一种高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层及其制备方法与流程

专利2026-01-03  26


本发明涉及聚倍半硅氧烷光学涂层,具体涉及一种高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层及其制备方法。


背景技术:

1、可折叠设备因其兼具大屏与便携的优势,受到用户广泛的关注。而盖板既是人机交互的界面,也是柔性oled的保护屏障,深度影响着用户体验,同时也是制约折叠设备技术发展的瓶颈材料之一。目前折叠屏的屏幕盖板材料主要有3种,utg(ultra-thin-glass超薄玻璃)、cpi(透明聚酰亚胺)、pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。utg兼具超高硬度和耐弯折性,触感及耐刮伤性更加接近传统手机的玻璃盖板,但因其易碎特性导致无法应用于人机接触的第一表面。cpi/pet这种塑料盖板具有良好的柔韧性,但硬度较低无法直接应用,需要在表面涂布一层硬化涂层赋予其耐划伤和防指纹的效果,然而即便是性能最优异的硬化涂层,其硬度和触感也无法达到玻璃的效果。

2、柔性硬质涂层既要求硬度,又要求韧性,从目前应用成果大致可分为三大类,分别是有机、无机和有机-无机杂化涂层。其中有机-无机杂化涂层由于可同时实现玻璃般的耐磨性和塑料般的柔韧性而成为当前的研究热点,有望用作柔性触摸屏盖板涂层;而聚倍半硅氧烷涂层具有高硬度、高耐磨的同时,仍保持其柔韧性和高透明度,是极具潜力的材料。

3、发明专利cn114702900b公开了一种由有机硅氧烷和改性poss的复配而成的涂层液,涂层用于手机玻璃后盖表面,可获得适中的爽滑度、优异的适中疏水清洁能力和耐磨性。发明专利cn111454648b公开了一种以萘环型聚乙二醇丙烯酸酯为主体,八乙烯基-poss复配的涂料,涂层的弯折次数不受到限制,耐弯折性能好,且耐磨性能好。发明专利cn114539915a公开了一种以环氧官能团的聚倍半硅氧烷作为主体,具有低收缩率、高硬度、可挠曲、防指纹硬化涂层。

4、上述技术均使用聚倍半硅氧烷,其中以聚倍半硅氧烷为主体的涂层具有高硬度,但是韧性不足;而以聚倍半硅氧烷作为改性助剂则维持了其韧性,却无法发挥其硬度优势。除了现有技术不足,另一方面,随着弯折角要求越来越小,常规聚倍半硅氧烷很难满足需求,尤其是外弯折,因此如何在保持原有硬度和耐磨、透明度的同时,提高其韧性是一个亟待解决的难题。。


技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术中存在的聚倍半硅氧烷涂层柔韧性较差,在小弯折半径或外折中极易产生裂纹等问题。提供一种高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层,通过引入长链柔性分子到聚倍半硅氧烷单体分子之间,在保持原有高强度、硬度,高热稳定性等诸多优异性能的同时,提高其材料韧性,实现其在折叠屏盖板保护材料的应用。

2、为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

3、一种高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层,原材料包括含环氧聚倍半硅氧烷、增柔增韧剂、光引发剂和溶剂。

4、具体的,各原材料的总质量占比为:环氧聚倍半硅氧烷40~85wt%,溶剂10~50wt%,增柔增韧剂0.5~15wt%,光引发剂0.5~2wt%。

5、进一步地,所述含环氧聚倍半硅氧烷为笼形聚倍半硅氧烷poss或梯形聚倍半硅氧烷lpsq或无规聚倍半硅氧烷;所述环氧官能团包括环氧环己基和缩水甘油醚氧丙基,所述环氧官能团为双官能团或多官能团。

6、具体的,所述光引发剂为鎓盐类引发剂、金属有机物类引发剂、有机硅烷类引发剂中的至少一种,优选鎓盐类引发剂;所述溶剂为2-丁酮、乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

7、具体的,所述增柔增韧剂为单/双端环氧聚醚硅油(mw≤2k)、单/双端环氧聚醚(mw≤3k)、单/双端羟基聚醚硅油(mw≤2k)、单/双端羟基端聚醚(mw≤3k)、乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚中的一种或几种。

8、本发明还提供了上述高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层的制备方法,包括以下步骤:

9、步骤1、向溶剂中依次加入环氧聚倍半硅氧烷、增柔增韧剂和光引发剂,过程中不断搅拌至均匀后,得到配方浆料;

10、步骤2、将所得配方浆料涂布在基材表面,然后烘干溶剂、uv固化,即在基材表面形成兼具硬度和韧性的光学涂层。

11、具体的,步骤1中所述搅拌速度为200-300rpm,所述环氧聚倍半硅氧烷加入到溶剂中搅拌30~60min后,再加入增柔增韧剂搅拌40~50min后,最后加入光引发剂搅拌30~60min至溶液搅拌均匀后,得到配方浆料。

12、优选的,步骤2中所述涂布方式为辊式涂布法、刮刀式涂布法、浸涂法、滚轮涂布法、旋转涂布法、狭缝式涂布法中的任一种。

13、具体的,步骤2中所述烘干温度为60~110℃,烘干时间为20~90min;所述uv固化的辐射剂量为700~2000mj/cm2。

14、优选的,步骤2中所述基材为cpi基材、pet基材、聚甲基丙烯酸甲酯pmma中的至少一种。

15、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

16、本发明通过引入长链柔性分子到聚倍半硅氧烷单体分子之间,在保持原有高强度、硬度,高热稳定性等诸多优异性能的同时,提高其材料韧性,实现其在折叠屏盖板保护材料的应用。



技术特征:

1.一种高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层,其特征在于,原材料包括含环氧聚倍半硅氧烷、增柔增韧剂、光引发剂和溶剂。

2.根据权利要求1所述的一种高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层,其特征在于,所述含环氧聚倍半硅氧烷为笼形聚倍半硅氧烷poss或梯形聚倍半硅氧烷lpsq或无规聚倍半硅氧烷;所述环氧官能团包括环氧环己基和缩水甘油醚氧丙基,所述环氧官能团为双官能团或多官能团。

3.根据权利要求1所述的一种高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层,其特征在于,所述光引发剂为鎓盐类引发剂、金属有机物类引发剂、有机硅烷类引发剂中的至少一种;所述溶剂为2-丁酮、乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层,其特征在于,所述增柔增韧剂为单/双端环氧聚醚硅油(mw≤2k)、单/双端环氧聚醚(mw≤3k)、单/双端羟基聚醚硅油(mw≤2k)、单/双端羟基端聚醚(mw≤3k)、乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层,其特征在于,各原材料的总质量占比为:环氧聚倍半硅氧烷40~85 wt%,溶剂10~50 wt%,增柔增韧剂0.5~15 wt%,光引发剂0.5~2 wt%。

6.一种如权利要求1-5所述高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层制备方法,其特征在于,步骤1中所述搅拌速度为200-300rpm,所述环氧聚倍半硅氧烷加入到溶剂中搅拌30~60min后,再加入增柔增韧剂搅拌40~50min后,最后加入光引发剂搅拌30~60min至溶液搅拌均匀后,得到配方浆料。

8.根据权利要求6所述的高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层制备方法,其特征在于,步骤2中所述涂布方式为辊式涂布法、刮刀式涂布法、浸涂法、滚轮涂布法、旋转涂布法、狭缝式涂布法中的任一种。

9.根据权利要求6所述的高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层制备方法,其特征在于,步骤2中所述烘干温度为60~110℃,烘干时间为20~90min;所述uv固化的辐射剂量为700~2000mj/cm2。

10.根据权利要求6所述的高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层制备方法,其特征在于,步骤2中所述基材为cpi基材、pet基材、聚甲基丙烯酸甲酯pmma中的至少一种。


技术总结
本发明公开了一种高韧环氧聚倍半硅氧烷光学涂层及其制备方法,其中涂层原材料包括含环氧聚倍半硅氧烷、增柔增韧剂、光引发剂和溶剂;所述环氧官能团包括环氧环己基和缩水甘油醚氧丙基;所述光引发剂优选为鎓盐类引发剂;所述溶剂为2‑丁酮、乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种;所述增柔增韧剂为单/双端环氧聚醚硅油、单/双端环氧聚醚、单/双端羟基聚醚硅油、单/双端羟基端聚醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚中的一种或几种。本发明通过引入长链柔性分子到聚倍半硅氧烷单体分子之间,在保持原有高强度、硬度,高热稳定性等诸多优异性能的同时,提高其材料韧性,能够更好地用于折叠屏盖板保护。

技术研发人员:卢岳,王士豪,孙茵湄,林世伟,庄江强
受保护的技术使用者:厦门三德信科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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