一种高耐磨类纸膜及其制备方法和应用与流程

一种高耐磨类纸膜及其制备方法和应用与流程

随着科技的发展，平板电脑、智能手机和电子书阅读器等设备越来越普及，人们对于这些设备的使用体验要求也越来越高。其中，屏幕保护膜作为提升书写体验的重要配件，其性能直接影响到用户的使用感受。本文介绍了一种新型高耐磨类纸膜，通过独特的制备方法，实现了优异的耐磨性、透明度和书写质感，为用户带来了更接近纸张的书写体验。

本发明涉及膜，尤其涉及一种高耐磨类纸膜及其制备方法和应用。

背景技术

类纸膜是一种专门设计用于模拟纸张书写感觉的屏幕保护膜。它通常用于平板电脑、智能手机和电子书阅读器等设备上，旨在提供用户更接近纸张书写体验的触控屏幕操作感觉。类纸膜的表面通常会经过特殊处理，以模拟纸张的手感和书写效果。它可以提供一定的摩擦力和纸张般的手感，使用户在使用触控屏幕时更容易书写和绘画。同时，类纸膜还可以有效保护屏幕不受划痕和污垢的影响。

现有技术文献cn202110548798.3公开了一种硬化层涂布液及一种类纸膜。所述的硬化层涂布液包含六官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物，四官能团聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物，丙烯酸酯单体，二氧化硅粒子，助剂，有机抗菌剂，光引发剂，丙二醇甲醚；该硬化层涂布液固化后形成类纸膜的硬化层，同时具有良好类纸感和抗菌性能。但是是一方面由于粒子分散不均匀，导致粗糙度分布不均同时表面粗糙度不可控，产生局部粗糙度过大或者过小的情况，都不利于类纸膜的实际利用；另一方面，添加粒子还会使膜的透光率和雾度受到影响，同时，粒子与基体树脂之间的相容性差，容易从表面脱落，耐磨性能较差。

技术实现思路

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种高耐磨类纸膜，以提供一种表面粗糙度分布均匀，透光率高、耐磨性能优异的类纸膜。

基于上述目的，本发明提供了一种高耐磨类纸膜，由耐磨层浆料涂布于PET基材层一个表面后，再经横向拉伸、热定型得到；所述耐磨层浆料由以下重量份数原料制备得到：水性聚酯树脂30-40份、水性有机硅改性聚酯树脂5-8份，核壳无机粒子10-15份，氨基树脂3-5份，乙酰乙酸叔丁酯0.5-1.2份，有机硅消泡剂0.5-0.8份，水性润湿剂0.8-1.4份，异丙醇5-10份和去离子水20-32份。

核壳无机粒子的制备步骤如下：

1. 将N-(三甲氧基甲硅烷基丙基)咪唑和无水甲醇混合，然后加入二氧化硅，于80-85℃下回流搅拌6-8h，离心，洗涤，干燥，得到咪唑改性二氧化硅；
2. 将聚醚砜溶解于N-甲基吡咯烷酮中，然后加入1,4-二氯甲氧基丁烷和氯化锌，于90-95℃下反应8-10h，旋蒸，纯化，得到氯甲基化聚醚砜；
3. 将氯甲基化聚醚砜溶解于N-甲基吡咯烷酮中，得到浓度为25-28wt％的氯甲基化聚醚砜溶液；
4. 将叔胺基改性二氧化硅分散在N-甲基吡咯烷酮中，得到浓度为13-15wt％叔胺基改性二氧化硅分散液；
5. 将步骤s4制备的叔胺基改性二氧化硅分散液升温到80-90℃，然后逐滴加入步骤s3制备的氯甲基化聚醚砜溶液，滴加完毕后，搅拌反应80-100min，然后再加入N-甲基咪唑，继续搅拌反应5-8h，离心，干燥，得到核壳无机粒子。

水性聚酯树脂由季戊四醇、新戊二醇、间苯二甲酸、己二酸、二羟甲基丙酸经酯化脱水反应至酸值为65-67KOH/g，再由N,N-二甲基乙醇胺中和，加去离子水分散得到；所述水性聚酯树脂的固含量为55-58％。

水性有机硅改性聚酯树脂由季戊四醇、新戊二醇、间苯二甲酸、己二酸和羟基硅油经酯化脱水反应至酸值为25-28KOH/g，再由N,N-二甲基乙醇胺中和，加去离子水分散得到；所述水性有机硅改性聚酯树脂的固含量为32-35％。

水性聚酯树脂的制备步骤如下：在氮气气氛下，将季戊四醇、新戊二醇与间苯二甲酸和己二酸于140-150℃下保温回流60-80min；然后加入钛酸四异丙酯，升温至250-260℃酯化脱水至酸值为20-25mgKOH/g，降温至110-120℃加入二羟甲基丙酸，再升温至200-220℃反应至酸值为65-67mg KOH/g，降温至120-130℃，然后加入N,N-二甲基乙醇胺，保温中和90-120min；最后加入去离子水，得到固含量为55-58％的水性聚酯树脂。

季戊四醇、新戊二醇、间苯二甲酸、己二酸、钛酸四异丙酯、二羟甲基丙酸和N,N-二甲基乙醇胺的重量比为10-21:68-135:52-108:35-65:0.5-0.8:21-41:40-85。

水性有机硅改性聚酯树脂的制备方法如下：在氮气气氛下，将季戊四醇、新戊二醇、间苯二甲酸、己二酸和羟基硅油于130-140℃保温回流60-80min，然后加入钛酸四异丙酯，升温到230-250℃酯化脱水至酸值为25-28mgKOH/g，降温至120-130℃，然后加入N,N-二甲基乙醇胺，保温中和30-40min，最后加入去离子水，得到固含量为32-35％的水性有机硅改性聚酯树脂。

季戊四醇、新戊二醇、间苯二甲酸、己二酸、羟基硅油、钛酸四异丙酯和N,N-二甲基乙醇胺的重量比为2-3.8:15-32:10-22:7-13:22-41:0.1-0.2:18-35。

氨基树脂为水溶性三聚氰胺甲醛树脂，固含量为75-85％。

步骤s1中二氧化硅的粒径为0.8-1.2μm。

步骤s1中N-(三甲氧基甲硅烷基丙基)咪唑、无水甲醇和二氧化硅的重量比为0.2-0.3:100-150:10-15。

步骤s2中聚醚砜、N-甲基吡咯烷酮、1,4-二氯甲氧基丁烷和氯化锌的重量比为5-10:30-60:0.5-1.2:0.01-0.03。

步骤s5中叔胺基改性二氧化硅分散液、氯甲基化聚醚砜溶液和N-甲基咪唑的重量比为100-150:80-120:5-10。

进一步的，本发明还提供了一种上述高耐磨类纸膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将耐磨层浆料涂布在PET基材层的一个表面，湿涂布量为10-12g/m2，得到膜片；

(2)将膜片置于120-130℃温度下预热，然后在130-140℃下进行横向拉伸，拉伸完成后进行热定型处理，得到高耐磨类纸膜。

步骤(2)中横向拉伸倍率为3-4倍，定型处理温度为180-200℃，处理时间为5-10s。

所述高耐磨类纸膜可用于平板电脑、智能手机和电子书阅读器的屏幕贴膜。

本发明的有益效果

(1)本发明在类纸膜中添加了自制的核壳无机粒子，采用聚醚砜包裹二氧化硅，再将其进行季胺化改性，使其表面含有大量刚性基团和电荷，有助于提高其分散性，并且二氧化硅和季铵盐的引入也可以赋予类纸膜抗菌性能和耐磨性，同时构建粗糙表面，提升书写质感。

(2)本发明在类纸膜中引入核壳无机粒子的基础上，又引入了水性有机硅改性聚酯树脂，水性有机硅改性聚酯树脂和核壳无机粒子在类纸膜的表面具有强的相互作用，有助于提高粗糙度以及粗糙度的均匀性。

(3)本发明制备的类纸膜具有高透明度，高耐磨性，一定的抗菌性能和优异的书写质感，可广泛应用于平板电脑、智能手机和电子书阅读器等电子产品的屏幕贴膜。