硬化液及其制备方法以及硬化膜和车载显示装置与流程

本申请涉及硬化膜，且特别涉及一种硬化液及其制备方法以及硬化膜和车载显示装置。

背景技术：

1、硬化膜通常包括基膜和附着于基膜表面的硬化功能层，是利用光引发剂的感光性，在紫外光下使不饱和有机物聚合、接枝或交联反应固化成膜，因具有良好的耐高温、耐湿热性能，目前已被广泛用作户外显示屏、车载显示屏、户外灯具等的保护膜。当被应用于车载显示屏时，由于常设置于户外密闭的空间内，硬化膜还有必要具有一定的隔热性能。然而，向硬化液中直接加入隔热添加剂(例如纳米氧化钨、氧化锡等)，在高温高湿环境下，水汽渗入硬化功能层，隔热添加剂会析出，将导致硬化功能层的附着力降低甚至脱落。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请的目的包括提供一种硬化液及其制备方法以及硬化膜和车载显示装置，可在赋予硬化膜良好隔热性能的同时保证硬化功能层具有良好的高温高湿稳定性。

2、第一方面，本申请提供一种硬化液，包括具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物、稀释单体和防红外材料；其中，防红外材料包括改性纳米溶胶包覆的红外阻隔剂，改性纳米溶胶包括硅烷偶联剂改性的纳米溶胶或丙烯酸酯改性的纳米溶胶中的至少一种。

3、在上述技术方案中，通过在硬化液中添加防红外材料，可赋予硬化膜良好的隔热性能。并且，通过采用改性纳米溶胶包覆红外阻隔剂，改性纳米溶胶可参与后续硬化功能层的光固化交联反应，从而可增强红外阻隔剂与硬化功能层整体的界面结合力，有效避免红外阻隔剂在高温高湿环境下的析出问题，进而增强硬化功能层的附着力，同时还可解决硬化膜在高温情况下可能出现的翘曲问题。另外，通过采用具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物作为主体树脂，在光固化反应后具有较好的耐水性，可有效提高硬化膜的耐盐雾性能，并进一步提高硬化膜的高低温及高温高湿稳定性。本申请中通过采用具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物和改性纳米溶胶包覆的红外阻隔剂协同复配，使得硬化膜同时具有良好的高温高湿稳定性、隔热性、耐高温性、耐盐雾性和光学性能(如透过率和雾度)。

4、在一些实施方式中，红外阻隔剂包括氧化锡、氧化钨、氧化锑锡或铟锑氧化物中的至少一种；红外阻隔剂的粒径为10～100nm。

5、在上述技术方案中，通过控制红外阻隔剂的种类和粒径，可使得纳米溶胶包裹的红外阻隔剂具有良好的隔热性能且经改性纳米溶胶包覆处理后不易析出。

6、在一些实施方式中，纳米溶胶包括硅溶胶、铝溶胶或锆溶胶中的至少一种；硅烷偶联剂包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或烯丙基三甲基硅烷中的至少一种；丙烯酸酯包括聚丙烯酸酯和丙烯酸酯类单体中的至少一种。

7、在上述技术方案中，通过选择纳米溶胶、以及用于改性的硅烷偶联剂和丙烯酸酯的种类，使得改性纳米溶胶与树脂之间具有良好的相容性，并使其能参与光固化反应，从而可改善硬化膜的高温高湿稳定性和耐盐雾性能。

8、在一些实施方式中，改性纳米溶胶包括第一改性溶胶和第二改性溶胶，红外阻隔剂位于第一改性溶胶的表面，第二改性溶胶包覆第一改性溶胶和红外阻隔剂。

9、在上述技术方案中，通过采用第一改性溶胶和第二改性溶胶对红外阻隔剂进行处理，可以使得红外阻隔剂被有效封装隔离，可进一步防止红外阻隔剂在高温高湿环境下析出，并可进一步增强防红外材料与硬化功能层之间的界面结合力。

10、在一些实施方式中，具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物包括聚醚改性聚氨酯丙烯酸树脂或聚碳酸酯改性聚氨酯丙烯酸树脂中的至少一种。上述具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物在光固化反应后均具有良好的耐水性，可有效提高硬化膜的耐盐雾性能以及高温和高温高湿稳定性。

11、在一些实施方式中，稀释单体包括丙烯酸酯类单体。稀释单体和主体树脂均采用丙烯酸酯类化合物，可以提高硬化液的固化交联效果，从而进一步提高硬化膜的各项性能。

12、在一些实施方式中，按重量份数计，硬化液包括以下组份：具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物5～30份，稀释单体2～8份，防红外材料1～6份，引发剂0.5～3份，分散溶剂50～140份。通过控制各组份具有合适的配比，可以提高硬化液的光固化交联效果，从而可进一步提高硬化膜的综合性能。

13、第二方面，本申请提供一种上述硬化液的制备方法，包括以下步骤：

14、将第一改性溶胶与红外阻隔剂混合，得到第一体系；将第一体系与第二改性溶胶、醇溶剂以及聚醚硅氧烷混合，获得防红外材料；其中，第一改性溶胶和第二改性溶胶各自独立地包括硅烷偶联剂改性的纳米溶胶或丙烯酸酯改性的纳米溶胶中的至少一种；

15、将具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物、稀释单体、防红外材料、引发剂和分散溶剂混合，获得硬化液。

16、现有研究有公开直接将红外阻隔剂添加进硬化液中，虽然也能起到一定的隔热作用，但由于红外阻隔剂不参与后续的uv固化反应，在高温高湿环境下，红外阻隔剂会析出，从而导致硬化功能层的附着力降低甚至脱落。本申请中通过对红外阻隔剂采用改性纳米溶胶包覆处理，第一改性溶胶首先可以将红外阻隔剂有效吸附于表面，然后醇溶剂以及聚醚硅氧烷可以使得第二改性溶胶团聚并包裹于表面吸附有红外阻隔剂的第一改性溶胶的表面，从而使得红外阻隔剂被有效封装。再将防红外材料与具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物和稀释单体等组份混合，即可获得硬化液。该制备方法操作简单，适宜大批量制作。由于改性纳米溶胶与树脂体系相容性好，且后续可参与uv固化反应，从而在赋予硬化膜隔热性能的同时具有良好的高温高湿稳定性，可避免红外阻隔剂析出降低硬化功能层的附着力。并且，由于具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物在光固化反应后具有良好的耐水性，固化交联后可有效提高硬化膜的耐盐雾性能。

17、在一些实施方式中，第一改性溶胶与红外阻隔剂的质量比为(5～10):1；第二改性溶胶与红外阻隔剂的质量比为(5～40):1。

18、上述技术方案中，通过控制第一改性溶胶、第二改性溶胶与红外阻隔剂的用量，可以进一步提高对红外阻隔剂的封装效果。

19、第三方面，本申请提供一种硬化膜，包括基膜以及附着于基膜表面的硬化功能层，硬化功能层采用上述硬化液经涂布、光固化后得到。

20、本申请中的硬化膜具有采用上述硬化液光固化得到的硬化功能层，具有良好的隔热性能，同时具有良好的高温高湿稳定性、耐高温性、耐盐雾和光学性能(如透过率和雾度)。

21、第四方面，本申请提供一种车载显示装置，包括上述硬化膜。

技术特征：

1.一种硬化液，其特征在于，包括具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物、稀释单体和防红外材料；其中，所述防红外材料包括改性纳米溶胶包覆的红外阻隔剂，所述改性纳米溶胶包括硅烷偶联剂改性的纳米溶胶或丙烯酸酯改性的纳米溶胶中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的硬化液，其特征在于，所述红外阻隔剂包括氧化锡、氧化钨、氧化锑锡或铟锑氧化物中的至少一种；

3.根据权利要求1所述的硬化液，其特征在于，所述纳米溶胶包括硅溶胶、铝溶胶或锆溶胶中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的硬化液，其特征在于，所述改性纳米溶胶包括第一改性溶胶和第二改性溶胶，所述红外阻隔剂位于所述第一改性溶胶的表面，所述第二改性溶胶包覆所述第一改性溶胶和所述红外阻隔剂。

5.根据权利要求1所述的硬化液，其特征在于，所述具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物包括聚醚改性聚氨酯丙烯酸树脂或聚碳酸酯改性聚氨酯丙烯酸树脂中的至少一种；

6.根据权利要求1所述的硬化液，其特征在于，按重量份数计，所述硬化液包括以下组份：具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物5～30份，稀释单体2～8份，防红外材料1～6份，引发剂0.5～3份，分散溶剂50～140份。

7.一种如权利要求1～6中任一项所述的硬化液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一改性溶胶与所述红外阻隔剂的质量比为(5～10):1；

9.一种硬化膜，其特征在于，包括基膜以及附着于所述基膜表面的硬化功能层，所述硬化功能层采用如权利要求1～6中任一项所述的硬化液经涂布、光固化后得到。

10.一种车载显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的硬化膜。

技术总结
本申请涉及一种硬化液及其制备方法以及硬化膜和车载显示装置，属于硬化膜技术领域。该硬化液包括具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物、稀释单体和防红外材料；其中，防红外材料包括改性纳米溶胶包覆的红外阻隔剂，改性纳米溶胶包括硅烷偶联剂改性的纳米溶胶或丙烯酸酯改性的纳米溶胶中的至少一种。通过在硬化液中添加改性纳米溶胶包覆的红外阻隔剂，在实现硬化膜具有良好隔热性能的同时，可保证硬化功能层具有良好的高温高湿稳定性和耐盐雾性能；并且具有防水性基团的丙烯酸酯类低聚物反应后具有较好的耐水性，能有效提高硬化膜的耐盐雾性能，并进一步提高硬化膜的高低温及高温高湿稳定性。

技术研发人员：段为甲,李邵蕊,刘威,鲁冠宏,刘楷楷,刘亮,包杰琼,董红星,窦贤如
受保护的技术使用者：宁波惠之星新材料科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/7