本發(fā)明涉及平板顯示技術領域，特別是一種聚酯薄膜底涂用的聚氨酯乳液，以及表面涂布有該乳液的聚酯薄膜、使用該聚酯薄膜的擴散膜、硬化膜和增亮膜。
背景技術：
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜由于具有優(yōu)良的機械性能、電氣性能和耐化學腐蝕性能，被廣泛用于液晶顯示器(LCD)、模內(nèi)裝飾(如增亮膜、擴散膜、硬化膜等)等生產(chǎn)領域。但由于聚酯薄膜表面的高度結(jié)晶取向，導致它表面性能較差，與各種油墨、粘合劑、涂料等物質(zhì)之間粘接性差。通過在PET表面涂覆含有聚酯類樹脂、聚丙烯酸酯類樹脂、聚氨酯類樹脂的粘接層，來改善聚酯薄膜與其他功能涂層界面間的附著力。
現(xiàn)有技術中，中國專利201310692661.0公開了一種光學聚酯薄膜用高附著力水性涂布液，該涂布液將水性聚氨酯、水溶性聚酯、氨基樹脂共混，通過加入潤濕劑、pH調(diào)節(jié)劑等助劑制成，將該涂布液涂覆于聚酯薄膜表面，得到涂層與薄膜附著力達到4B的預涂膜。
上述已有技術提供的聚氨酯乳液應用于聚酯薄膜表面雖然可以提高其附著力，卻是水性聚氨酯、水溶性聚酯、氨基樹脂三種樹脂的共同作用，達到改善聚酯薄膜表面的附著力。上述聚氨酯乳液結(jié)構(gòu)中不含有交聯(lián)基團，固化后不含有能參與UV固化的活性基團，底涂層和功能涂層之間難以形成有效的化學鍵合。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題針對現(xiàn)有技術的不足、提供一種聚氨酯乳液，該聚氨酯乳液涂覆在聚酯薄膜表面，可以提高聚酯薄膜與其他功能涂層之間的附著力，經(jīng)UV照射72h后，功能涂層100％不脫落。
本發(fā)明所要解決的另一個技術問題是提供表面涂布有該聚氨酯乳液的聚酯薄膜。
解決上述問題所采用的技術方案如下：
一種聚氨酯乳液，通過以下步驟制備：
(1)在反應器中加入聚酯多元醇10重量份～20重量份、小分子二元醇1重量份～3重量份、二異氰酸酯10重量份～20重量份、助溶劑10重量份～30重量份，加入催化劑0.04重量份～0.12重量份，在40℃～50℃反應20min～40min，再升溫至70℃～90℃反應1.5h～3h，制得預聚體A；
(2)降溫至50℃～60℃，向預聚體A中加入含雙鍵封端劑0.1重量份～0.5重量份，反應30min～50min，再加入0.2重量份～1.2重量份三元醇，反應10min～20min后，加入乙醇胺中和至pH為7～10，加水稀釋，得到質(zhì)量分數(shù)為15％～35％的聚氨酯乳液。
上述聚氨酯乳液，所述聚酯多元醇是分子量為2000的二聚酸聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚碳酸酯多元醇中的一種或任意組合。
上述聚氨酯乳液，所述小分子二元醇為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、1,4-丁二醇、1,4-丁二醇-2-磺酸鈉中的一種或任意組合。
上述聚氨酯乳液，所述雙鍵封端劑為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯中的一種或任意組合。
一種聚酯薄膜，至少一個表面含有上述聚氨酯乳液制成的底涂層。
一種擴散膜，含有支持體，擴散層和防粘層，所述支持體為上述聚酯薄膜。
一種硬化膜，包括支持體和硬化層，所述支持體為上述聚酯薄膜。
一種增亮膜，含有支持體和增亮層，所述支持體為上述聚酯薄膜。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
1、本發(fā)明采用預聚合單體一次投料反應，預聚體的分子結(jié)構(gòu)中，聚酯二元醇與小分子擴鏈劑分布更加均勻，交聯(lián)固化成膜后，高分子鏈結(jié)合的更牢固，有利于提高底涂層與聚酯薄膜的附著力，也有利于增加功能層與底涂層的附著力。
2、本發(fā)明提供的聚氨酯乳液，采用含有雙鍵的封端劑對異氰酸根進行封端，所得聚氨酯乳液含有雙鍵，作為底涂層涂布在聚酯薄膜表面，在橫向拉伸過程中，進行熱固化，在底涂層表面涂覆功能涂層后，底涂層中的剩余雙鍵可以進行UV反應，增加底涂層與功能涂層之間的附著力。
3、本發(fā)明中所用的三羥甲基丙烷含有三個羥基，在體系中起到內(nèi)交聯(lián)劑的作用，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時，未完全內(nèi)交聯(lián)反應的羥基與底涂層涂布液中的固化劑反應，進一步增加了聚氨酯分子鏈的交聯(lián)度，有利于增強底涂層與聚酯薄膜的附著力。
4、本發(fā)明中所用乙醇胺在中和后，在分子鏈上還含有多余的羥基，可與底涂層涂布液中的固化劑反應，有利于增強底涂層與聚酯薄膜的附著力。
5、本發(fā)明針對現(xiàn)有的功能涂層直接涂覆于薄膜表面，容易產(chǎn)生脫落，提供了一款新型水性聚氨酯底涂乳液，涂布這層聚氨酯乳液后，再涂布功能涂層，功能層的附著力達到100％不脫落，經(jīng)過UV老化72h后，附著力仍可達到100％不脫落。
6、用本發(fā)明提供的含有底涂層的聚酯薄膜，在底涂層表面涂布功能層，分別制備得到的擴散膜、硬化膜、增亮膜，可實現(xiàn)功能層與底涂層附著力100％不脫落，經(jīng)過UV老化72h后，附著力仍可得到100％不脫落。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。
實施例1
1.聚氨酯乳液的制備
(1)在反應器中加入聚己內(nèi)酯多元醇10g、二羥甲基丙酸1.5g，1,4-丁二醇0.5g，二苯基甲烷二異氰酸酯10g、N,N-二甲基甲酰胺10g，二月桂酸二丁基錫0.04g，在50℃反應40min，再升溫至90℃反應3h，制得預聚體A；
(2)降溫至60℃，向預聚體A中加入丙烯酸羥乙酯0.1g，反應30min，再加入0.2g三羥甲基乙烷，反應20min后，加入一乙醇胺中和至pH為7，加水稀釋，得到質(zhì)量分數(shù)為35％的聚氨酯乳液。
2.聚酯薄膜的制備
(1)取10g上述聚氨酯乳液、0.2g固化劑、0.8g潤濕劑、0.4g二氧化硅分散體的分散體液和90g去離子水，經(jīng)高剪切乳化劑分散均勻，得到聚酯薄膜涂布用的底涂液；
(2)將干燥的聚酯切片熔融擠出冷卻成為無取向的鑄塑厚片，縱向拉伸3倍后，在其表面涂覆底涂液，再進行橫向拉伸3.2倍，經(jīng)230℃熱定型收卷得到厚度為188μm的聚酯薄膜。
3.增亮膜的制備
在步驟2所述聚酯薄膜涂層面涂覆增亮液，在模壓棱鏡圖案的同時進行能量為400mJ/cm2的紫外光UV照射，固化后收卷制得增亮膜，測其性能(見表1)。
實施例2
1.聚氨酯乳液的制備
(1)在反應器中加入二聚酸聚酯多元醇15g、二羥甲基丙酸1.2g，1,4-丁二醇-2-磺酸鈉0.8g，異佛爾酮二異氰酸酯15g、N,N-二甲基乙酰胺20g，辛酸亞錫0.12g，在45℃反應30min，再升溫至85℃反應2.5h，制得預聚體A；
(2)降溫至55℃，向預聚體A中加入丙烯酸羥丙酯0.4g，反應50min，再加入1.2g三羥甲基丙烷，反應15min后，加入二乙醇胺中和至pH為8，加水稀釋，得到質(zhì)量分數(shù)為30％的聚氨酯乳液。
2.聚酯薄膜的制備
采用上述聚氨酯乳液，按照實施例1中聚酯薄膜的制備方法進行制備。
3.擴散膜的制備
在步驟2所述聚酯薄膜涂層面涂覆擴散液，通過能量為400mJ/cm2的紫外光進行UV照射，固化后收卷制得擴散膜，測其性能(見表1)。
實施例3
1.聚氨酯乳液的制備
(1)在反應器中加入聚碳酸酯多元醇20g、二羥甲基丁酸2g，1,4-丁二醇-2-磺酸鈉1g，1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯20g、N,N-二甲基乙酰胺30g，辛酸亞錫0.08g，在40℃反應20min，再升溫至70℃反應1.5h，制得預聚體A；
(2)降溫至50℃，向預聚體A中加入甲基丙烯酸羥乙酯0.5g，反應40min，再加入0.8g三羥甲基丙烷，反應10min后，加入三乙醇胺中和至pH為9，加水稀釋，得到質(zhì)量分數(shù)為15％的聚氨酯乳液。
2.聚酯薄膜的制備
采用上述聚氨酯乳液，按照實施例1中聚酯薄膜的制備方法進行制備。
3.硬化膜的制備
在步驟2所述聚酯薄膜涂層面涂覆硬化液，通過能量為400mJ/cm2的紫外光進行UV照射，固化后收卷制得硬化膜，測其性能(見表1)。
實施例4
1.聚氨酯酯乳液的制備
(1)在反應器中加入二聚酸聚酯多元醇15g、二羥甲基丁酸0.7g，1,4-丁二醇0.3g，二苯基甲烷二異氰酸酯15g、N,N-二甲基乙酰胺15g，二月桂酸二丁基錫0.06g，在45℃反應25min，再升溫至80℃反應2h，制得預聚體A；
(2)降溫至60℃，向預聚體A中加入甲基丙烯酸羥丙酯0.3g，反應40min，再加入1g三羥甲基丙烷，反應10min后，加入一乙醇胺中和至pH為10，加水稀釋，得到質(zhì)量分數(shù)為20％的聚氨酯乳液。
2.聚酯薄膜的制備
采用上述聚氨酯乳液，按照實施例1中聚酯薄膜的制備方法進行制備。
3.增亮膜的制備
在步驟2所述聚酯薄膜涂層面涂覆增亮液，在模壓棱鏡圖案的同時進行能量為400mJ/cm2的紫外光UV照射，固化后收卷制得增亮膜，測其性能(見表1)。
實施例5
1.聚氨酯酯乳液的制備
(1)在反應器中加入二聚酸聚酯多元醇20g、二羥甲基丁酸2g，1,4-丁二醇-2-磺酸鈉1g，二苯基甲烷二異氰酸酯20g、N,N-二甲基甲酰胺30g，二月桂酸二丁基錫0.08g，在40℃反應20min，再升溫至70℃反應1.5h，制得預聚體A；
(2)降溫至55℃，向預聚體A中加入丙烯酸羥乙酯0.2g，反應35min，再加入0.5g三羥甲基丙烷，反應15min后，加入一乙醇胺中和至pH為8，加水稀釋，得到質(zhì)量分數(shù)為25％的聚氨酯乳液。
2.聚酯薄膜的制備
采用上述聚氨酯乳液，按照實施例1中聚酯薄膜的制備方法進行制備。
3.硬化膜的制備
在步驟2所述聚酯薄膜涂層面涂覆一層硬化液，通過能量為400mJ/cm2的紫外光進行UV照射，固化后收卷制得硬化膜，測其性能(見表1)。
對比例
1.聚氨酯乳液的制備
(1)在反應器中加入聚己內(nèi)酯多元醇10g、二苯基甲烷二異氰酸酯10g、N,N-二甲基甲酰胺10g，二月桂酸二丁基錫0.04g，在50℃反應40min，再升溫至90℃反應1h后，加入1,4-丁二醇0.5g進行醇擴鏈，反應1h后，加入二羥甲基丙酸1.5g，引入親水性基團，反應1h后，得到預聚體A；
(2)降溫至60℃，向預聚體A中加入丙烯酸羥乙酯0.1g，反應30min，再加入0.2g三羥甲基乙烷，反應20min后，加入一乙醇胺中和至pH為7，加水稀釋，得到質(zhì)量分數(shù)為35％的聚氨酯乳液。
2.聚酯薄膜的制備
采用上述聚氨酯乳液，按照實施例1中聚酯薄膜的制備方法進行制備。
3.增亮膜的制備
在步驟2所述聚酯薄膜涂層面涂覆增亮液，在模壓棱鏡圖案的同時進行能量為400mJ/cm2的紫外光UV照射，固化后收卷制得增亮膜，測其性能(見表1)。
表1性能表
表中附著力測試方法如下：
采用百格法測試聚酯薄膜與功能涂層之間的附著力，經(jīng)能量為340mJ/cm2UV老化試驗箱老化72h后，以漆膜保留的格數(shù)評價附著力，100％表示最好，0％表示最差。