一种屏幕用环保膜及其制备方法与流程

本发明涉及表面保护膜，具体为一种屏幕用环保膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着电子科技和移动互联网技术的发展，笔记本电脑、智能手机、平板电脑等个人电子消费品越来越便携，人们得以随时随地的使用显示设备进行社交、娱乐和办公等。但是在公共场合，显示设备常常带来被人偷窥，个人隐私泄漏的风险。为了避免这种情况发生，人们发明了各种防窥膜附着在屏幕上，其原理大多数是基于微百叶窗结构，使屏幕正面显示信息光线能够发送的使用者眼中，侧面光线则会被不透光的微百叶窗结构所阻隔，从而使旁观者无法看清内容，进而保护个人隐私。但是这种结构不可避免的会造成屏幕光线遮挡，可视亮度下降的弊端，长时间观看很容易产生疲劳，影响视力。

2、例如公告号为cn106462048a的发明专利公开了透明屏幕用膜及其制备方法以及具备该透明屏幕用膜的透明屏幕，该透明屏幕用膜(10)包括树脂层(11)和无机粒子(12)，该无机粒子(12)中的至少一部分以凝聚状态包含在树脂层(11)中，无机粒子(12)的一次粒子具有0.150nm的中值粒径，且具有10-500nm的最大粒径，无机粒子(12)的含量相对于树脂为0.15-1.2质量％；但是该透明屏幕用膜不具有很好的耐磨性和抗划伤性能，在长期的使用过程中，容易被指甲等硬物划伤，造成屏幕布满划痕，从而影响正常使用。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种屏幕用环保膜及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种屏幕用环保膜，包括底膜以及位于底膜表面的保护涂层；

4、按重量份数计，所述底膜包括聚碳酸酯20-30份、甲基丙烯酸-2-叔丁基氨基乙酯3-7份、全氟癸基三甲氧基硅烷5-10份、多维度复合纳米粉体2-5份、超高分子量聚乙烯5-10份、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-2-甲基-2-丙烯酸酯10-15份、钙锌稳定剂2-5份、赤藓糖醇1-3份；

5、所述保护涂层采用高压喷笔将保护液均匀喷涂在底膜表面经固化形成；

6、所述保护液的喷涂量为10-18g/dm2。

7、作为本发明的进一步优选方案，所述多维度复合纳米粉体的制备方法如下：

8、1)将己二酸结晶粉体加入到无水乙醇中，充分搅拌后，得到己二酸的乙醇饱和溶液，将纳米氧化锆加入到己二酸的乙醇饱和溶液中，在55-58℃下恒温回流1-3h，然后置于冰浴中，超声处理1-2h，将得到的悬浮液置于真空烘箱中，经干燥后得到羧基化氧化锆；

9、2)将氮化硼纳米片置于研磨釜中，加入氢氧化钠溶液，在氩气保护下，进行球料质量比为10：1的球磨处理，转速为200-260r/min，球磨30-50min后暂停10-15min后继续球磨，球磨时间24-28h，得到混合液，然后经离心分离后，将上清液置于容器中，加入盐酸溶液，反应1-3h后，用去离子水反复洗涤并过滤，直至溶液呈中性，经干燥后得到羧基化氮化硼；

10、3)将羧基化氮化硼加入到去离子水中，配制得到分散液，在冰浴中以300-500w超声处理90-130min，然后将分散液与氯化镧水溶液混合，经磁力搅拌60-80min后离心过滤，然后与羧基化氧化锆、纳米二氧化硅混合后，经充分湿法球磨，干燥后得到多维度复合纳米粉体。

11、更进一步，步骤1)中，所述纳米氧化锆、己二酸的乙醇饱和溶液的用量比例为(1-3)g：(40-70)ml；

12、所述超声处理的功率为200-300w。

13、更进一步，步骤2)中，所述氢氧化钠溶液的浓度为2.0-2.5mol/l；

14、所述盐酸溶液的浓度为1.5-2.0mol/l；

15、所述氮化硼纳米片、氢氧化钠溶液、盐酸溶液的用量比例为(2-5)g：(1-2)ml：(100-150)ml。

16、更进一步，步骤3)中，所述分散液的浓度为0.1-0.3wt％；

17、所述氯化镧水溶液的浓度为0.3-0.6wt％；

18、所述分散液、氯化镧水溶液、羧基化氧化锆、纳米二氧化硅的用量比例为(60-80)ml：(30-40)ml：(2-5)g：(3-7)g。

19、作为本发明的进一步优选方案，所述保护液的配制方法如下：

20、1)将1-3g纳米晶纤维素悬浮液分散在60-80ml无水乙醇中，置于离心机中离心15-30min，取沉淀物，加入到30-50ml无水乙醇中，再加入0.1-0.3g十六烷基三甲氧基硅烷、0.05-0.08gn-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺和1-2ml氨水，磁力搅拌下1-3h，经离心过滤后烘干，得到改性纳米晶纤维素；

21、2)将聚氨酯和氟碳树脂混合，磁力搅拌10-30min后，得到混合树脂，然后向混合树脂中加入改性纳米晶纤维素，继续搅拌20-50min，即可得到保护液。

22、更进一步，步骤1)中，所述纳米晶纤维素悬浮液的浓度为5-8wt％；

23、所述离心机的转速为9000-12000rpm。

24、更进一步，步骤2)中，所述聚氨酯和氟碳树脂的质量比为1：(0.5-0.8)；

25、所述改性纳米晶纤维素的加入量占混合树脂总质量的5-10％。

26、一种屏幕用环保膜的制备方法，具体包括如下步骤：

27、1)将甲基丙烯酸-2-叔丁基氨基乙酯以及全氟癸基三甲氧基硅烷加入聚碳酸酯中，水浴加热85-95℃，搅拌反应，得到预处理聚碳酸酯，将多维度复合纳米粉体预先浸入到3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-2-甲基-2-丙烯酸酯中搅拌混合后，滤出，得到预处理多维度复合纳米粉体；

28、2)将预处理聚碳酸酯放入85-95℃烘箱中干燥，然后与超高分子量聚乙烯、预处理多维度复合纳米粉体、赤藓糖醇以及钙锌稳定剂一次性加入混匀，连续挤出，塑形冷却后，得到底膜；

29、3)采用高压喷笔将保护液均匀喷涂在底膜表面，喷涂量为10-18g/dm2，经固化后即可得到所需的环保膜。

30、作为本发明的进一步优选方案，所述预处理聚碳酸酯的水分含量＜0.02％。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

32、本发明中，采用化学改性的方式获得羧基化氧化锆和羧基化氮化硼纳米片，然后采用镧离子改性方式，配合纳米二氧化硅，从而获得多维度复合纳米粉体，将其引入到底膜中，不仅可以提高界面结合力，还能提高底膜形成速率以及与底膜间的结合强度，并且通过化学改性的方式获得多维度复合纳米粉体，由于其较好的保留了纳米材料的特性，在摩擦过程中更好的与聚合物基体进行机械互锁和化学键合，从而使得底膜可以表现出更好的耐磨性，而且，羧基化氧化锆和羧基化氮化硼纳米片表面接枝有丰富的高活性的官能团，与聚合物的复合过程中，可以提供较大的比表面积，从而可以防止多维度复合纳米粉体在聚合物中出现团聚现象，同时，由于多维度复合纳米粉体存在片状结构的羧基化氮化硼纳米片，纳米片间的相互堆叠，使得多维度复合纳米粉体呈现多片层结构，片层结构之间容易发生滑动摩擦，从而起到减磨的作用，有助于进一步提高耐磨性。

33、同时，本发明中在底膜表面均匀喷涂一层保护液，从而形成保护涂层，保护涂层中引入的改性纳米晶纤维素，是由十六烷基三甲氧基硅烷和n-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺对纳米晶纤维素进行改性处理后得到的，硅烷偶联剂通过与纳米晶纤维素上的羟基的缩合和硅烷醇基团之间的自缩合，从而有效地保持在纤维表面，附着在纳米晶纤维素表面的硅烷官能团可以参与适当单体的链生长，从而在纳米晶纤维素和随后的聚合物基体之间形成共价连续性，从而实现保护涂层交联密度的增大，提高了保护涂层的力学性能，使其对外力具有更好的抵抗能力，从而可以更好的实现对底膜的保护，从而使得形成的环保膜具有更加优异的耐磨性、以及抗划伤。

34、本发明中的屏幕用环保膜，具有优异的耐磨性和抗划伤性能，可以对屏幕进行有效的保护，防止屏幕被指甲或其它硬物刮伤、擦伤，从而使其可以更好的发挥光学防护的效果，减少用眼力度的增加，避免眼睛疲劳，影响视力的问题出现。