專(zhuān)利名稱(chēng)：改性聚乙烯醇基膜及其制備方法和偏光片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚乙烯醇基膜，特別是涉及一種改性聚乙烯醇基膜、其制備方法和由所述改性聚乙烯醇基膜制得的偏光片。
背景技術(shù)：
偏光片(polarizer)是IXD顯示器中不可或缺的重要部件之一，它的作用就是將自然光轉(zhuǎn)變成偏振光，配合液晶分子的扭轉(zhuǎn)，來(lái)達(dá)到控制光線通過(guò)及色彩信號(hào)呈現(xiàn)的目的。 目前，IXD常用的偏光片，大多是由高度取向的高聚物如聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)基膜作基材，用各類(lèi)具有二向色性的染料進(jìn)行染色，在一定的濕度和溫度下進(jìn)行延伸后，另在聚乙烯醇基膜的兩側(cè)各復(fù)合一層具有高光透過(guò)率、耐水性好又有一定機(jī)械強(qiáng)度的三醋酸纖維素(TAC)薄膜而復(fù)合制得的。與由有機(jī)二向色性染料得到的偏光片相比，碘系偏光片以其較廣區(qū)域波長(zhǎng)的偏光特性，高的光透過(guò)性和性價(jià)比，成為市場(chǎng)LCD偏光片的主流，但該偏光片對(duì)熱和水的耐久性較差。隨著液晶顯示器件應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，對(duì)偏光片的耐久性提出了更高的要求。因此，對(duì)偏光片的PVA基膜進(jìn)行改性，進(jìn)而開(kāi)發(fā)光學(xué)性能和耐久性優(yōu)異的LCD偏光片是目前的技術(shù)難點(diǎn)。碘系偏光片是由PVA基膜經(jīng)過(guò)膨潤(rùn)、浸碘染色再單軸延伸后，另在PVA基膜兩側(cè)各復(fù)合一層TAC薄膜而復(fù)合得到的。PVA是一種線性高分子聚合物，在很長(zhǎng)的分子鏈上均勻分布著許多強(qiáng)極性的-OH基團(tuán)(如

圖1)，故親水性較強(qiáng)，耐水性和穩(wěn)定性較差。而且碘分子的結(jié)構(gòu)在高溫高濕度下易于破壞，使碘系偏光片的耐濕熱性能和機(jī)械性能不好，一般只能滿足80°C X500Hr或60°C X90% RHX500Hr的測(cè)試條件，且容易發(fā)生卷曲、剝落現(xiàn)象，限制了其應(yīng)用范圍。請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖1所示的是一現(xiàn)有碘系偏光片的PVA基膜的分子結(jié)構(gòu)示意圖，其中碘系偏光片的TAC保護(hù)膜并未被繪出，而PVA基膜的聚乙烯醇聚合物3表面均勻地分布著強(qiáng)極性親水的-OH基團(tuán)，而且碘分子2的結(jié)構(gòu)在高溫高濕下易于破壞，故該碘系偏光片的 PVA基膜在高溫高濕條件下的穩(wěn)定性較差。為了提高碘系偏光片的PVA基膜濕熱耐久性，需要對(duì)PVA基膜進(jìn)行改性或交聯(lián)。目前，改善PVA基膜耐久性的常用方法是加入第二組分，即能與PVA中親水性基團(tuán)-OH交聯(lián)的物質(zhì)。例如，中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)第1979231A號(hào)與第10128U67A號(hào)均采用二元羧酸和硼酸來(lái)對(duì) PVA基膜進(jìn)行交聯(lián)處理，但是硼酸使得PVA基膜的韌性增加，在延伸過(guò)程中會(huì)限制PVA基膜的延伸倍率。也有人將二氧化硅(SiO2)用真空鍍膜法、離子噴鍍法噴鍍?cè)赑VA基膜上，以提高PVA基膜的耐濕熱特性，但此二氧化硅鍍膜法成本較高，同時(shí)也會(huì)引起二氧化硅和PVA 基膜的相容性差的問(wèn)題。因此，我們需要新型的PVA基膜，以期其具有較高的耐濕熱性能和穩(wěn)定性以及良好的機(jī)械性能，并能減少偏光片欠點(diǎn)不良的發(fā)生，同時(shí)還具有抗眩功能
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種改性聚乙烯醇基膜的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開(kāi)以下技術(shù)方案一種改性聚乙烯醇基膜的制備方法， 步驟包括(1)采用氟硅烷對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行表面接枝改性，得到改性納米二氧化硅粉末；(2)在聚乙烯醇聚合物的水溶液中加入步驟(1)獲得的改性納米二氧化硅粉末， 制備成聚乙烯醇聚合物復(fù)合溶液；(3)將步驟( 制備的聚乙烯醇聚合物復(fù)合溶液澆鑄在鑄塑基板的表面上，真空干燥恒重以得到改性聚乙烯醇基膜。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述改性聚乙烯醇基膜的制備方法，具體步驟包括(1)采用氟硅烷對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行表面接枝改性在圓底燒瓶中依次加入干燥的納米二氧化硅粒子、無(wú)水乙醇、去離子水、氨水和氟硅烷；超聲分散之后，高速攪拌；然后過(guò)濾沉淀，用無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌；接著用甲苯抽提，用以除去未反應(yīng)的氟硅烷；最后真空干燥至恒重，研磨得到改性納米二氧化硅粉末；(2)在聚乙烯醇聚合物的水溶液中加入步驟(1)制得的改性二氧化硅粉末和表面活性劑，室溫下超聲分散；然后高速攪拌，制備成聚乙烯醇聚合物復(fù)合溶液；(3)將步驟( 制得的聚乙烯醇聚合物復(fù)合溶液澆鑄在鑄塑基板的表面上，在 80°C 90°C下真空干燥至恒重以得到改性聚乙烯醇基膜。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，步驟(1)中所述氟硅烷選自十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷、四-甲基_(全氟己基乙基)丙基三甲氧基硅烷、 十三氟辛基三甲氧基硅烷中的一種或多種混合物。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述步驟(1)中的納米二氧化硅純度規(guī)格為分析純，粒徑介于35 45納米(nm)之間。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述步驟(1)中添加的所述氟硅烷的質(zhì)量為所述納米二氧化硅質(zhì)量的33 40%。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述步驟O)中的聚乙烯醇聚合物的聚合度為4000，醇解度為98%。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述步驟O)中，添加的改性二氧化硅粉末的質(zhì)量為聚乙烯醇聚合物質(zhì)量的4% 8%。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述步驟O)中還加入羧酸類(lèi)陰離子型氟碳表面活性劑，其分子式為RF-CH2-COOH,其中R代表C6至Cltl的碳鏈。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述步驟O)中，添加的表面活性劑的質(zhì)量為聚乙烯醇聚合物質(zhì)量的0.2% 0.3%。本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種由上述方法制得的改性聚乙烯醇基膜。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開(kāi)以下技術(shù)方案一種改性聚乙烯醇基膜，所述改性聚乙烯醇基膜包括聚乙烯醇聚合物、納米二氧化硅基團(tuán)及氟硅烷基團(tuán)，所述改性聚乙烯醇基膜具有下述通式
權(quán)利要求
1.一種改性聚乙烯醇基膜的制備方法，其特征在于，制備步驟包括(1)采用氟硅烷對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行表面接枝改性，以得到改性納米二氧化硅粉末；(2)在聚乙烯醇聚合物的水溶液中加入步驟(1)獲得的改性納米二氧化硅粉末，以制備成聚乙烯醇聚合物復(fù)合溶液；(3)將步驟( 制備的聚乙烯醇聚合物復(fù)合溶液澆鑄在鑄塑基板的表面上，以得到改性聚乙烯醇基膜。
2.如權(quán)利要求1所述的改性聚乙烯醇基膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的所述氟硅烷選自十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷、 四-甲基_(全氟己基乙基)丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷中的一種或多種混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的改性聚乙烯醇基膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的所述納米二氧化硅的粒徑介于35 45納米之間。
4.如權(quán)利要求1所述的改性聚乙烯醇基膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中， 添加的所述氟硅烷的質(zhì)量為所述納米二氧化硅質(zhì)量的33 40%。
5.如權(quán)利要求1所述的改性聚乙烯醇基膜的制備方法，其特征在于，所述步驟O)中， 添加的所述改性二氧化硅粉末的質(zhì)量為所述聚乙烯醇聚合物質(zhì)量的4% 8%。
6.如權(quán)利要求1所述的改性聚乙烯醇基膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中還加入羧酸類(lèi)陰離子型氟碳表面活性劑，其分子式為RF-CH2-COOH,其中R代表C6至Cltl的碳鏈。
7.如權(quán)利要求6所述的改性聚乙烯醇基膜的制備方法，其特征在于，所述步驟O)中， 添加的所述表面活性劑的質(zhì)量為所述聚乙烯醇聚合物質(zhì)量的0. 2% 0. 3%。
8.一種改性聚乙烯醇基膜，其特征在于，所述改性聚乙烯醇基膜包括聚乙烯醇聚合物、 納米二氧化硅基團(tuán)及氟硅烷基團(tuán)，所述改性聚乙烯醇基膜具有下列通式
9.如權(quán)利要求8所述的改性聚乙烯醇基膜，其特征在于，所述聚乙烯醇聚合物鍵結(jié)有碘分子，其中接有所述氟硅烷基團(tuán)的納米二氧化硅基團(tuán)是包覆在所述聚乙烯醇聚合物及碘分子的外層。
10.一種改性聚乙烯醇基膜的偏光片，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的改性聚乙烯醇基膜；及貼附在所述改性聚乙烯醇基膜的一個(gè)或兩個(gè)表面上的保護(hù)膜。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改性聚乙烯醇基膜及其制備方法和由所述改性聚乙烯醇基膜制得的偏光片。所述改性聚乙烯醇基膜的制備步驟包括(1)采用氟硅烷對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行表面接枝改性，以得到改性納米二氧化硅粉末；(2)在聚乙烯醇聚合物的水溶液中加入步驟(1)獲得的改性納米二氧化硅粉末，以制備成聚乙烯醇聚合物復(fù)合溶液；以及(3)將步驟(2)制備的聚乙烯醇聚合物復(fù)合溶液澆鑄在鑄塑基板的表面上，以得到改性聚乙烯醇(PVA)基膜。本發(fā)明利用低表面能的氟硅烷改性納米二氧化硅，進(jìn)而交聯(lián)改性PVA基膜，以提高PVA基膜的耐濕熱性和穩(wěn)定性，改善PVA基膜的機(jī)械性能和耐玷污性。
文檔編號(hào)C08K3/36GK102432899SQ20111023404
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者劉權(quán), 張維維, 徐蕊, 段惠芳, 蔡榮茂, 黃俊杰, 黃紅青 申請(qǐng)人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司