一种具有宽温域高阻尼性能的增硬涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有宽温域高阻尼性能的增硬涂层及其制备方法，属于光学薄膜保护材料领域。本发明专利技术所述增硬涂层由增硬涂层组合物经热固化和/或光固化制备得到。所述增硬涂层组合物包括增韧基体、硬质聚合物、稀释剂、光引发剂和溶剂。所述增韧基体通过聚醚多元醇、含有碳碳双键的端羟基功能单体、双官能异氰酸酯进行聚合反应制备得到；所述硬质聚合物通过含有碳碳双键的端羟基功能单体、含有刚性基团的双官能异氰酸酯和表面带有羟基的无机纳米粒子进行聚合反应制备得到。本发明专利技术使用表面带有羟基的无机纳米粒子代替传统的硅烷偶联剂，成本低廉，不但保留了有机基体的柔韧性，还提高了体系的硬度，使得制备的增硬涂层具有宽温域高阻尼性能。高阻尼性能。高阻尼性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有宽温域高阻尼性能的增硬涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光学薄膜保护材料的
，尤其涉及一种具有宽温域高阻尼性能的增硬涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酯薄膜是多元醇和多元酸缩聚产物的总称，主要指聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜，PET薄膜因其透明性好、有光泽、机械性能优良成为生产生活中使用最广泛的聚酯薄膜。聚酯的应用可追溯到1946年，当时英国首次发表了制备PET的专利，并于1949年完成中试，但美国杜邦公司购买专利后，1953年建立了生产装置，成为世界上第一个实现工业化生产的国家。初期PET几乎都用于合成纤维，后来扩大应用至树脂、薄膜。近年来，我国聚酯薄膜行业发展迅猛，行业的市场需求潜力巨大。根据中商情报网讯，中国聚酯薄膜产量由2016年的207万吨增长至2019年的255万吨，年均复合增长率达7.2％，预计2022年将继续增长至289万吨。2019年中国聚酯薄膜市场规模为331.5亿元，同比2018年的321.5亿元增长3.11％，预计2022年市场规模将进一步增长至362.1亿元。
[0003]PET的主要制备方法有两种，一是对苯二甲酸二甲酯(DMT)乙二醇酯交换法(简称“DMT法”)，二是对苯二甲酸(PTA)乙二醇直接酯化法(简称“PTA法”)。早期受限于技术水平，难以获得高纯度的PTA，因此工业上一般先酯化PTA，得到DMT，然后和乙二醇通过酯交换和缩聚的方法制备PET。直到20世纪60年代，美国Aramco公司开发了空气氧化对二甲苯的方法精制得到高纯度对苯二甲酸的工艺后，PTA法开始迅速发展，一跃成为制备PET的主要方法。然后，将得到的聚酯原料进行切片，采用一定温度程序和先进的工艺配方将其干燥、熔融、挤出、铸片、拉伸，最后获得透明性好、光泽度高、机械性能优良的PET聚酯薄膜，广泛应用于光电显示、消费电子材料、医疗卫生、包装材料、新能源等行业。PET薄膜根据其拉伸工艺的不同可分为单向拉伸聚酯薄膜(CPET)和双向拉伸聚酯薄膜(BOPET)。
[0004]光学聚酯薄膜是最常用的光学基材，广泛用于液晶面板、触控面板和柔性显示器等，作为预涂底层薄膜，对其透光率、雾度、热收缩率、表观质量等有较高要求。与无机材料相比，PET薄膜虽然具有轻量、光学性能优秀的特点，但是仍存在硬度低、耐磨性差、自清洁性能不足等缺陷。近年来柔性显示屏快速发展，各大厂商如华为、小米、OPPO等都推出了各自具有代表性的折叠设备，但是因薄膜表面硬度不足，导致多次折叠后会出现显示屏表面磨损、折叠处失粘等现象，大大限制了折叠屏的推广。为了保护薄膜，完善薄膜功能，一些厂商在薄膜一侧设计了复合超薄玻璃(UTG)，但又会带来复合后设备厚重等问题。采用表面涂层技术完善薄膜功能是简单可行的方法，通过在薄膜表面涂覆附加功能涂层如表面硬化涂层或一些特殊的功能涂层，能够使PET薄膜获得高硬度、防眩光、抗指纹和高阻尼等性能，从而提升薄膜的应用价值。
[0005]紫外光(UV)固化涂料具有挥发性有机化合物(VOC)含量低、固化效率高和涂膜性能好等优点，将无机纳米粒子添加到UV固化涂料中可制备高透明性、柔韧性和高硬度、抗冲击性兼备的涂膜，还可增强涂膜的抗污性和阻燃性。但是由于纳米粒子的高表面能，一般的
物理共混会导致纳米粒子团聚，从而使薄膜透光率下降。因此，开发一种新的增硬涂层从而改善光学薄膜功能，为光学聚酯薄膜的应用与发展提供新的思路至关重要。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种具有宽温域高阻尼性能的增硬涂层及其制备方法。本专利技术所述增硬涂层具有高透光率、宽温域、高阻尼性能。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术提供了一种具有宽温域高阻尼性能的增硬涂层，由增硬涂层组合物经固化制备得到。
[0009]优选的，所述增硬涂层组合物包括增韧基体、硬质聚合物、稀释剂、光引发剂和溶剂。
[0010]优选的，所述增韧基体通过聚醚多元醇、含有碳碳双键的端羟基功能单体、双官能异氰酸酯进行聚合反应制备得到。
[0011]优选的，所述聚醚多元醇、含有碳碳双键的端羟基功能单体、双官能异氰酸酯的摩尔比为1：(1～2)：2。在本专利技术具体实施例中，所述聚醚多元醇、含有碳碳双键的端羟基功能单体、双官能异氰酸酯的摩尔比为1：2：2。
[0012]优选的，所述硬质聚合物通过含有碳碳双键的端羟基功能单体、含有刚性基团的双官能异氰酸酯和表面带有羟基的无机纳米粒子进行聚合反应制备得到。
[0013]优选的，所述含有碳碳双键的端羟基功能单体、含有刚性基团的双官能异氰酸酯和表面带有羟基的无机纳米粒子的摩尔比为1：(0.5～1)：(0.01～0.02)。
[0014]优选的，所述增硬涂层组合物的各组分含量为：增韧基体10～90重量份，硬质聚合物1～50重量份，稀释剂1～15重量份，光引发剂1～5重量份，溶剂；更优选的，所述增硬涂层组合物的各组分含量为：增韧基体20～80重量份，硬质聚合物1～20重量份，稀释剂1～10重量份，光引发剂1～5重量份，溶剂10～50重量份。
[0015]在本专利技术具体实施例中，所述增硬涂层组合物的各组分含量为：增韧基体(60重量份)、硬质聚合物(8重量份)、稀释剂(8重量份)、光引发剂(2重量份)、溶剂。
[0016]本专利技术所述溶剂的用量以能够溶解各组分即可，对其具体用量可以不作具体限定，在本专利技术的一些具体实施例中，其用量为22重量份或20mL。
[0017]优选的，所述聚醚多元醇通式为：
[0018][0019]其中R为C2～C5的亚烷基，n表示重复单元。
[0020]优选的，n为7～22。
[0021]优选的，所述含有碳碳双键的端羟基功能单体通式为：
[0022][0023]优选的，所述R1选自
‑
H或
‑
CH3。
[0024]优选的，所述R2选自
‑
CH2CH2‑
、
‑
CH2CH(CH3)
‑
、
‑
CH2CH(CH2OC6H5)
‑
、
‑
CH2C(CH2OCOCHCH2)2CH2‑
中的一种或多种。
[0025]所述双官能异氰酸酯通式为：
[0026][0027]所述R3选自取代的或未被取代的苯基、环烷基或链状烷基；
[0028]所述环烷基优选为3～6元的环烷基；
[0029]所述链状烷基优选为C1～C7的链状烷基。
[0030]所述含有刚性基团的双官能异氰酸酯通式为：
[0031][0032]所述R4选自取代的或未被取代的苯基、环烷基；
[0033]所述环烷基优选为3～6元的环烷基。优选的，所述聚醚多元醇选自聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)中的一种或多种。
[0034]优选的，所述含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有宽温域高阻尼性能的增硬涂层，其特征在于，由增硬涂层组合物经固化制备得到；所述增硬涂层组合物包括增韧基体、硬质聚合物、稀释剂、光引发剂和溶剂；所述增韧基体通过聚醚多元醇、含有碳碳双键的端羟基功能单体、双官能异氰酸酯进行聚合反应制备得到；所述硬质聚合物通过含有碳碳双键的端羟基功能单体、含有刚性基团的双官能异氰酸酯和表面带有羟基的无机纳米粒子进行聚合反应制备得到。2.根据权利要求1所述的具有宽温域高阻尼性能的增硬涂层，其特征在于，所述增硬涂层组合物的各组分含量为：增韧基体10～90重量份，硬质聚合物1～50重量份，稀释剂1～15重量份，光引发剂1～5重量份，溶剂。3.根据权利要求1所述的具有宽温域高阻尼性能的增硬涂层，其特征在于，所述聚醚多元醇通式为：其中R为C2～C5的亚烷基，n表示重复单元；所述含有碳碳双键的端羟基功能单体通式为：所述R1选自
‑
H或
‑
CH3；所述R2选自
‑
CH2CH2‑
、
‑
CH2CH(CH3)
‑
、
‑
CH2CH(CH2OC6H5)
‑
、
‑
CH2C(CH2OCOCHCH2)2CH2‑
中的一种或多种；所述双官能异氰酸酯通式为：所述R3选自取代的或未被取代的苯基、环烷基或链状烷基；所述含有刚性基团的双官能异氰酸酯通式为：所述R4选自取代的或未被取代的苯基、环烷基。4.根据权利要求3所述的具有宽温域高阻尼性能的增硬涂层，其特征在于，所述聚醚多元醇选自PEG、PPG、P...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良彬，赵怡蕾，陈鑫，张文文，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：