聚物的折射率类不但分子量会很高，且颜色会较深，容易发黄，还存在硬脆且柔韧性不够的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种高折射率UV树脂及其制备方法与纳米压印的应用，以解决上述问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种高折射率UV树脂，包括以下重量份的组分：其中，所述丙烯酸酯单体包括2-(2-异氰酸丙氧基)乙基丙烯酸酯、2-(2-异氰酸乙氧基)乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异氰基乙酯中的一种或多种，且所述丙烯酸酯单体中的异氰酸酯键与所述含硫环氧树脂中的环氧基的摩尔比值为1：0.2～1：1.5；所述酯化催化剂包括二月桂酸二丁基锡、三乙铵和四正丁基溴化铵中一种或多种；所述阻聚剂包括4-甲氧基酚、对苯二酚、2，5-二叔丁基对苯二酚和2-叔丁基对苯二酚中的一种或多种。所述的高折射率UV树脂中，所述含硫环氧树脂包括以下重量份的组分：所述环氧氯丙烷与4，4'-硫代双苯硫酚中的巯基的摩尔比为25：1～40:1；所述NaOH的氢氧根与4，4'-硫代双苯硫酚中的巯基的摩尔比为1：1。所述的高折射率UV树脂中，所述开环催化剂包括四正丁基溴化铵、四丁基氟化铵和三乙基苄基氯化胺中的一种或多种。所述的高折射率UV树脂中，所述含硫环氧树脂包括以下步骤制备而成：开环反应：按照配比将4，4'-硫代双苯硫酚与环氧氯丙烷混合，并加入开环催化剂,在氮气保护下油浴加热4h；第一次旋蒸：在60℃的温度下旋蒸去除未反应的环氧氯丙烷，得带羟基的中间体；闭环反应：按照配比将NaOH与带羟基的中间体混合，并在60℃中进行闭环反应，得到粗产物；减压蒸馏：将粗产物过滤，并用甲基异丁基酮清洗，由甲基异丁基酮清洗所得的滤液在60℃的温度下减压蒸馏，得到减压蒸馏液；洗涤：将减压蒸馏液置于50℃的环境下，用磷酸二氢钾和大量去离子水将溶液洗涤至中性，使用5wt％的硝酸银水溶液去除氯离子；萃取分离：使用乙酸乙酯萃取，并在乙酸乙酯中加入无水碳酸钙，静置14～16h，得到橘黄色油状物；脱色：将橘黄色油状物过滤后，加入活性炭在60℃的温度下搅拌10-30min，并静置2～3h，过滤除去活性炭，得到脱色油状物；第二次旋蒸：将脱色油状物在60℃的温度下抽旋蒸，得到4，4'-硫代双苯硫酚环氧树脂；重结晶提纯：在60℃的温度下使用无水乙醇溶解4，4'-硫代双苯硫酚环氧树脂，并在4℃的温度下静置14～16h；过滤后，在80℃的温度下烘干10h，得到含硫环氧树脂。所述的高折射率UV树脂中，所述开环反应中开环反应温度为60～90℃，开环反应时间为2～6h。所述的高折射率UV树脂中，所述闭环反应中闭环反应时间为2～6h。所述的高折射率UV树脂中，包括以下步骤制成：加热环氧树脂：按照配比将含硫环氧树脂、催化剂和阻聚剂混合，并在氮气保护下加热到75℃，使含硫环氧树脂、催化剂和阻聚剂熔解，得到熔解物；注射丙烯酸酯单体：按照配比向熔解物中注射丙烯酸酯单体；酯化反应：在避光环境下，将滴加丙烯酸酯单体后的熔解物升温至酯化反应温度，所述酯化反应温度为80～110℃；保温：酯化反应完成后，保持酯化反应温度1h，待冷却后，得到高折射率UV树脂。所述的高折射率UV树脂中，所述丙烯酸酯单体需要在30min内分10次注射。所述的高折射率UV树脂中，所述高折射率UV树脂应用于纳米压印胶水中，用于制备具有光学纳米结构提高亮度的功能膜。所述的高折射率UV树脂中，所述具有光学纳米结构提高亮度的功能膜的制备方法包括以下步骤：制备胶水：向如权利要求1～8所述的高折射率UV树脂中加入活性稀释剂、光引发剂和助剂，混合均匀消泡，得到高折射率UV树脂胶水；纳米压印：将所述高折射率UV树脂胶水滴加在PET薄膜上，旋涂后，贴合在具有纳米结构的金属镍板上，并经过纳米压印后脱膜，得到所述具有光学纳米结构提高亮度的功能膜。有益效果：(1)本专利技术通过巯基、苯环的引入及噁唑烷酮结构的生成可以极大地提高树脂的折射率，使折射率≧1.66。(2)本专利技术所选用单体丙烯酸可提高折射率、降低毒性，乙氧化、丙氧化的丙烯酸单体及硫醚的引入可提高韧性及固化速度、降低氧阻聚(3)本专利技术通过选用小分子丙烯酸单体合成出的高折射率环氧丙烯酸树脂25℃粘度低(≦5600cps)，与稀释剂搭配后粘度低，且可减少稀释剂的量。(4)本专利技术所选用工艺所制备的高折射率环氧丙烯酸树脂纯度高、色数低、透光率高。(5)本专利技术制备的高折射率环氧丙烯酸树脂因其粘度低、低氧阻聚、可广泛用于纳米压印制备增亮、减反射等光学薄膜涂层中。附图说明附图对本专利技术做进一步说明，但附图中的内容不构成对本专利技术的任何限制。图1是实施例1中的所述具有光学纳米结构提高亮度的功能膜的扫描电镜图。图2是实施例1中的所述具有光学纳米结构提高亮度的功能膜的外观图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本专利技术提供了一种高折射率UV树脂，包括以下重量份的组分：其中，所述丙烯酸酯单体包括2-(2-异氰酸丙氧基)乙基丙烯酸酯、2-(2-异氰酸乙氧基)乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异氰基乙酯中的一种或多种，且所述丙烯酸酯单体中的异氰酸酯键与所述含硫环氧树脂中的环氧基的摩尔比值为1：0.2～1：1.5；所述酯化催化剂包括二月桂酸二丁基锡、三乙铵和四正丁基溴化铵中一种或多种；所述阻聚剂包括4-甲氧基酚、对苯二酚、2，5-二叔丁基对苯二酚和2-叔丁基对苯二酚中的一种或多种。在现有的技术中，无机氧化物、S、P、Be、Se和苯环均可以提高聚合物的折射率，引入上述的基团或原子都可以提高树脂的折射率。而树脂的粘度与丙烯酸酯单体的添加量有关，当丙烯酸的添加量较少时，所述高折射率UV树脂的粘度低，但丙烯酸的添加量过小时，所述高折射率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高折射率UV树脂，其特征在于，包括以下重量份的组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种高折射率UV树脂，其特征在于，包括以下重量份的组分：



其中，所述丙烯酸酯单体包括2-(2-异氰酸丙氧基)乙基丙烯酸酯、2-(2-异氰酸乙氧基)乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异氰基乙酯中的一种或多种，且所述丙烯酸酯单体中的异氰酸酯键与所述含硫环氧树脂中的环氧基的摩尔比值为1：0.2～1：1.5；所述酯化催化剂包括二月桂酸二丁基锡、三乙铵和四正丁基溴化铵中一种或多种；所述阻聚剂包括4-甲氧基酚、对苯二酚、2，5-二叔丁基对苯二酚和2-叔丁基对苯二酚中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的高折射率UV树脂，其特征在于，所述含硫环氧树脂包括以下重量份的组分：



所述环氧氯丙烷与4，4'-硫代双苯硫酚中的巯基的摩尔比为25：1～40:1；所述NaOH的氢氧根与4，4'-硫代双苯硫酚中的巯基的摩尔比为1：1。


3.根据权利要求2所述的高折射率UV树脂，其特征在于，所述开环催化剂包括四正丁基溴化铵、四丁基氟化铵和三乙基苄基氯化胺中的一种或多种。


4.根据权利要求2所述的高折射率UV树脂，其特征在于，所述含硫环氧树脂包括以下步骤制备而成：
开环反应：按照配比将4，4'-硫代双苯硫酚与环氧氯丙烷混合，并加入开环催化剂,在氮气保护下油浴加热4h；
第一次旋蒸：在60℃的温度下旋蒸去除未反应的环氧氯丙烷，得带羟基的中间体；
闭环反应：按照配比将NaOH与带羟基的中间体混合，并在60℃的温度下进行闭环反应，得到粗产物；
减压蒸馏：将粗产物过滤，并用甲基异丁基酮清洗，由甲基异丁基酮清洗所得的滤液在60℃的温度下减压蒸馏，得到减压蒸馏液；
洗涤：将减压蒸馏液置于50℃的环境下，用磷酸二氢钾和大量去离子水将溶液洗涤至中性，使用5wt％的硝酸银水溶液去除氯离子；
萃取分离：使用乙酸乙酯萃取，并在乙酸乙酯中加入无水碳酸钙，静置14～16h，得到橘黄色油状物；
脱色：将橘黄色油状物过滤后，加入活性炭在60℃的温度下搅拌10-30min，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政，
申请(专利权)人：广东莱尔新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44