一种光学bopet膜用增透防雾涂层材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种光学BOPET膜用增透防雾涂层材料，包括以下原料：反应单体、无机纳米粒子、硅烷偶联剂和引发剂，其中，所述反应单体由丙烯酸、甲基丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯组成。涂布了本发明涂层材料的光学BOPET薄膜，总透光率≥96%，雾度≤1%，与BOPET基膜相比透光率有近7%的提高，雾度也有微小的下降，且涂布干燥时无VOC排放，对环境友好，与此同时，涂层对BOPET基膜的粘附力较高。
【专利说明】
一种光学BOPET膜用増透防雾涂层材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及到高分子涂料材料领域，更具体的说是一种用于光学Β0ΡΕΤ薄膜的增 透防雾涂层材料，以及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 双向拉伸聚酯薄膜即Β0ΡΕΤ薄膜，由于具有优异的绝缘性，机械性能，耐热性以及 一定的透光性，不仅被广泛应用于包装、印刷、窗膜等领域。还被当做光学膜应用于液晶显 示器领域。
[0003] 光学类薄膜不仅要求薄膜有以上性能，还要求薄膜具有非常高的透光性以及较低 的雾度。
[0004] 传统的Β0ΡΕΤ生产过程中需要加入微米级的开口剂，用来防止薄膜在收卷后产生 粘连，但与此同时，微米级的开口剂会对薄膜的光学性能产生不利影响，这严重的阻碍了我 国在光学膜行业的发展。
[0005] 为了消除开口剂对薄膜光学性能的不利影响，提高薄膜透光率，以及其防雾能力。 常用的做法是在薄膜表面涂布一层水性涂层，以减少薄膜表面对光波的反射，提高透过率。 与此同时，涂层亲水性极佳，当水汽遇到涂有该涂层材料的Β0ΡΕΤ时，会在薄膜表面瞬时铺 展，以此达到防雾效果。
[0006] 因此发展具有增透防雾功能的涂层材料对光学膜行业具有非常显著的意义。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的提供了一种用于光学Β0ΡΕΤ薄膜的增透防雾涂层材料。
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案： 一种光学Β0ΡΕΤ膜用增透防雾涂层材料，包括以下原料:反应单体、无机纳米粒子、硅烷 偶联剂和引发剂，其中，所述反应单体由丙烯酸、甲基丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟 甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯组成。
[0009] 优选地，按重量百分含量计，所述反应单体由20~60%丙烯酸、20~60%甲基丙烯酸 5~10%乙二醇二甲基丙烯酸酯、5~10%三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和5~10%季戊四醇四丙烯 酸酯组成。
[0010]优选地，所述无机纳米粒子的用量为反应单体重量的30~80%。
[0011] 优选地，所述无机纳米粒子为Si〇2纳米粒子和/或Ti〇2纳米粒子。无机纳米粒子的 粒径优选为5~100nm。
[0012] 优选地，所述硅烷偶联剂用于对无机纳米粒子进行改性，其用量为无机纳米粒子 重量的0.5~2%。
[0013] 优选地，所述引发剂为过硫酸钾，用量为反应单体重量的0.5~1.5%。
[0014] 上述光学Β0ΡΕΤ膜用增透防雾涂层材料的制备方法，包括： 1)向无机纳米粒子的分散液中加入硅烷偶联剂，于50~70 °C反应20~50min; 2)向步骤1)的体系中加入反应单体和引发剂，于70±2°C反应，待引发剂消耗完全后， 冷却。
[0015] 一种光学Β0ΡΕΤ膜，在Β0ΡΕΤ薄膜表面涂布了如上所述的增透防雾涂层材料。
[0016]用稀释剂将上述制备的增透防雾涂层材料浓度稀释至5~10wt%后进行涂布，稀释 剂优选为水与乙醇的混合液，水与乙醇的体积比为1:3~3:1。
[0017] 优选地，所述增透防雾涂层材料干燥后的涂层厚度为0.3~3μπι。
[0018] 涂布了本发明涂层材料的光学Β0ΡΕΤ薄膜，总透光率彡96%，雾度彡1%，与Β0ΡΕΤ基 膜相比透光率有近7%的提高，雾度也有微小的下降，且涂布干燥时无 V0C排放，对环境友好， 与此同时，涂层材料还能起到开口剂的作用，且对Β0ΡΕΤ基膜具有较高的粘附力。
【具体实施方式】
[0019] 以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用 于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020] 本发明所用的检测方法及仪器如下： WGT-2S型透光率雾度测试仪:测试薄膜雾度及透光率;鼓风机:在85°C，85%RH(相对湿 度)的条件下进行薄膜防雾性能测试，定义在鼓风机启动后，无论在薄膜上任何区域出现雾 滴，即判定防雾失败。
[0021] 本发明实施例中原料选用的厂家、规格及处理方法如下。在不影响本发明效果的 前提下，也可选用其它厂家生产的原料。
[0022] 丙烯酸(CAS:79-10-7):上海晶纯生化科技股份有限公司，纯度>99.0%;甲基丙烯 酸(CAS:79-41-4):上海晶纯生化科技股份有限公司，纯度>99.0%;乙二醇二甲基丙烯酸酯 (CAS: 97-90-5):上海晶纯生化科技股份有限公司，纯度>99.0%;三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 (CAS: 3290-92-4 ):上海晶纯生化科技股份有限公司，纯度>99.0%;季戊四醇四丙烯酸酯 (CAS: 60506-81-2):上海晶纯生化科技股份有限公司，纯度>99.0%; Si02纳米粒子:阿法埃 莎化学有限公司，粒径4nm;硅烷偶联剂KH-570(CAS: 2530-85-0):上海晶纯生化科技股份有 限公司，纯度>99.0%;过硫酸钾，上海晶纯生化科技股份有限公司，纯度>99.0%;乙醇，中 国石油锦州石化公司，纯度>99.9%。
[0023] 实施例一 称取3.00kg Si02纳米粒子并分散在水中形成浓度为5wt%的二氧化硅分散液。将0.05 kg硅烷偶联剂KH-570加入至二氧化硅分散体系，在70°C条件下启动搅拌，反应30min。
[0024] 在搅拌状态下向上述体系滴加由3.70 kg丙烯酸、1.89 kg甲基丙烯酸、0.58 kg乙 二醇二甲基丙烯酸酯、0.58 kg三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和0.58 kg季戊四醇四丙烯酸酯的 混合溶液，与此同时滴加溶解了0.06 kg过硫酸钾的水溶液，控制滴加时间在1.5h。
[0025] 滴加完毕后，继续搅拌，加热，在密封反应装置中保温(70 ± 2 °C )反应8h，冷却出料 得到增透防雾涂布液。
[0026]用醇水体积比为3:1的稀释剂将上述涂布液稀释至浓度为10wt%的溶液。
[0027]采用网纹辊涂布法在B0PET基膜两面涂布上述稀释后的增透防雾涂布液，在90°C 下干燥3min，涂层厚度为1.5μπι，得到具有增透防雾效果的光学B0PET薄膜。
[0028] 实施例二 变更单体配比，加入2.64 kg丙烯酸，3.15 kg甲基丙烯酸，除此之外其他原料及反应条 件与实施例一相同。得到具有增透防雾效果的光学BOPET薄膜。
[0029] 实施例三 变更单体配比，加入1.59 kg丙稀酸，4.41 kg甲基丙稀酸，除此之外其他原料及反应条 件与实施例一相同，得到具有增透防雾效果的光学Β0ΡΕΤ薄膜。
[0030] 对比例一 变更单体种类，不使用丙烯酸，除此之外其他原料及反应条件与实施例一相同，同样得 到涂覆薄膜。
[0031] 对比例二 变更单体种类，不使用甲基丙烯酸，除此之外其他原料及反应条件与实施例一相同，同 样得到涂覆薄膜。
[0032] 对比例三 变更单体种类，不使用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与季戊四醇四丙烯酸酯，除此之外其 他原料及反应条件与实施例一相同，同样得到涂覆薄膜。
[0033] 对以上六例得到的涂覆薄膜进行透光率雾度防雾性测试，以及采用划格法对涂层 进行粘附力测试，得到以下数据： 表1
以上数据充分说明本发明所提供的增透防雾涂层可以对Β0ΡΕΤ基膜产生较好的增透防 雾效果，使得到的光学薄膜具有优秀的光学性能，且得到的涂层对Β0ΡΕΤ基膜具有较好的附 着力。
[0034] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种光学BOPET膜用增透防雾涂层材料，包括以下原料:反应单体、无机纳米粒子、硅 烷偶联剂和引发剂，其中，所述反应单体由丙烯酸、甲基丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三 羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯组成。2. 根据权利要求1所述的增透防雾涂层材料，其特征在于：按重量百分含量计，所述反 应单体由20~60%丙烯酸、20~60%甲基丙烯酸、5~10%乙二醇二甲基丙烯酸酯、5~10%三羟 甲基丙烷三丙烯酸酯和5~10%季戊四醇四丙烯酸酯组成。3. 根据权利要求1所述的增透防雾涂层材料，其特征在于:所述无机纳米粒子的用量为 反应单体重量的30~80%。4. 根据权利要求1所述的增透防雾涂层材料，其特征在于:所述无机纳米粒子为SiO2纳 米粒子和/或Ti〇2纳米粒子。5. 根据权利要求1或4所述的增透防雾涂层材料，其特征在于:所述硅烷偶联剂的用量 为无机纳米粒子重量的0.5~2%。6. 根据权利要求1所述的增透防雾涂层材料，其特征在于:所述引发剂为过硫酸钾。7. 根据权利要求1或6所述的增透防雾涂层材料，其特征在于:所述引发剂的用量为反 应单体重量的0.5~1.5%。8. 权利要求1所述光学BOPET膜用增透防雾涂层材料的制备方法，包括： 1) 向无机纳米粒子的分散液中加入硅烷偶联剂，于50~70 °C反应20~50min; 2) 向步骤1)的体系中加入反应单体和引发剂，于70±2°C反应，待引发剂消耗完全后， 冷却。9. 一种光学BOPET膜，在BOPET薄膜表面涂布了如权利要求1所述的增透防雾涂层材料。10. 根据权利要求9所述的光学BOPET膜，其特征在于，所述增透防雾涂层材料干燥后的 涂层厚度为〇. 3~3μηι。
【文档编号】C08L67/02GK105907212SQ201610463247
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】白杨, 白永平, 孟令辉, 李卫东, 席丹, 殷晓芬
【申请人】哈尔滨工业大学无锡新材料研究院, 无锡海特新材料研究院有限公司