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BOPET薄膜表面抗划伤耐磨涂层材料的研究

作　者: 修志锋
导　师: 白永平
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 紫外光固化抗划伤耐磨铅笔硬度涂层
分类号: O484.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

双向拉伸聚酯薄膜(简称BOPET)具有优异的光学性能、电气性能以及热性能等,可以广泛应用于光电产品的表面防护领域,诸如等离子体显示器(PDP)、薄膜液晶显示器(LCD)表面的保护。但是,受光电产品使用条件的影响,BOPET薄膜的使用寿命很短。其表面的抗划伤性、硬度以及耐磨性等很难满足光电产品用保护膜的要求。本文的目的在于探索出一种涂布在BOPET薄膜表面的涂层,该涂层具有优异的抗划伤性能、高的表面铅笔硬度以及优异的耐磨性。紫外光固化涂层具有固化速度快、节省能源、涂膜性能优良、对基材的适用范围广、不含挥发性大的溶剂等优点,消除了对环境的污染降低了生产费用,近年来应用极为广泛。鉴于此,本文选择紫外光固化涂层来制备抗划伤耐磨涂层材料。本文研究了光引发剂、预聚物、活性稀释剂、单羟基六官能丙烯酸酯、环氧改性三官能丙烯酸酯对于涂层基本性能的影响。结果表明,光引发剂184与光引发剂1173以质量比2:1复配使用可以很好的提高涂层的铅笔硬度以及耐磨性;聚氨酯六官能丙烯酸酯6161-100能赋予涂层优异的铅笔硬度、抗划伤性以及耐磨性;二官能活性稀释剂EM223与三官能活性稀释剂EM231以质量比1:1复配使用时可以赋予涂层材料优异的抗划伤性、耐磨性以及附着力;单羟基六官能丙烯酸酯EM265的加入可以提高涂层同基材电晕BOPET薄膜的附着力;在涂层耐磨性变化很小的前提下,环氧改性三官能丙烯酸酯能够提高涂层的铅笔硬度、抗划伤性以及附着力。涂层的全反射红外光谱分析表明,经过8s或超过8s的紫外光照射后,涂层材料完全固化。本文制备出的抗划伤耐磨涂层材料基本性能为:铅笔硬度为4H、抗划伤性为70g、耐磨性为0.5mg/1000cycles、附着力为0级。涂层相关性能测试表明涂层具有优异的热稳定性、光学性能、耐介质性以及良好的加工性能。对抗划伤耐磨涂层材料各项性能研究表明其可以广泛的应用于防刮划PET片材,如LCD表面的防护、触摸屏的防护、专业的IMD/IML片材、膜内注塑抗划伤保护膜以及复合地板的防划伤耐磨保护膜等领域。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-19
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  10-12
  1.2 光电产品用耐磨抗划伤涂层的研究现状  12-18
    1.2.1 有机硅类涂层  13-15
    1.2.2 丙烯酸酯类涂层  15-17
    1.2.3 其它类型涂层  17-18
  1.3 课题来源及研究内容  18-19
第2章实验部分  19-29
  2.1 实验设计  19-21
    2.1.1 抗划伤耐磨涂层制备方法的确定  19
    2.1.2 紫外光固化涂层体系组份的选择  19-21
    2.1.3 涂层固化时间的确定  21
  2.2 实验原料与设备仪器  21-23
    2.2.1 实验原料  21-22
    2.2.2 实验设备与仪器  22-23
  2.3 紫外光固化丙烯酸酯抗划伤耐磨涂层的制备  23-24
    2.3.1 基材的处理  23
    2.3.2 混合光引发剂的复配  23
    2.3.3 混合丙烯酸酯树脂的复配  23
    2.3.4 紫外光固化抗划伤耐磨涂层材料的配制  23
    2.3.5 涂层材料的涂覆与固化  23-24
  2.4 涂层的性能表征  24-29
    2.4.1 涂层硬度的测试  24
    2.4.2 涂层抗划伤性能测试  24-25
    2.4.3 涂层耐磨性能测试  25
    2.4.4 涂层附着力的测试  25-26
    2.4.5 涂层的红外光谱分析  26
    2.4.6 XPS测试  26
    2.4.7 涂层的TG/DSC测试  26-27
    2.4.8 涂层的紫外-可见光光谱测试  27
    2.4.9 AFM分析  27
    2.4.10 涂层的耐介质性测试  27
    2.4.11 涂层的耐黄变性测试  27
    2.4.12 涂层的抗破裂性测试  27
    2.4.13 涂膜材料的尺寸稳定性能测试  27
    2.4.14 涂膜材料的耐弯性测试  27-29
第3章紫外光固化抗划伤耐磨涂层的制备  29-39
  3.1 光引发剂对于紫外光固化涂层的影响  29-31
    3.1.1 光引发剂的紫外光吸收光谱  29-30
    3.1.2 光引发剂对涂层性能的影响  30-31
  3.2 预聚物对紫外光固化涂层的影响  31-34
  3.3 活性稀释剂对紫外光固化涂层的影响  34-36
    3.3.1 二官能活性稀释剂对涂层性能的影响  34-35
    3.3.2 三官能丙烯酸酯作为混合活性稀释剂对涂层性能的影响  35-36
  3.4 其它预聚物对涂层性能的影响  36-38
    3.4.1 单羟基六官能丙烯酸酯对涂层性能的影响  36-37
    3.4.2 环氧改性三官能丙烯酸酯对涂层性能的影响  37-38
  3.5 本章小结  38-39
第4章紫外光固化抗划伤耐磨涂层的表征  39-51
  4.1 涂层的红外光谱  39-40
  4.2 表面元素分析  40-42
  4.3 涂层的热性能  42-44
  4.4 涂层的光学性能  44-45
  4.5 涂层的表面形态  45-47
  4.6 涂层的其它性能表征  47-49
    4.6.1 涂层的耐介质性  47-48
    4.6.2 涂层的耐黄变性  48
    4.6.3 涂层的抗破裂性  48
    4.6.4 涂膜的尺寸稳定性  48
    4.6.5 涂膜的耐弯性  48-49
  4.7 实验所得PET涂膜同商品化防刮伤PET片材的性能对比  49-50
  4.8 本章小结  50-51
结论  51-52
参考文献  52-58
攻读硕士期间发表的论文  58-60
致谢  60

BOPET薄膜表面抗划伤耐磨涂层材料的研究

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