防蓝光膜成膜液及其制备方法及防蓝光膜与流程

文档序号:16854244发布日期:2019-02-12 23:04阅读:593来源:国知局
本申请涉及光学材料领域,尤其涉及一种防蓝光膜成膜液及其制备方法及防蓝光膜。
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:手机因具备通讯、上网、娱乐、购物、理财、在线教育等多种功能,已经成为人们生活中不可或缺的一部分。中国互联网络信息中心发布的第40次《中国互联网络发展状况统计报告》显示,截至2017年12月,我国手机网民达到7.53亿,手机移动网络的发展极大的促进了“万物互联”的形成,但与此同时也产生了一些新的问题,例如,手机屏幕释放的蓝光严重威胁到了眼睛的健康,产生了眼干、眼涩、眼睛酸痛、视力下降、白内障、散光等不同程度的眼疾。防蓝光手机膜可以通过过滤手机屏幕释放的蓝光有效地解决上述问题。现有的防蓝光手机膜的制备方法主要有两类:一类是采用磁控溅射法镀制(例如,申请日为2018年2月6日的中国专利cn108047981a)、涂覆(例如,申请日为2017年10月20日的中国专利cn107815191a)或喷涂(例如,申请日为2016年12月30日的中国专利cn106881943a)的方法,制备由透明基材层、防蓝光层,或再辅以隔热层、耐磨层等形成的防蓝光复合膜,但在这些方法中,每层膜都需要严格控制厚度,工艺复杂;另一类是采用熔融共混、挤出成型的方法,将tpu或pc与防蓝光剂制备成防蓝光膜,这种制备方法工艺简单,生产效率高,但是这种方法里所用防蓝光剂通常为硫化镉、氧化钴和一些有机染料,其本身具有一定的毒性。技术实现要素:鉴于
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中存在的问题,本申请的目的在于提供一种防蓝光膜成膜液及其制备方法及防蓝光膜,由所述防蓝光膜成膜液制备得到的防蓝光膜具有透光率高、蓝光阻隔率高的优点,同时所述防蓝光膜还具有力学性能好、热稳定性好的优点。为了达到上述目的,在本申请的第一方面,本申请提供了一种防蓝光膜成膜液,其按质量分数计,组成为:双端乙烯基硅油,100份;含氢硅油,25份~50份;乙烯基mq硅树脂,20份~40份;稀土氧化物,5份~25份;硅烷偶联剂,1份~5份;所述防蓝光膜成膜液还包括铂金水以及抑制剂,所述铂金水在所述防蓝光膜成膜液中的含量为200ppm~2000ppm,所述抑制剂在所述防蓝光膜成膜液中的含量为6%~8%。在本申请的第二方面,本申请提供了一种防蓝光膜成膜液的制备方法,用于制备本申请第一方面的防蓝光膜成膜液,其包括步骤:s1,将稀土氧化物和硅烷偶联剂置于球磨机中进行第一次球磨混合,然后加入乙烯基mq硅树脂进行第二次球磨混合,接着将球磨混合后的物料与含氢硅油混合并进行第一次搅拌,之后加入双端乙烯基硅油进行第二次搅拌;s2,将抑制剂和铂金水混合并进行第一次搅拌,然后与步骤s1得到的物料混合并进行第二搅拌,结束后得到防蓝光膜成膜液。在本申请的第三方面,本申请提供了一种防蓝光膜,其由本申请第一方面的防蓝光膜成膜液先经过热压成型,然后再经过冷压形成。相对于现有技术,本申请的有益效果为:本申请的防蓝光膜成膜液中含有稀土氧化物,可以有效地吸收波长为400nm~460nm的蓝光并将其转化为其它可见光,由其经过热压成型及冷压形成的防蓝光膜具有透光率高、蓝光阻隔率高的优点,其透光率大于等于85%,蓝光阻隔率大于等于85%,同时所述防蓝光膜还具力学性能好、热稳定性能好的优点,其拉伸强度为0.36mpa~0.76mpa,断裂伸长率为158.7%~193.4%,初始分解温度为431.1℃~510.8℃。具体实施方式下面详细说明根据本申请的防蓝光膜成膜液及其制备方法及防蓝光膜。首先说明根据本申请第一方面的防蓝光膜成膜液,按质量分数计,其组成为:双端乙烯基硅油,100份;含氢硅油,25份~50份;乙烯基mq硅树脂,20份~40份;稀土氧化物,5份~25份;硅烷偶联剂,1份~5份;所述防蓝光膜成膜液还包括铂金水以及抑制剂,所述铂金水在所述防蓝光膜成膜液中的含量为200ppm~2000ppm,所述抑制剂在所述防蓝光膜成膜液中的含量为6%~8%。在根据本申请第一方面所述的防蓝光膜成膜液中,所述稀土氧化物可以吸收蓝光并可有效地将其转化为其它可见光。所述防蓝光膜成膜液在铂金水的作用下,在热压成型的过程中,双端乙烯基硅油和乙烯基mq硅树脂可通过与含氢硅油发生硅氢加成反应产生化学结合,形成具有三维网状结构的体型聚合物,其中含氢硅油主要起到交联剂的作用,乙烯基mq硅树脂主要起到增强填料的作用,硅烷偶联剂可以通过键合作用有效地提高稀土氧化物与三维网状结构的体型聚合物之间的结合力,从而使稀土氧化物可以牢固的附着于三维网状结构的体型聚合物中。因双端乙烯基硅油、含氢硅油、乙烯基mq硅树脂以及其它组分的混合需要一定时间,为了避免防蓝光膜成膜液在热压成型前即发生上述反应,使防蓝光膜成膜液具有稳定的性能以便于后续加工的顺利进行,通常需要在防蓝光膜成膜液中加入抑制剂,通过抑制剂确保防蓝光膜成膜液既可以具有稳定的性能,又可以在热压过程中顺利反应。在根据本申请第一方面所述的防蓝光膜成膜液中,所述双端乙烯基硅油的粘度为1pa·s~100pa·s。在根据本申请第一方面所述的防蓝光膜成膜液中,所述双端乙烯基硅油可为不同粘度的双端乙烯基硅油的混合,这样可以使防蓝光膜成膜液中的各组分能够充分混合,使防蓝光膜成膜液中各组分之间的反应更加充分,进而使由防蓝光膜成膜液得到的防蓝光膜具有网链链长分布宽、韧性好的优点。优选地,所述双端乙烯基硅油选自粘度为1pa·s的双端乙烯基硅油、粘度为5pa·s的双端乙烯基硅油、粘度为10pa·s的双端乙烯基硅油、粘度为15pa·s的双端乙烯基硅油、粘度为20pa·s的双端乙烯基硅油、粘度为50pa·s的双端乙烯基硅油、粘度为100pa·s的双端乙烯基硅油中的六种或七种。在根据本申请第一方面所述的防蓝光膜成膜液中,所述含氢硅油的粘度为20mpa·s~500mpa·s。在根据本申请第一方面所述的防蓝光膜成膜液中,所述含氢硅油可为不同粘度的含氢硅油的混合,这样可以使防蓝光膜成膜液中的各组分能够充分混合,使防蓝光膜成膜液中各组分之间的反应更加充分,进而使由防蓝光膜成膜液得到的防蓝光膜具有网链链长分布宽、韧性好的优点。优选地,所述含氢硅油选自粘度为20mpa·s的含氢硅油、粘度为50mpa·s的含氢硅油、粘度为100mpa·s的含氢硅油、粘度为200mpa·s的含氢硅油、粘度为500mpa·s的含氢硅油中的四种或五种。在根据本申请第一方面所述的防蓝光膜成膜液中,所述乙烯基mq硅树脂中乙烯基的质量含量为1.2%~2.7%。在根据本申请第一方面所述的防蓝光膜成膜液中,所述稀土氧化物的平均粒径为50nm-200nm,优选地,所述稀土氧化物为上述范围内不同平均粒径的稀土氧化物的混合。在上述平均粒径范围内,采用不同粒径稀土氧化物混合的方式可以使均匀分散在防蓝光膜中的稀土氧化物能够以逾渗网络的方式达到良好的吸收-转换蓝光的目的。在根据本申请第一方面所述的防蓝光膜成膜液中,所述稀土氧化物选自氧化铈、氧化铕、氧化钐、氧化钕、氧化镨中的至少两种。在根据本申请第一方面所述的防蓝光膜成膜液中,所述硅烷偶联剂选自kh-570、kh-560中的一种或两种;在根据本申请第一方面所述的防蓝光膜成膜液中,所述抑制剂选自马来酸酯类抑制剂。其次说明根据本申请第二方面的防蓝光膜成膜液的制备方法,用于制备本申请第一方面所述的防蓝光膜成膜液,其包括步骤:s1,将稀土氧化物和硅烷偶联剂置于球磨机中进行第一次球磨混合,然后加入乙烯基mq硅树脂进行第二次球磨混合,接着将球磨混合后的物料与含氢硅油混合并进行第一次搅拌,之后加入双端乙烯基硅油进行第二次搅拌;s2,将抑制剂和铂催化剂混合并进行第一次搅拌,接着与步骤s1得到的物料混合并进行第二次搅拌,结束后得到防蓝光膜成膜液。在根据本申请第二方面所述的防蓝光膜成膜液的制备方法中,在步骤s1中,所述第一次球磨混合的时间为30min~90min,所述第一次球磨混合的转速为200r/min~500r/min。在根据本申请第二方面所述的防蓝光膜成膜液的制备方法中,在步骤s1中,第二次球磨混合的时间为30min~60min,第二次球磨混合的转速为100r/min~300r/min。此处需要说明的是,在步骤s1中,第一次球磨混合和第二次球磨混合在室温条件下进行即可。在根据本申请第二方面所述的防蓝光膜成膜液的制备方法中,在步骤s1中,所述第一次搅拌的时间为180min~360min,所述第一次搅拌的转速为2000r/min~3000r/min。在根据本申请第二方面所述的防蓝光膜成膜液的制备方法中,在步骤s1中,所述第二次搅拌的时间为180min~360min,所述第二次搅拌的转速为1000r/min~2000r/min。此处需要说明的是,在步骤s1中,第一次搅拌和第二次搅拌的方式没有具体的限制,可以相同,也可以不相同,可根据实际需求进行选择。例如,第一次搅拌和第二次搅拌均可采用机械搅拌的方式进行。第一次搅拌和第二次搅拌均在室温条件下进行即可。在根据本申请第二方面所述的防蓝光膜成膜液的制备方法中,在步骤s2中,所述第一次搅拌的时间为30min~60min,所述第一次搅拌的转速为700r/min~900r/min。在根据本申请第二方面所述的防蓝光膜成膜液的制备方法中,在步骤s2中,所述第二次搅拌的时间为30min~60min,所述第二次搅拌的转速为1800r/min~2200r/min。此处需要说明的是,在步骤s2中,第一次搅拌和第二次搅拌的方式没有具体的限制,可以相同,也可以不相同,可根据实际需求进行选择。例如,第一次搅拌和第二次搅拌均可采用机械搅拌的方式进行。第一次搅拌和第二次搅拌均在室温条件下进行即可。再次说明根据本申请第三方面的防蓝光膜,其由本申请第一方面所述的防蓝光膜成膜液先经过热压成型,然后再经过冷压形成。在根据本申请第三方面所述的防蓝光膜中,所述热压成型可在平板硫化机上进行,其中,热压的压力为2mpa~5mpa,热压的上模温度为120℃~140℃,热压的中模温度为130℃~150℃,热压的时间为60min~120min。在根据本申请第三方面所述的防蓝光膜中,在所述防蓝光膜成膜液热压成型的过程中,双端乙烯基硅油、含氢硅油和乙烯基mq硅树脂在铂金水和抑制剂的作用下可以通过加成交联作用形成三维网状结构的体型聚合物,使防蓝光膜具有良好的力学性能和热稳定性能,其拉伸强度为0.36mpa~0.76mpa,断裂伸长率为158.7%~193.4%,初始分解温度为431.1℃~510.8℃,同时硅烷偶联剂可以通过键合作用有效地提高稀土氧化物与三维网状结构的体型聚合物之间的结合力,使稀土氧化物可以牢固的附着于三维网状结构的体型聚合物中,其可以有效地吸收波长为400nm~460nm的蓝光并将其转化为其它可见光,从而使防蓝光膜具有较高的蓝光阻隔率,其透光率≥85%,对波长为400nm~460nm的蓝光的阻隔率≥85%。在根据本申请第三方面所述的防蓝光膜中,所述冷压的压力为2mpa~3mpa。在根据本申请第三方面所述的防蓝光膜中,所述防蓝光膜可应通过静电吸附作用应用于电子设备显示屏,例如,手机显示屏、电脑显示屏等,起到良好的防蓝光作用。下面结合实施例,进一步阐述本申请。应理解,这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。实施例1将平均粒径为50nm的氧化铈3.0g、平均粒径为200nm的氧化铕1.0g与kh-5701.0g置于球磨机中,在室温条件下球磨混合30min,其中,球磨机的转速为200r/min;然后将乙烯基质量含量为2%的乙烯基mq硅树脂20.0g加入到球磨机中室温球磨混合30min,其中,球磨机的转速100r/min;接着将粘度为20mpa·s的含氢硅油5.0g、粘度为50mpa·s的含氢硅油6.0g、粘度为100mpa·s的含氢硅油6.0g、粘度为200mpa·s的含氢硅油2.0g与上述物料混合,在室温条件下机械搅拌180min,其中,搅拌的转速为2000r/min;之后将粘度为1pa·s的双端乙烯基硅油2.0g、粘度为5pa·s的双端乙烯基硅油14.0g、粘度为10pa·s的双端乙烯基硅油30.0g、粘度为20pa·s的双端乙烯基硅油14.0g、粘度为50pa·s的双端乙烯基硅油8.0g、粘度为100pa·s的双端乙烯基硅油6.0g与上述物料混合,在室温条件下机械搅拌180min,其中,搅拌的转速为1000r/min。将马来酸酯类抑制剂9.1g与铂金水混合并在室温条件下机械搅拌60min,其中,搅拌的转速800r/min,然后与前述物料混合,在室温条件下机械搅拌30min,搅拌的转速为2000r/min。结束后得到防蓝光膜成膜液,其中,在所述防蓝光成膜液中,铂金水的含量1600ppm。将防蓝光膜成膜液倒在铺有锡箔纸的模具中,真空排泡后,从一侧开始,在上方再铺上锡箔纸,在平板硫化机上进行热压成型,其中,热压的压力为3mpa,热压的上模温度为120℃、热压的中模温度为130℃,热压的时间为60min,之后冷压15min,冷压压力为2mpa,得到防蓝光膜。实施例2将平均粒径为50nm的氧化铈5.0g、平均粒径为200nm的氧化铕3.0g、平均粒径为100nm的氧化镨3.0g与kh-5702.0g、kh-5601.0g置于球磨机中,在室温条件下球磨混合50min,其中,球磨机的转速为400r/min;然后将乙烯基质量含量为2%的乙烯基mq硅树脂18.0g加入到球磨机中,在室温条件下球磨混合50min,其中,球磨机的转速为200r/min;接着将粘度为20mpa·s的含氢硅油8.0g、粘度为50mpa·s的含氢硅油9.0g、粘度为100mpa·s的含氢硅油8.0g、粘度为200mpa·s的含氢硅油3.0g与上述物料混合,在室温条件下机械搅拌240min,其中,搅拌的转速为3000r/min;之后将粘度为1pa·s的双端乙烯基硅油5.0g、粘度为5pa·s的双端乙烯基硅油17.0g、粘度为10pa·s的双端乙烯基硅油34.0g、粘度为20pa·s的双端乙烯基硅油10.0g、粘度为50pa·s的双端乙烯基硅油7.0g、粘度为100pa·s的双端乙烯基硅油7.0g与上述物料混合,在室温条件下机械搅拌240min,其中,搅拌的转速为2000r/min。将马来酸酯类抑制剂10.2g与铂金水混合后在室温条件下机械搅拌30min,其中,搅拌的转速900r/min,然后与前述物料混合,在室温条件下机械搅拌30min,其中,搅拌的转速为2000r/min,结束后得到防蓝光膜成膜液,其中,在所述防蓝光成膜液中,铂金水的含量为1000ppm。将防蓝光膜成膜液倒在铺有锡箔纸的模具中,真空排泡之后,从一侧开始,在上方再铺上锡箔纸,在平板硫化机上进行热压成型,其中,热压的压力为2.5mpa、热压的上模温度为130℃、热压的中模温度为140℃,热压的时间为120min,之后冷压15min,冷压压力为2.5mpa,得到防蓝光膜。实施例3将平均粒径为50nm的氧化铈2.0g、平均粒径为200nm的氧化铕3.0g、平均粒径为150nm氧化钐2.0g和kh-5602g置于球磨机中,在室温条件下球磨混合40min,其中,球磨机的转速为300r/min;然后将乙烯基质量含量为2%乙烯基mq硅树脂28.0g加入到球磨机中,在室温条件下球磨混合60min,其中,球磨的转速300r/min;接着将粘度为20mpa·s的含氢硅油10.0g、粘度为50mpa·s的含氢硅油9.0g、粘度为100mpa·s的含氢硅油3.0g、粘度为200mpa·s的含氢硅油7.0g与上述物料混合,在室温条件下机械搅拌240min,其中,搅拌的转速为3000r/min;之后将粘度为1pa·s的双端乙烯基硅油10.0g、粘度为5pa·s的双端乙烯基硅油32.0g、粘度为10pa·s的双端乙烯基硅油12.0g、粘度为20pa·s的双端乙烯基硅油10.0g、粘度为50pa·s的双端乙烯基硅油5.0g、粘度为100pa·s的双端乙烯基硅油2.0g与上述物料混合,在室温条件下机械搅拌240min,其中,搅拌的转速为2000r/min。将马来酸酯类抑制剂9.6g与铂金水混合后在室温条件下机械搅拌50min,其中,搅拌的转速700r/min,然后与前述物料混合,在室温条件下机械搅拌40min,其中,搅拌的转速为2000r/min,结束后得到防蓝光膜成膜液,其中,在所述防蓝光成膜液中,铂金水的含量为800ppm。将防蓝光膜成膜液倒在铺有锡箔纸的模具中,真空排泡之后,从一侧开始,在上方再铺上锡箔纸,在平板硫化机上进行热压成型,其中,热压的压力为2mpa、热压的上模温度为140℃、热压的中模温度为150℃,热压的时间为120min,之后冷压15min,冷压压力为3mpa,得到防蓝光膜。实施例4将粒径为50nm的氧化铈4.0g、粒径为200nm的氧化铕6.0g、粒径为60nm的氧化钕4.0g、粒径为100nm的氧化镨3.0g和kh-5703.0g置于球磨机中,在室温条件下球磨混合90min,其中,球磨机的转速为500r/min;然后将乙烯基质量含量为2%的乙烯基mq硅树脂14.0g加入到球磨机中,在室温条件下球磨混合60min,其中,球磨机的转速为300r/min;接着将粘度为20mpa·s的含氢硅油9.0g、粘度为50mpa·s的含氢硅油10.0g、粘度为100mpa·s的含氢硅油9.0g、粘度为200mpa·s的含氢硅油3.0g与上述物料混合,在室温条件下机械搅拌360min,其中,搅拌的转速为3000r/min;之后将粘度为1pa·s的双端乙烯基硅油13.0g、粘度为5pa·s的双端乙烯基硅油27.0g、粘度为10pa·s的双端乙烯基硅油16.0g、粘度为20pa·s的双端乙烯基硅油8.0g、粘度为50pa·s的双端乙烯基硅油5.0g、粘度为100pa·s的双端乙烯基硅油1.0g与上述物料混合,在室温条件下机械搅拌360min,其中,搅拌的转速为2000r/min。将马来酸酯类抑制剂8.6g与铂金水混合后在室温条件下机械搅拌60min,其中,搅拌的转速为800r/min,然后与前述物料混合,在室温条件下机械搅拌40min,其中,搅拌的转速为2000r/min,结束后得到防蓝光膜成膜液,其中,在所述防蓝光成膜液中,铂金水的含量为1200ppm。将防蓝光膜成膜液倒在铺有锡箔纸的模具中,真空排泡之后,从一侧开始,在上方再铺上锡箔纸,在平板硫化机上进行热压成型,其中,热压的压力为4mpa、热压的上模温度为130℃、热压的中模温度为140℃,热压的时间为120min,之后冷压15min,冷压压力为3mpa,得到防蓝光膜。对比例1将乙烯基质量含量为2%的乙烯基mq硅树脂18.0g、粘度为20mpa·s的含氢硅油8.0g、粘度为50mpa·s的含氢硅油9.0g、粘度为100mpa·s的含氢硅油8.0g、粘度为200mpa·s的含氢硅油3.0g混合,在室温条件下机械搅拌240min,其中,搅拌的转速为3000r/min;之后将粘度为1pa·s的双端乙烯基硅油5.0g、粘度为5pa·s的双端乙烯基硅油17.0g、粘度为10pa·s的双端乙烯基硅油34.0g、粘度为20pa·s的双端乙烯基硅油10.0g、粘度为50pa·s的双端乙烯基硅油7.0g、粘度为100pa·s的双端乙烯基硅油7.0g与上述物料混合,在室温条件下机械搅拌240min,其中,搅拌的转速为2000r/min。将马来酸酯类抑制剂10.2g与铂金水混合后在室温条件下机械搅拌30min,其中,搅拌的转速900r/min,然后与前述物料混合,在室温条件下机械搅拌30min,其中,搅拌的转速为2000r/min,结束后得到成膜液,其中,在所述成膜液中,铂金水为1000ppm。将成膜液倒在铺有锡箔纸的模具中,真空排泡之后,从一侧开始,在上方再铺上锡箔纸,在平板硫化机上进行热压成型,其中,热压的压力为2.5mpa、热压的上模温度为130℃、热压的中模温度为140℃,热压的时间为120min,之后冷压15min,冷压压力为2.5mpa,得到防蓝光膜。按照gb/t528-2009测定得到的防蓝光膜的拉伸强度及断裂伸长率,采用热重分析仪测试防蓝光膜的初始分解温度,采用蓝光检测仪测试防蓝光膜的透光率以及防蓝光膜对波长为400nm~460nm的蓝光的阻隔率。表1实施例1-4和对比例1的性能测试结果拉伸强度断裂伸长率初始分解温度透光率蓝光阻隔率实施例10.47mpa191.10%441.6℃93%85%实施例20.54mpa178.20%463.5℃90%91%实施例30.71mpa173.80%496.1℃88%90%实施例40.62mpa161.20%502.6℃85%93%对比例10.94mpa256.30%376.5℃95%6%从表1的测试结果分析可知,由本申请的防蓝光膜成膜液先经过热压成型,然后再经过冷压形成的防蓝光膜具有透光率高、蓝光阻隔率高的优点,同时所述防蓝光膜还具有力学性能好、热稳定性好的优点。当前第1页12
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