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        公司動態

        薄膜的功能化處理及應用

        文字:[大][中][小] 2015-11-10    瀏覽次數:639    

        一、引言

        薄膜表面功能化涂層的實施目的有3個,一是賦予薄膜新的功能;二是對薄膜進行保護提升耐用率;三是對薄膜起到裝飾作用??傊?,通過在薄膜表面實施功能涂層可以使薄膜的品質得到提升,應用范圍得到擴展。

        目前制造涂層材料的企業主要集中在日本,進行涂層加工的國家和地區是日本、中國臺灣地區、韓國。在我國目前主要是使用完成涂層的功能膜材料,而在中國進行涂層加工的工業體系尚在建設中。

        二、功能薄膜

        FPD平板顯示面板除顯示材料外,需要由各功能薄膜產品組成。尤其是液晶顯示器(LCD)更是多種功能薄膜的組合,包括偏光片、防反射膜、防眩光膜、視野擴大膜、擴散膜等等。在這些光學功能膜材料的制作工藝中有許多是采用UV固化技術,通過對基膜實施涂層來實現的。此外,膜內裝飾(IMD)技術、玻璃隔熱節能貼膜等均屬于功能膜的應用。

        2-1 防反射(AR及LR)膜

        顯示器的顯示畫面在被周圍環境的光線如陽光或外界燈光照射時會產生鏡面反射而產生映入的現象,顯示屏應該顯示的畫面就會和由外界映入的光和景觀等重疊,使得顯示圖像清晰性下降,影響顯示畫面的觀賞效果。解決此現象的較好方法是對顯示屏進行防反射處理或在屏幕外側使用防反射膜,具有防反射膜(AR膜, Anti-Reflective)的LCD顯示器適用于飛機機艙、終端移動電話、彩屏手機、筆記本電腦和大型監視器等高性能要求的場合。

        防反射薄膜是利用光干涉的原理來減少鏡片表面多余的反射光,提高透光率,保證屏幕畫面的觀賞效果。防反射膜的生產可以采用濺射或化學氣相沉淀(CVD)工藝,即將非導電材料通過上述方法沉積在薄膜上形成具有不同折射系數的多層結構,屬于干法加工制作。用于防反射膜的薄膜基材主要是三醋酸纖維素薄膜(TAC)或聚酯薄膜(PET),CVD方法制作防反射膜要求條件復雜、成本高。為避免CVD苛刻的加工條件,當前濕法涂布技術取代干法工藝是制造防反射膜的生產方法逐漸增多并成為發展趨勢。

        防反射膜的技術要求主要有3個方面:

        光學性質:反射率、透過率、霧度;

        表觀性能:材料表面硬度、耐刮擦性;

        應用環境:耐化學藥品性、耐熱性及耐寒性、防水耐濕性等。

        濕法工藝防反射膜的關鍵技術主要是涂層材料折射率研究,防反射作用的原理是不同折射率的膜層界面對相應波長的光產生干擾而防止光的反射,涂膜厚度應由光的波長決定。理論上,由N層的多層防反射薄膜來防止N 個波長的光的反射率。實際應用的防反射膜一般至少由4個涂層組成,基材選用透明的TAC或PET薄膜,自下而上依次是硬質涂層、高折射率層、低折射率層和防污抗劃傷層,根據需要透明基材背面涂布壓敏膠和隔離膜。

        濕法生產的防反射膜的硬質涂層與前述光固化硬涂層相似,防污抗劃傷層也是以光固化硬涂層為基礎,涂層體系選用具有防污性能的特殊基團的樹脂材料或無機納米材料構成。

        光聚合方法防反射膜的防反射涂層涂料體系組成由含有不飽和基團的丙烯酸樹脂預聚物,防反射膜的不同折射率涂層的實現,除聚合體系與固化膜層的光學性能相關外,需要加入不同的材料來改善和提高膜的光學參數。低折射率的涂層可通過加入低折射率的氟化物或含氟丙烯酸酯聚合物或預聚物來調整涂層涂料的折射率,例如氟化鎂、含氟(甲基)丙烯酸酯的共聚物、偏二氟乙烯與四氟乙烯的共聚物及含氟單官能(甲基)丙烯酸酯或含氟二官能(甲基)丙烯酸酯與其它多官能(甲基)丙烯酸酯的共聚物。

        一般情況下,涂層的折射率與涂層材料分子結構中氟的百分含量有關,即增加氟的含量會降低涂層的折射率。這些聚合物通過調節分子結構中氟原子取代基的含量及共聚物的結構單元,可在一定范圍內調節聚合物的低折射率和其它物理性能,這類含氟聚合物的折射率一般為1.3~1.5,目前已有多種含氟聚合物用于生產。

        一些專利描述了含氟聚合物可以實現需要的低折射率、表面硬度以及較大粘合力,下述分子結構是一種(甲基)丙烯酸酯含氟聚合物單體可用于光聚合制備防反射膜。

        其中:X表示F,是3以上的C1~14的氟烷基、F是4以上的C3~14的氟環烷基;Y1、Y2、Y3表示H、丙烯?;?、甲基丙烯?;?,且Y1、Y2、Y3中至少2個是丙烯?;?、甲基丙烯?;?;Z表示H、C1~3的烷基;n、m是0或1,且n+m=1。

        除含氟化合物以外,二氧化硅微粒及表面改性的二氧化硅的摻雜也可以降低涂層的折射率(表2),并可以改善涂層的附著力等性能。光聚合防反射膜的光聚合組合物還可以使用少量的聚硅氧烷丙烯酸樹脂,尤其是在低折射率層可提高涂層表面的耐磨性,得到良好的抗磨損性能。

        高折射率層除了選擇光聚合成膜體系具有高折光率外,一般需要摻雜無機納米氧化物來提高涂層的折射率,用于提高折射率的納米氧化物有氧化鈦、氧化鋯、氧化銻、氧化銦錫等等,這些氧化物的折射率一般在1.9~2.4左右。無機納米材料在涂層體系中的分散是涂料制備的關鍵技術,市售的納米分體是納米粒子的聚積體狀態,通過研磨、高剪切等分散技術將其在涂布液中分散成需要粒徑的粒子(一般粒徑≤50nm),這個過程中需要必要的分散劑等表面活性劑。當粒徑大時尤其是大于涂層膜厚時,將會發生光線的散射,造成透光率等光學性能的降低。

        通過將具有不同折射系數的UV固化涂料涂布并固化于塑料薄膜基材上,形成多層防反射結構,用于LCD的防反射薄膜基材除PET外,還可以是TAC和PC膜。

        2-2 防眩光膜(AG=Anti-Glare)

        在顯示器應用領域產生的眩光有2個方面,一是顯示器自身發光閃耀產生;另一方面是室內照明及戶外光線投射到顯示屏后產生的反射眩光。這種眩光使得顯示器的使用者眼睛不適,尤其是長時間使用造成眼睛疲勞。外界光線對液晶顯示屏幕具有非常大的干擾,一些LCD顯示屏,在外界光線比較強的時候,因為它表面的玻璃板產生反射眩光,而干擾到它的正常顯示。因此,在室外等明亮的場所使用LCD時,其顯示性能會大大降低。

        所謂“抗眩光膜”是在光學薄膜內攙雜或表面鍍上一層或數層光學折射材料,這些光學材料可以對光線產生散射現象,使得經由防眩光膜的光線和外界光線反射發生散射,致使見到的光線柔和,防眩光膜能夠顯著減少玻璃表面對可見光的反射眩光,增強畫面清晰度。

        防眩光膜使用透明的醋酸纖維素薄膜(TAC)、用聚酯薄膜(PET)或聚碳酸酯(PC)薄膜等透明性優良的薄膜作基材,主要使用雙折射性小的醋酸纖維素薄膜。防眩光膜一般是同偏光片一同用于液晶顯示器,主要用途是筆記本電腦、大型監視器等液晶顯示屏。

        防眩光膜制作有多種方法,早期主要是在薄膜中添加具有抗眩光作用的無機材料和熱壓成型法。前者是在薄膜成膜前將不規則的抗眩光物質混入樹脂中,在成膜過程中均勻分散在薄膜中,使薄膜自身具有一定的光散射性能,起到防眩光的作用。后者是在薄膜成形過程中使用壓花輥在薄膜表面擠壓而成,凹凸不平的薄膜表面造成光線的散射,起到防眩光作用。制作防眩光膜的這兩種方法的特點是方法簡單,但薄膜的防眩光性能不易控制,薄膜壓花面硬涂層處理困難,影響使用效果。

        同防反射膜制作一樣,防眩光膜的干法制作是采用電化學沉積或濺射方法,制作技術與防反射膜相同,是將不同的無機金屬氧化物經化學沉積或濺射的方法沉積在薄膜表面,形成不同折射率的多層透明薄膜,通過各層對光線的折射起到抗眩光的作用,無機氧化物一般是氧化錫、氧化鋯、氧化銻、氧化硅等。這種方法可以根據使用需要沉積防眩光層,性能可靠,膜表面致密抗劃傷性能好,但缺點是連續化生產困難和成本高。液態涂料涂布法制作防眩光膜是本世紀初發展起來的新技術,濕法涂布尤其適合大尺寸和連續化生產的要求,濕法涂布是在薄膜基材上涂布一層或兩層含有抗眩光材料的涂層干燥固化后形成防眩光膜層??寡9獠牧铣松鲜龅臒o機氧化物外,還有有機高分子聚合物微粉,其作用同樣是對穿過的光線發生散射。

        防眩光膜的制作方法   Fig 2: Preparation method of Anti-Glare film

        防眩光膜的實用要求除本身光學性能外,還需具備一定的表面抗劃傷性能,以保證材料在使用過程中不被損壞??箘潅枰诒∧し姥9馔繉颖砻嫘纬梢粋€高度交聯的硬性膜層??箘潅繉优c防眩光層的匹配、涂布工藝、固化方式等的研究對合格材料的制備也是一個關鍵技術。獲得好的的抗劃傷涂層光聚合體系是理想的選擇,光聚合固化硬涂層已廣泛應用于薄膜材料的表面硬化處理。目前選擇多官能基丙烯酸預聚物樹脂和多官能團丙烯酸活性單體得到的表面硬化涂層的鉛筆硬度可達6~7H, 并可以通過調節聚合物的結構組成獲得理想的耐擦傷性和涂層間的附著力。

        近年來,隨著光聚合技術在光學功能膜制作中的應用日臻成熟,光聚合材料作為防眩光材料的載體已經在實際生產中廣泛應用。將納米無機氧化物、聚合物微粉分散在由聚氨酯丙烯酸脂樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、丙烯酸活性單體和光敏引發劑組成的光聚合體系中,通過調節預聚物樹脂和光引發劑控制膜層的物理機械性質,由選用的抗眩光物質的折射率和粒徑控制防眩光膜的光學性能,采用一次涂布即可制作性能可靠的抗眩光膜。

        2-3: 棱鏡片

        液晶顯示器由于液晶分子有秩序的排列,因而阻止了光線向其它方向發射,使顯示屏存在一定的可視角度。由垂直于顯示屏面板的方向觀測,亮度較高;但由偏離法線一定角度觀測,亮度會有不同程度的下降。棱鏡片是在柔性聚酯薄膜的一個表面上形成的線性等腰形的微小棱鏡,這些棱鏡被并排設置在薄膜表面。棱鏡片的作用就是讓分散的光集中在法線70℃范圍內出光,其原理是利用全發射定律,讓大于70度射出的光又反射回來再次被利用,可使在軸中心的亮度增加110%,其原理是利用折射和全反射原理使入射到棱鏡片中分散的光線集中于一定的角度在發出去。

        棱鏡片的作用除了調整光線發射方向外還在于提高背光模板發射光線亮度,為了提高背光亮度,通常還可以在棱鏡片上貼敷提高亮度的光學增亮膜(如3M公司制造的BEF膜等),其目的是提高背光光源光能的利用率。

        棱鏡片的基材一般是120~200μm的PET膜或PC膜材,制造方法可以用機械壓制形成的方法,將聚合物基材片坯在加熱至軟化溫度時在模具中壓制成型;也可以使用在膜材表面上涂布加工棱鏡層的方法制作,即將配置好的涂層樹脂涂料涂布在基材上,通過模具加工后熱固化或光聚合固化在光學薄膜表面形成多棱鏡,膜表面涂層形成的棱鏡片。

        Fig4: Schematic illustration of structure of prism film

        根據背光源組件的設計,棱鏡片的規格有對頂角及棱鏡間距等不同的要求,棱鏡片厚度和棱鏡間距可隨亮度等性能要求而改變,基材PET薄膜有透明型和無光澤型。

        棱鏡片光聚合成形工藝有多種方式,可以將光聚合組成物澆注在金屬模板上,在光聚合物上覆蓋聚酯薄膜,然后紫外線透過聚酯薄膜對光聚合物進行照射,光聚合物固化后將聚酯薄膜連同在其上固化的棱鏡層由金屬模板上剝離得到棱鏡片所示。另一種成型方法將高粘度的光聚合組成物涂布于聚酯薄膜上,適當加熱將涂層物中少量溶劑揮發除去,在用一定形狀的金屬模具壓制出棱鏡形狀,紫外線照射固化得到棱鏡片。

        紫外固化澆注成型制造棱鏡片  Fig5: Preparation of prism film by ultraviolet curing casting molding

        紫外固化壓制成型制造棱鏡片  Fig6: Preparation of prism film by ultraviolet curing pressing molding

        光聚合制作棱鏡片所用成型模具一般用金屬材料制成,所用金屬材料應有較好的尺寸穩定性,紫外光照射及高溫情況下不易變形并不與光聚合物發生化學反應。

        擴散片

        擴散片的作用是使LCD背光源發出的光漫射,使射出的光分布更加均勻,即通過導光板射出的光及回歸反射的光的漫射作用,還起到遮蓋背光源組件圖案的作用,即從正面看不到反射點的影子。擴散片包括導光板與棱鏡片之間配置的下擴散片和棱鏡片與液晶組件間配置的上擴散片。下擴散片的主要作用是導光板射出的光線的散射作用和由棱鏡片回歸反射的光線的漫射作用。另外,還具有遮蓋背光源組件塑料基板圖案(如光導板底部的反射網點等)的作用。

        棱鏡片上側使用的光擴散片(上漫射薄膜、棱鏡片保護膜)的作用主要是棱鏡片的保護作用,對棱鏡片發出的光束的漫射性要求不高。但如果棱鏡片發出的光束的角度過小,會使面板視角縮小,因此上擴散片起到的另一個作用是對光線的這種修正作用。

        LCD背光源的擴散片基材是不同厚度的PET薄膜,上面涂以具有光擴散性能的高分子材料及無機材料。將光擴散性材料涂布在薄膜上有多種途徑,分散介質可以選用高分子乳液、熱塑性樹脂或光聚合樹脂等,采用光聚合技術,將光擴散性材料分散在可紫外線聚合的樹脂和活性稀釋劑組成的透明涂料中,涂布固化得到擴散片。

        光聚合擴散片   Fig7: Photo polymerization of diffusion film

        擴散片的光漫射性能是由光擴散性材料的性能和作為介質的成膜樹脂等的光學性能決定,光聚合涂層體系中樹脂和光擴散性材料的不同配合,可以制作出不同漫射性能的擴散片。

        2-5:  PET抗劃傷膜(保護膜)

        PET薄膜的抗劃傷處理,是對薄膜表面進行硬化處理的過程,使其薄膜表面具有抗擦傷性能。PET表面硬化處理后主要用于表面需要經常觸摸的平板顯示器,俗稱觸摸屏,如觸摸式顯示屏、手寫式顯示屏等。顯示用觸摸屏是一種位置傳感器,它通過直接觸摸顯示屏上的顯示圖標,將觸摸點的位置變成電信號,再經計算處理轉變成需要的信息,觸摸功能可直接進行人機對話,應用越來越廣泛。觸摸屏由PET膜軟上屏和含有導電點陣的玻璃下屏組成,PET膜軟上屏需進行硬化處理和導電層制作,導電層是在PET薄膜一側沉積ITO膜形成。由于聚酯薄膜是由雙向拉伸生產,PET膜表面抗擦傷性能較弱,故膜的觸摸面極易被刮擦產生痕跡。為解決此問題觸摸式顯示屏的PET膜表面須進行硬化處理,以改善膜表面的抗擦傷性能。

        PET觸摸屏結構    Fig8: Structure of PET touch panel

        薄膜表面硬化處理技術是人們研究薄膜表面改性的重要內容之一,紫外光聚合技術的硬涂層用作薄膜表面的抗劃傷層研究報道已有很多,光聚合涂層體系固化后具有的高透明性及抗擦傷性是最適合顯示器用膜的硬化處理技術,并且也是當前最佳的選擇。

        觸摸顯示屏等所用聚酯薄膜是柔性薄膜材料,硬涂處理層要求有好的附著力、柔韌性、透光性、防水和耐化學品性及表面硬度。薄膜材料涂層的抗擦傷和耐磨性與涂層表面的硬度有關,同時與涂層的彈性模量和表面摩擦系數有密切關系,這些性能與光聚合體系所用預聚物樹脂的分子結構和體系的交聯密度有關,目前已可以達到4H 以上的鉛筆硬度,分子結構中的一些特殊基團及所用涂層助劑有助于涂層表面摩擦系數的調整。光聚合體系一般選擇多官能基聚氨酯丙烯酸脂、環氧丙烯酸脂預聚物,前者能夠賦予涂層較好的柔韌性,而多官能基環氧丙烯酸脂可以提供優良的硬度,合理的組合使涂層獲得優秀的附著力和耐擦傷性能。

        提高光聚合體系固化后與薄膜基材的附著力可在涂布硬涂層前先對PET表面進行電暈、腐蝕等處理。摻雜有無機或有機材料的光聚合涂料如含有納米二氧化硅或氧化鋁的涂料用于此類膜材料會有良好的抗擦傷效果,納米氧化硅或氧化鋁具有較強的耐磨抗擦傷性能,很多耐磨涂料如木地板涂料等均使用這類無機納米材料作抗劃填料,含有硅氧烷基的丙烯酸脂樹脂可以使涂層表面獲得滑爽的性能,作為耐磨添加劑有利于涂層固化后抗擦傷性能的提高。

        2-6: IMD薄膜的制造

        模內裝飾技術(In-Mold Decoration, IMD)是替代塑膠制品表面噴漆、電鍍加工最好的新工藝,減少注塑的后續加工工序,在塑膠工業上推廣、普及,能真正實現節能、環保的意義。IMD可細分為IMR和IML(IMF/INS)工藝,具體可參考模內裝飾資訊:www.chinainmould.com

        IMD所用薄膜與觸摸屏用硬化處理薄膜的區別主要表現為表面硬度的不同,觸摸屏一般是表面硬度較高的PET薄膜,表面鉛筆硬度在3H左右或以上,薄膜材料基本不需拉伸。

        IMD和IMF用功能薄膜的生產工藝相同,主要是在不同厚度(0.075mm, 0.1mm, 0.125mm, 0.188mm)的PET基材的一面涂布防劃傷層,而另一面涂布易印刷粘結樹脂層即可得到膜產品。

        防劃傷層的涂料目前主要采用輻射固化型涂料,涂料由聚氨酯丙烯酸預聚物樹脂、丙烯酸單體、光引發劑、所需要的助劑和為了降低涂料粘度和適應薄層涂布加入酯類、酮類或苯類溶劑組成。涂布采用凹版涂布,濕涂布量8~10g/m2,膜層干厚2~3u,紫外光固化。

        IMD和IMF用功能薄膜硬化涂層涂料的區別主要體現在聚氨酯丙烯酸預聚物樹脂和丙烯酸單體的丙烯酸基團官能度方面,涂料干后的性能區別主要是硬度和柔韌性(可拉伸的伸長率)兩個方面。

        IMD技術的關鍵是該工藝對薄膜的要求:

        選用光學性能好的PET材料,保證產品透明性等綜合性能好;

        PET薄膜印刷面需要有好的油墨親和性,保證油墨的附著力;

        硬化面可根據需要是否做處理,但要保證硬化涂層100/100D的附著力;

        硬涂層既要有一定的硬度和好的耐磨性,又要有一定的柔韌性。保證材料加工成型不會使硬涂層剝離或出現裂痕等弊??;

        用于IMF的薄膜基材(PET)也要有較好的拉伸成形性,以滿足大曲面產品的使用要求。

        2-7  玻璃貼膜

        建筑窗膜是可用于建筑物使用的一類節能降耗及提高玻璃窗安全性能的功能膜材料。

        磁控濺射玻璃貼膜    Fig9: Window film by magnetron sputtering

        膜的最基本構成是:聚酯基片(PET),一面鍍有防劃傷層(HC,Hard Coating),另一面是安裝膠層及保護膜。PET是一種耐久性強、堅固耐潮、耐高、低溫性均佳的材料。它清澈透明,經金屬化涂層、磁控濺射、夾層合成等多種工藝處理,成為具有不同特性的膜。膜的專業制造商通常使用各自專利的粘膠用于夾層合成和安裝膠層。主要分為:壓敏膠和水分子激活膠。建筑玻璃貼膜主要分為兩大系列:太陽膜和安全膜。

        玻璃貼膜主要品種有:透明熱鏡、熱反射隔熱膜、低反射隔熱、低輻射(Low-E)膜、磨砂及半透明裝飾膜、透明安全膜等。玻璃節能窗膜有四大基本特性:隔熱節能,抗紫外線、美觀舒適,安全防爆。玻璃貼膜在建筑工業中可以被稱為:“兩棲”產品,它既可用于舊樓翻新,也可用于新建大樓。

        進入21世紀后,在納米技術開發和應用的基礎上,納米隔熱膜成為玻璃貼膜最新技術

        納米涂布玻璃貼膜     Fig 10: Window film by nano coating

        應用納米技術將納米金屬氧化物分散成漿料,把該漿料添加UV固化體系中在PET薄膜上固化成膜。隔熱效果顯著持久,而且不易氧化、壽命比金屬膜多一倍,并且絕對不阻隔GPS。真正做到了不氧化、不褪色、不阻隔GPS、高隔熱、高透光、低反光、色澤持久,壽命長的完美窗膜標準。

        三、功能薄膜的發展前景

        功能薄膜的關鍵是對薄膜表面使用功能性涂料的處理,采用輻射固化涂料技術在賦予薄膜各種功能的同時提高薄膜的耐擦傷性是功能膜的發展方向。隨著科學技術的發展,用于薄膜的功能涂料種類越來越多,不同的功能可以賦予薄膜更完善的使用功能和保護裝飾功效,可以極大地豐富這些膜材料的應用范圍。

        3-1 抗靜電硬化涂層

        由于種種原因而產生的靜電,是發生最頻繁,最難消除的危害之一。防靜電薄膜除了應用在顯示器件方面外,近年來隨著IT行業的迅速發展,集成電路、組件及其制品,也大量采用價廉物美的薄膜類包裝材料包裝,如果采用容易產生靜電的薄膜包裝,薄膜會因電磁感應和磨擦產生的靜電積累,對各種敏感性電子元件、儀器儀表等原因產生的高壓放電,使所包裝的商品遭到破壞,造成極大的經濟損失,因此抗靜電薄膜,作為功能性塑料包裝薄膜的一個實用品種,倍受人們關注,得到了很快的發展。

        采用涂料生產防靜電薄膜與采用外部抗靜電劑生產抗靜電薄膜不同,涂層型防靜電技術,不使用表面抗靜電劑的溶液對薄膜的表面進行涂布,而是采用導電性涂料涂復在薄膜表面、形成均勻的涂層,從而賦予塑料導電性能,使之成為具有防靜電性能的薄膜,薄膜同時具有防靜電效果,還具有優異的防灰塵效果。防靜電涂層涂料由UV固化樹脂材料組成,涂層表面電阻達到108Ω及以下。

        3-2 耐指紋及防污染硬化涂料

        涂料中添加指紋處理劑是一種為了提高薄膜表面不留有指紋而設計的一種有機涂膜,主要用于電腦,家電,汽車,建筑等的基板板材。優異的耐指紋效果增強了薄膜材料表面保護功能和裝飾性。

        耐指紋及防污染透明薄膜可以采用氟代烷基硅烷等有機或有機/無機復合材料構成涂層組分。其中氟代烷基硅烷中的氟碳基團起到疏水疏油的作用,從而得到耐指紋的效果。

        利用納米二氧化鈦的光催化產生極強的自由基可以制造出持久性的防污涂層,目前已廣泛用于內外墻涂料。如將高質量的納米二氧化鈦復合涂料涂布在透明薄膜上可制作防污染薄膜產品。

        用于薄膜表面的防污處理,例如建筑及車窗的玻璃貼膜、IMD工藝的塑料產品等薄膜的防污處理??梢匝芯康谋∧け砻娌灰渍掣剿陀投岣吣け砻媸杷院褪栌托缘奶攸c,進而達到提高耐污染性的目的。

        3-3 親水性硬化涂料

        現實生活中我們可以看到許多上霧甚至結霜現象,例如冬天窗戶玻璃上、汽車風檔玻璃、浴室玻璃、塑料大棚等,其相互隔開的兩側常出現一定的溫差,溫度低的表面水分的飽和蒸汽壓低于周圍環境的蒸汽壓,從而引起水汽向物體表面聚集,并以微小的水珠形式析出形成霧,而每個小水珠都會使光線發生折射和反射,顯著降低透明材料的透光率,影響視線。如一側溫度過低甚至還會結霜,這就給生產和生活帶來諸多不便,甚至引起重大的損失。

        具有超親水功能的薄膜,其在具有防靜電防灰塵的特點外,還能夠抑制薄膜變臟和易清洗的特點以及防霧效果,一旦表面有污物存在只需用水沖洗既可清潔而無需是用清潔劑。

        3-4 自修復涂料

        膜材料在應用過程中,受外界因素作用可能會出現表面破損現象,表面的破損會影響到對材料的保護,更會影響到表觀的裝飾效果。受自然界生命體受損后可自行修復愈合的啟發,產生了自修復涂料。自修復(Self-Healing),也成為自愈合,即源于醫學和生物的自愈合能力,將其用于材料科學具有仿生的含義。Self-Reparing,即自修復涂料包含更廣義的內涵,即涂層產生裂縫后能自動修復裂縫。

        自修復涂料的原理有較多,如在聚合物基體中引入微膠囊形成愈合劑及引發劑,當有裂縫擴展時,嵌在其中的微膠囊被撕裂,愈合劑通過毛細管作用釋放到受損區域,遇到催化劑,便會引發聚合反應,將裂縫處粘合修補好。

        雜化有機-無機納米組分可作為細胞壁來組裝賦予自愈功能的微型管路,這些納米組分是通過自組裝表面活性膠囊的模板制備而成的,涂層一旦受損,損傷處便自發修復愈合。

        自修復薄膜可以應用到手機、筆記本電腦、家電等的IMD薄膜,使得產品具有更好的表面光澤和色彩鮮艷等裝飾效果。


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