含氟聚合物多层光学膜及其制备和使用方法
【专利说明】
[0001] 本专利申请是申请日为2009年12月18日，发明名称为"含氟聚合物多层光学膜 及其制备和使用方法"的中国专利申请200980157404. 9的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明广义地涉及多层光学膜及其制备和使用方法。
【背景技术】
[0003] 已制备出具有至少两种聚合物材料的多个交替的层的多层光学膜，这些交替的层 的各层厚度大约为几百纳米或更小。当选择的聚合物材料的折射率充分失配时，这些多层 光学膜会引起光波长的相长干涉。这导致多层光学膜反射某些波长而透射或吸收其他波 长。
[0004] 传统上，多层光学膜由非氟化聚合物材料的交替的层所构造，所述非氟化聚合物 材料的交替的层的折射率差值大于〇. 1。例如，多层光学膜常常由折射率差值为〇. 25的（聚 (2, 6-萘二甲酸乙二酯））和（聚（甲基丙烯酸甲酯））层对；折射率差值为0.16的（聚对 苯二甲酸乙二酯）和（聚（甲基丙烯酸甲酯）的共聚物）层对；以及一个光偏振时的折射 率可为0. 19的（聚（2,6_萘二甲酸乙二酯））和coPEN (衍生自萘二甲酸、额外的二羧酸和 二醇）层对所构造。
【发明内容】
[0005] 简而言之，在一个实施例中，本发明提供了一种包括光学叠堆的多层膜，其中光学 叠堆包括第一含氟聚合物材料的第一层和第二含氟聚合物材料的第二层，其中第一层的至 少一部分和第二层的至少一部分紧密接触。
[0006] 在另一个实施例中，本发明提供了一种包括多层光学膜的制品。
[0007] 在另一个实施例中，本发明提供了一种将多层光学膜用于太阳能应用、照明应用、 抗反射应用和/或工业应用的方法。
[0008] 在另一个实施例中，本发明提供了一种制备多层光学膜的方法，所述方法包括提 供第一含氟聚合物材料和第二含氟聚合物材料，将第一含氟聚合物材料和第二含氟聚合物 材料共挤出成幅材；以及将第一含氟聚合物材料和第二聚合物材料交替层叠，以形成多层 膜。
[0009] 有利地，与传统多层光学膜相比，这些新型多层光学膜可提供改善的性能。
[0010] 上述
【发明内容】
并非意图描述每个实施例。在以下【具体实施方式】中还示出了本发明 的一个或多个实施例的细节。根据以下"【具体实施方式】"和"权利要求书"，本发明的其他特 征、目标和优点将显而易见。
【附图说明】
[0011]图IA是根据本发明的一个示例性实施例的多层光学膜100的示意性侧视图；
[0012] 图IB是多层光学膜100中所包括的两组件光学叠堆140的示意性侧视图。
【具体实施方式】
[0013] 如本文所用，术语：
[0014] "一个"、"所述"和"至少一个"可替换使用并且表示一个或多个；
[0015] "和/或"用于表示所说明的情况之一或两者均可能发生，例如，A和/或B包括（A 和B)和（A或B);
[0016] "互聚的（interpolymerized) "是指聚合在一起形成大分子化合物的单体；
[0017] "共聚物"是指包含至少两种不同的互聚单体（即，不具有相同化学结构的单体） 的聚合物材料，并且它包括（例如）三元共聚物（三种不同的单体）或四元共聚物（四种 不同的单体）；
[0018] "聚合物"是指包含相同单体或不同单体的互聚单体的聚合物材料，前一情况为均 聚物，后一情况为共聚物；
[0019] "光"是指波长在200nm至2500nm范围内的电磁辐射；
[0020] "可熔融加工的"是指在正常加工设备如挤出机中一旦熔化、加热和/或施加压力 后能流动的聚合物材料；和
[0021] "光学层"是指厚度为要反射的光的波长的约四分之一的材料层。
[0022] 图IA示出了本发明的一个示例性实施例。多层光学膜100包括光学叠堆140和 任选的附加层，如（例如）任选的保护性界面层120和122以及任选的表层130和150。
[0023] 参照图IB将更好地理解光学叠堆140。光学叠堆140包括第一光学层160a、 160b、……、160η (统称为第一光学层160)和与其紧密接触的第二光学层162a、162b、……、 162η (统称为第二光学层162)。
[0024] 第二光学层162与第一光学层160以重复顺序布置。如图IB中所示，可将层 对（例如，其中第一光学层160为A而第二光学层162为Β)布置成交替的层对（例如， ABABAB…）。在其它实施例中，可以将层对与中间层如（例如）第三光学层C 一起布 置（例如，ABCABC…），或者以非交替的方式布置（例如，ABABABCAB..·、ABABACABDAB…、 ΑΒΑΒΒΑΑΒΑΒ…等）。通常，层对设置成交替层对。
[0025] 第一光学层160包含第一含氟聚合物材料，而第二光学层162包含第二含氟聚合 物材料。本发明设想的含氟聚合物材料包括衍生自完全或部分氟化单体的互聚单元的可熔 融加工的含氟聚合物，并且可以是半结晶的或无定形的。含氟聚合物材料可以包含下列单 体中的至少一者：四氟乙烯（TFE)、偏二氟乙烯（VDF)、氟乙烯（VF)、六氟丙烯（HFP)、三氟氯 乙烯（CTFE)、氟代烷基乙烯基醚、氟烷氧基乙烯基醚、氟化苯乙烯、氟化硅氧烷、六氟环氧丙 烷（HFPO)或它们的组合。
[0026] 示例性的含氟聚合物材料包括：TFE均聚物（例如，PTFE)、乙烯和TFE共聚物的共 聚物（例如，ETFE) ;TFE、HFP和VDF的共聚物（例如，THV) ;VDF的均聚物（例如，PVDF); VDF的共聚物（例如，coVDF) ;VF的均聚物（例如，PVF) ;HFP和TFE的共聚物（例如，FEP); TFE和丙烯的共聚物（例如，TFEP) ;TFE和全氟乙烯基醚的共聚物（例如，PFA) ;TFE、全氟乙 烯基醚和全氟甲基乙烯基醚的共聚物（例如，MFA) ;HFP、TFE和乙烯的共聚物（例如，HTE); 三氟氯乙烯的均聚物（例如，PCTFE);乙烯和CTFE的共聚物（例如，ECTFE) ;HFP0的均聚物 (例如，PHFPO) ;4-氟代-(2-三氟甲基）苯乙烯的均聚物；TFE和降冰片烯的共聚物；HFP 和VDF的共聚物；或它们的组合。
[0027] 在一些实施例中，包含上述四氟乙烯的互聚单体的代表性可熔融加工的共聚物包 含其他单体，其可为氟化的或非氟化的。例子包括：开环化合物，如在聚合条件下发生开环 的3元环或4元环，如（例如），环氧化物；烯属单体，如（例如），丙烯、乙烯、偏二氟乙烯、氟 乙烯和降冰片烯；和由式CF2= CF-(OCF 2CF (Rf)) a0R'f表示的全氟乙烯基醚，其中R f是具有 1至8个，通常1至3个碳原子的全氟烷基，R' f是具有1至8个，通常1至3个碳原子的全氟 脂族，通常是全氟烷基或全氟烷氧基，并且a是0至3的整数。具有该式的全氟乙烯基醚的 例子包括：CF2= CFOCF3XF2= CFOCF 2CF2CF20CF3、CF2= CFOCF 2CF2CF3、CF2= CFOCF2CF(Cf3) OCF2CF2CFjP CF 2= CFOCF 2CF (CF3) OCF2CF (CF3) OCF2CF2CF3。含有至少三个或甚至至少四个不 同单体的可熔融加工的含氟聚合物可以是特别有用的。
[0028] 四氟乙烯和以上所讨论的其他单体的示例性可熔融加工的共聚物包括市售的那 些，如：由 Dyneon LLC.(0akdale，MN)以商品名"DYNEON THV 220"、"DYNE0N THV 230"、 "DYNEON THV 500"、"DYNEON THV 500G"、"DYNEON THV 5IOD"、"DYNEON THV 610"、"DYNEON THV 815"、"DYNE0N THVP 2030G"出售的四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物；由 Dyneon LLC 以商品名 "DYNEON HTE 1510" 和 "DYNEON HTE 1705" 出售的和由 Daikin Industries, Ltd.(日本Osaka)以商品名"NE0FL0N EFEP"出售的四氟乙稀、六氟丙稀和乙 烯的共聚物；由Asahi Glass Co. ,Ltd.(日本东京）以商品名"AFLAS"出售的四氟乙烯、 六氟丙稀和乙稀的共聚物；由E.I.du Pont de Nemours and Co. (Wilmington, DE)以商品 名"TEFLON AF"出售的四氟乙烯和降冰片烯的共聚物；由Dyneon LLC.以商品名"DYNE0N ET 6210A" 和 "DYNE0N ET 6235" 出售的、由 E.I.du Pont de Nemours and Co.以商品名 "TEFZEL ETFE"出售的和由Asahi Glass Co. ,Ltd.以商品名"FLU0N ETFE"出售的乙烯和 四氟乙稀的共聚物；由 Solvay Solexis Inc. (West Deptford, NJ)以商品名"HALAR ECTFE" 出售的乙烯和三氟氯乙烯的共聚物；由Dyneon LLC