一种保护膜及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及材料成型技术领域，具体公开了一种保护膜及其制备方法和用途。

背景技术

目前市场上成熟的3D屏幕保护膜解决方案主要有两种：一种是通过热压-冷却定型方式制成，其缺点是热压良率低，贴合手机屏幕后易反翘，另一种是采用柔软度较高的基材，如TPU膜，并在基材表面涂自修复涂层或者硬化层以实现对大弧度手机屏的贴合，其缺点是贴合后表面指甲印明显，表面较涩，体验感较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种保护膜及其制备方法和用途，所述保护膜初期具有优异的柔软性以及良好的内聚强度，对大弧度3D手机屏幕具有良好的贴合效果，贴合后经UV光固化后，产品光固化胶层瞬间变硬起到优异的定型效果，不易反翘。与传统的热压定型工艺对比，操作简单，良率更高，定型效果更好，同时产品采用无极化角度薄膜，适应光学屏下指纹解锁。

为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：本发明首先提供了一种保护膜，所述保护膜包括：保护层；硬化层，位于所述保护层上；第一基材层，位于所述硬化层上；光固化胶层，位于所述第一基材层上；第二基材层，位于所述光固化胶层上；有机硅胶层，位于所述第二基材层上；离型层，位于所述有机硅胶层上；其中，所述光固化胶层中包含官能度大于等于6的丙烯酸单体或丙烯酸低聚物。

在一实施例中，所述光固化胶层包括以下重量份的原料组分：含羟基丙烯酸树脂母胶50份，丙烯酸单体和/或丙烯酸低聚物50-150份，固化剂2-5份，光引发剂1-3份。

在一实施例中，所述丙烯酸单体包括二季戊四醇六丙烯酸酯，所述丙烯酸低聚物包括超支化聚酯丙烯酸酯、脂肪族改性聚酯六丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯或者芳香族聚氨酯六丙烯酸酯中的一种或多种组合。

在一实施例中，所述光固化胶层中包括丙烯酸单体以及丙烯酸低聚物，所述丙烯酸单体以及丙烯酸低聚物按照质量比为(0.5-2)：1组成。

在一实施例中，所述固化剂为非黄变型异氰酸酯类固化剂。

在一实施例中，以所述有机硅胶层的质量为100％计，所述有机硅胶层包括30％-60％的溶剂，5％-20％的硅生胶，25％-50％的硅树脂，0.5％-1％的交联剂，0.5％-1％的附着力促进剂以及0.5％-1.5％的催化剂。

在一实施例中，所述第二基材层的厚度为30-80um，硬度为60D-75D。

本发明还提供了一种如上所述保护膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：提供一保护层；在所述保护层上形成一硬化层；在所述硬化层上形成第一基材层；在所述第一基材层上形成一光固化胶层；在所述光固化胶层上形成一第二基材层；在所述第二基材层上形成一有机硅胶层；在所述有机硅胶层上形成一离型层；其中，所述光固化胶层中包含官能度大于等于6的丙烯酸单体或丙烯酸低聚物。

本发明再一方面还提供了一种包含如上所述保护膜的电子装置基板，其中，所述保护膜位于所述电子装置基板上。

如上所述，本发明光固化胶层采用了特殊丙烯酸树脂，添加多官能度UV丙烯酸单体和低聚物，通过非黄变型异氰酸酯与丙烯酸树脂中-OH反应，形成优异的内聚力，防止两层膜贴合3D大弧度存在溢胶以及因内聚不够分层，且有效避免黄变影响。通过多官单体或低聚物在UV光下固化，紧密交联形成网状结构，使整体胶带变硬变脆起到3D曲面定型作用。采用特殊有机硅胶对AF屏幕有良好的粘结力，以及高硬度的TPU膜保证初期优异的柔软度能很好的贴合3D屏幕，同时有较好的抗指甲印效果。特殊的基材保证了屏下指纹解锁功能，基材的表面的硬化处理，使产品不易划伤，同时又具有AF(抗指纹)、AR(防反射，增加透光率)的特点。本发明采用光固化的方式避免了传统热压方式贴合反翘，良率低的问题，为3D屏幕保护膜提供了新的方案。

附图说明

图1显示为本发明保护膜的结构示意图。

图2显示为本发明保护膜制备方法的流程示意图。

图3显示为包含本发明保护膜的电子装置结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。本发明中检测全光及雾度参考标准为ASTM D1003，水滴角参考标准为ASTM D2578，邵氏硬度参考标准为ASTM D2240，铅笔硬度参考标准为ASTM D3363，耐磨性能以及相位差参考新纶公司内部标准，剥离力及离型力参考ASTMD3330标准进行检测。

请参阅图1和图2，本发明提供了一种保护膜1，所述保护膜1包括有保护层11、硬化层12、第一基材层13、光固化胶层14、第二基材层15、有机硅胶层16以及离型层17，所述保护膜1可以通过将所述保护层11、硬化层12、第一基材层13、光固化胶层14、第二基材层15、有机硅胶层16以及离型层17依次贴合形成。

请参阅图1，所述保护层11可以设置在所述保护膜1的最外层，起到保护保护膜1主体的作用，所述保护层11的厚度可以是25-50um，例如26、27、30、40um，所述保护层11的材质可以是聚乙烯(PE)、聚丙烯(CPP)或聚酯(PET)中的任意一种，所述保护层11可以具有一定的粘性，所述保护层11的粘性可以是3-8g/inch，例如4g/inch、5g/inch、6g/inch。

请参阅图1，所述保护膜1还可以包括有一硬化层12，所述硬化层12的厚度可以是2-5um，例如3um、4um，所述硬化层12可以是含氟聚丙烯酸硬化树脂。在一实施例中，所述硬化层12的水滴角可以大于108°，耐磨可以大于1500次，硬度可以大于等于2H。所述硬化层12可以增强所述保护层11的使用性能和寿命。

请参阅图1，所述保护膜1还可以包括有第一基材层13，所述第一基材层13可以是高相位差SRF膜、45°配向角PET膜、无极化角聚碳酸酯(PC)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜中的任意一种。所述第一基材层13的厚度可以是25-55um，例如30、40、50um，所述第一基材层13的透过率可以大于90％，例如90.5％、92％、93％，所述第一基材层13的雾度可以小于1.5％，例如1％、0.5％、0.3％。

请参阅图1，所述保护膜1可以包括有一光固化胶层14，所述光固化胶层14的厚度可以是30-80um，例如40um、50um、60um，所述光固化胶层14可以包括有以下原料及重量份：含羟基丙烯酸树脂母胶50份，丙烯酸单体和/或丙烯酸低聚物50-150份，固化剂2-5份，光引发剂1-3份，溶剂30-50份。

请参阅图1，所述光固化胶层14可以采用紫外线(UV)固化形成，在一实施例中，所述丙烯酸单体或丙烯酸低聚物的官能度可以是大于等于6，例如6、8、10、12。在一实施例中，所述光固化胶层14中可以包括有丙烯酸单体以及丙烯酸低聚物，所述丙烯酸单体以及丙烯酸低聚物按照质量比可以为(0.5-2)：1，例如1:1、2:1。

请参阅图1，所述丙烯酸单体可以是二季戊四醇六丙烯酸酯，所述丙烯酸低聚物可以包括、超支化聚酯丙烯酸酯、脂肪族改性聚酯六丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯或者芳香族聚氨酯六丙烯酸酯中的一种或多种组合。

请参阅图1，所述固化剂可以是不带有苯环基团的非黄变型异氰酸酯类固化剂，例如可以包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。所述光引发剂可以包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮，苯偶酰双甲醚至少一种。所述溶剂可以包括甲苯、乙酯、丁酮中的至少一种。

请参阅图1，所述保护膜1还可以包括有第二基材层15，所述第二基材层15可以是无极化角脂肪族TPU膜，所述第二基材层15的硬度可以为60D-75D(邵氏硬度)，所述第二基材层15的厚度可以是25-50um，所述第二基材层15的透过率可以大于90％，例如91％、92％、93％，雾度可以小于1.5％，例如1.0％、0.7％、0.5％。

请参阅图1，所述保护膜1还可以包括有一机硅胶层，所述有机硅胶层16的厚度可以是20-50um，以所述有机硅胶层16的质量为100％计，所述有机硅胶层16可以包括溶剂30％-60％、硅生胶5％-20％、硅树脂25％-50％、交联剂0.5％-1％、附着力促进剂0.5％-1％和催化剂0.5％-1.5％，所述溶剂可以是乙酯，甲苯，丁酮至少一种，所述硅生胶可以为乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端的聚二甲基苯基硅氧烷一种或两种，所述硅树脂可以为MQ甲基硅树脂或MQ甲基苯基硅树脂，所述交联剂可以为含氢硅油，所述附着力促进剂可以为复合羧基封端的有机硅氧烷，所述催化剂可以为铂金催化剂。

请参阅图1，所述保护膜1还可以包括有一离型层17，所述离型层17可以是氟素离型膜或非硅离型膜中的任意一种，所述离型层17的离型力可以小于10g/25mm，例如9g/25m、8g/25m、7g/25m、6g/25m。所述离型层17可以保护所述保护膜1的内部胶体，防止其污染，粘尘。

请参阅图2，本发明另一方面还提供了一种如上所述保护膜1的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S1：提供一保护层；

S2：在所述保护层上形成一硬化层；

S3：在所述硬化层上形成第一基材层；

S4：在所述第一基材层上形成一光固化胶层；

S5：在所述光固化胶层上形成一第二基材层；

S6：在所述第二基材层上形成一有机硅胶层；

S7：在所述有机硅胶层上形成一离型层；

其中，所述光固化胶层14中包含官能度大于等于6的丙烯酸单体或丙烯酸低聚物。

在步骤S1-S7中，所述形成方法可以采用常规的涂布以及复合、固化等工艺来实现。

请参阅图3，本发明提供的一种保护膜1可以应用在电子装置上，所述电子装置可以包括有电子装置本体3以及一电子装置基板2，所述电子装置基板2位于所述电子装置本体3上，所述电子装置没有具体的限定，例如为可携式电子装置(例如手机)、电子车载装置、显示装置、图像识别装置或其他电子设备，进一步的，可以用在3D电子屏幕中，所述保护膜1可以贴附在所述电子装置的基板2上，所述电子装置基板2没有具体的限定，例如可以为玻璃基板、陶瓷基板、钢化基板或其他材质的基板，随着科技的飞速发展，目前手机等智能电子产品应用越来越普及，电子屏幕弧度也越做越大，从2D屏幕到3D屏幕，到最新推出的“瀑布屏”，同时屏幕表面抗指纹处理效果越来越好，其水滴角能达到115°以上，更兼具手机带有屏下指纹解锁功能，本发明所述保护膜1特别在3D手机屏上具有明显的应用优势。

以下通过具体的实施例来进一步说明本发明。以下实施例中丙烯酸树脂均采购自沙多玛广州化学有限公司。

如图1至图3所示，本实施例的一种保护膜1，其为多层结构，包括保护层1、硬化层12、第一基材层13、光固化胶层14、第二基材层15、有机硅胶层16、离型层17。

所述光固化胶层14，厚度为30um，含羟基丙烯酸树脂母胶50份，六亚甲基二异氰酸酯固化剂2份，二季戊四醇六丙烯酸酯50份，2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1份，溶剂乙酯30份。

所述第一基材层13，厚度为55um的SRF膜，透过率90.2％，雾度0.7％，相位差φ＞8000。

所述第二基材层15，厚度为25um的脂肪族TPU膜，邵氏硬度65D，透过率91.2％，雾度0.5％。

所述硬化层12，厚度为2um的含氟丙烯酸硬化树脂，水滴角＞108°，耐磨＞1500次，硬度≥2H。

所述有机硅胶层16，厚度为20um，包括溶剂乙酯50％、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷8％、MQ甲基硅树脂40％、含氢硅油0.5％、复合羧基封端有机硅氧烷0.5％和铂金催化剂1％。

所述离型层17，厚度为50um的氟素离型膜，离型力为8g/25mm。

所述保护层11，厚度为50um的cpp保护层，粘性为3g/25mm。

将第一基材层13表面涂布硬化层12，另一面涂光固化胶层14，复合第二基材层15，第二基材层15表面涂布有机硅胶层16，再复合离型层17，最后硬化层12复合保护层11得到样品1。

如图1至图3所示，本实施例的一种保护膜1，其为多层结构，包括保护膜层1、硬化层12、第一基材层13、光固化胶层14、第二基材层15、有机硅胶层16、离型层17。

所述光固化胶层14，厚度50um，包括含羟基丙烯酸树脂母胶50份，15官能度聚酯丙烯酸酯100份，异佛尔酮二异氰酸酯固化剂3份，1-羟基环己基苯基甲酮2份，溶剂甲苯30份。

所述第一基材层13，厚度为50um的45°配向角PET膜，透过率90.3％，雾度0.9％。

所述第二基材层15，厚度为35um的脂肪族TPU膜，邵氏硬度70D，透过率91.2％，雾度0.5％。

所述硬化层12，厚度为3um的含氟丙烯酸硬化树脂，水滴角＞108°，耐磨＞1500次，硬度≥2H。

所述有机硅胶层16，厚度为20um，包括溶剂乙酯45％、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷12％、MQ甲基硅树脂40％、含氢硅油1％、复合羧基封端有机硅氧烷0.8％和铂金催化剂1.2％。

所述离型层17，厚度为50um的氟素离型膜，离型力8g/25mm。

所述保护层11，厚度为50um的PET保护层，粘性5g/25mm。

保护膜1制成工艺参照实施例1后得到样品2。

如图1至图3所示，本实施例的一种保护膜1，其为多层结构，包括保护层11、硬化层12、第一基材层13、光固化胶层14、第二基材层15、有机硅胶层16、离型层17。

所述光固化胶层14，厚度为80um，含羟基丙烯酸树脂母胶50份，二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)150份，六亚甲基二异氰酸酯固化剂5份，苯偶酰双甲醚3份，溶剂丁酮50份。

所述第一基材层13，厚度为30um的PC膜，无极化角，透过率92.2％，雾度0.7％。

所述第二基材层15，厚度为50um的脂肪族TPU膜，邵氏硬度75D，透过率91.2％，雾度0.5％。

所述硬化层12，厚度为5um的含氟丙烯酸硬化树脂，水滴角＞108°，耐磨＞1500次，硬度≥2H。

所述有机硅胶层16，厚度为20um，包括溶剂乙酯32.5％、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷20％、MQ甲基硅树脂45％、含氢硅油1％、复合羧基封端有机硅氧烷1％和铂金催化剂1.5％。

所述离型层17，厚度为50um的氟素离型膜，离型力8g/25mm。

所述保护层11，厚度为50um的PET保护层，粘性5g/25mm。

保护膜1制成工艺参照实施例1后得到样品3。

如图1至图3所示，本实施例的一种保护膜1，其为多层结构，包括保护层11、硬化层12、第一基材层13、光固化胶层14、第二基材层15、有机硅胶层16、离型层17。

所述光固化胶层14，厚度为50um，含羟基丙烯酸树脂母胶50份，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯150份，六亚甲基二异氰酸酯固化剂5份，苯偶酰双甲醚3份，溶剂丁酮50份。

所述第一基材层13，厚度为50um的PC膜，无极化角，透过率92.2％，雾度0.7％。

所述第二基材层15，厚度为50um的脂肪族TPU膜，邵氏硬度75D，透过率91.2％，雾度0.5％。

所述硬化层12，厚度为5um的含氟丙烯酸硬化树脂，水滴角＞108°，耐磨＞1500次，硬度≥2H。

所述有机硅胶层16，厚度为20um，包括溶剂乙酯32.5％、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷20％、MQ甲基硅树脂45％、含氢硅油1％、复合羧基封端有机硅氧烷1％和铂金催化剂1.5％。

所述离型层17，厚度为50um的氟素离型膜，离型力8g/25mm。

所述保护层11，厚度为50um的PET保护层，粘性5g/25mm。

保护膜1制成工艺参照实施例1后得到样品4。

如图1至图3所示，本实施例的一种保护膜1，其为多层结构，包括保护层11、硬化层12、第一基材层13、光固化胶层14、第二基材层15、有机硅胶层16、离型层17。

光固化胶层14，厚度为50um，羟基丙烯酸树脂母胶50份，，二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)100份、脂肪族聚酯六丙烯酸酯25份、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯25份，六亚甲基二异氰酸酯固化剂5份，2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1.5份及苯偶酰双甲醚1.5份，溶剂乙酯40份。

所述第一基材层13，厚度为55um的SRF膜，透过率90.2％，雾度0.7％，相位差φ＞8000。

所述第二基材层15，厚度为30um的脂肪族TPU膜，邵氏硬度65D，透过率91.2％，雾度0.5％。

所述硬化层12，厚度为5um的含氟丙烯酸硬化树脂，水滴角＞108°，耐磨＞1500次，硬度≥2H。

所述有机硅胶层16，厚度为20um，包括溶剂乙酯37％、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷10％、MQ甲基硅树脂50％、含氢硅油0.7％、复合羧基封端有机硅氧烷0.8％和铂金催化剂1.5％。

所述离型层17，厚度为50um的氟素离型膜，离型力8g/25mm。

所述保护层11，厚度为50um的PET保护层，粘性5g/25mm。

保护膜1制成工艺参照实施例1后得到样品5。

如图1至图3所示，本实施例的一种保护膜1，其为多层结构，包括保护层11、硬化层12、第一基材层13、光固化胶层14、第二基材层15、有机硅胶层16、离型层17。

光固化胶层14，厚度为50um，含羟基丙烯酸树脂母胶50份，二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)50份、15官能度聚酯丙烯酸酯50份、脂肪族聚酯六丙烯酸酯25份、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯25份，六亚甲基二异氰酸酯固化剂5份，2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1.5份及苯偶酰双甲醚1.5份，溶剂乙酯40份。

所述第一基材层13，厚度为55um的SRF膜，透过率90.2％，雾度0.7％，相位差φ＞8000。

所述第二基材层15，厚度为30um的脂肪族TPU膜，邵氏硬度65D，透过率91.2％，雾度0.5％。

所述硬化层12，厚度为5um的含氟丙烯酸硬化树脂，水滴角＞108°，耐磨＞1500次，硬度≥2H。

所述有机硅胶层16，厚度为20um，包括溶剂乙酯37％、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷10％、MQ甲基硅树脂50％、含氢硅油0.7％、复合羧基封端有机硅氧烷0.8％和铂金催化剂1.5％。

所述离型层17，厚度为50um的氟素离型膜，离型力8g/25mm。

所述保护层11，厚度为50um的PET保护层，粘性5g/25mm。

保护膜1制成工艺参照实施例1后得到样品6。

产品结构如实施例1-6，其中光固化胶层14中固化剂为甲苯二异氰酸酯，其余同实施例6。

保护膜1制成工艺参照实施例1后得到对比样1。

产品结构同实施例1-6，光固化胶层14原料采用：含羟基丙烯酸树脂母胶50份，三官单体季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)，六亚甲基二异氰酸酯固化剂5份，2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1.5份及苯偶酰双甲醚1.5份，溶剂乙酯40份，其余同实施例6。

保护膜1制成工艺参照实施例1后得到对比样2。

现有热压3D保护膜1工艺技术制备得到对比样3。

下面通过对样品1-6以及对比样1-3进行性能测试以进一步说明本发明。检测结果如表1所示。

表1实施例样品的性能测试对照表

表1中，相关性能图标表示的性能优劣关系为：◎＞〇＞△＞×。

由表1可知，光固化层采用特殊丙烯酸树脂，添加多官能度UV丙烯酸单体和低聚物，在UV下形成紧密的网状交联，通过实施例可得出多官单体添加量越多定型效果越好，但存在溢胶风险，在保证不具有溢胶风险的前提下，丙烯酸单体及低聚物配合添加的方式能达到最优效果。由样品5、6的性能测试结果可知，官能度≥6单体或者低聚物均有较好的定型效果，但采用例如对比样2中的三官单体则易形成链状结构，定型效果较差。同时非黄变型异氰酸酯反应固化，适合光学保护膜的应用。采用特殊有机硅胶对AF屏幕有良好的粘结力，以及高硬度的TPU膜保证初期优异的柔软度能很好的贴合3D屏幕，同时有较好的抗指甲印效果。特殊的基材保证了屏下指纹解锁功能，基材的表面的硬化处理，使产品不易划伤，同时又具有AF(抗指纹)、AR(防反射，增加透光率)的特点。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。