含硅氟碳树脂保护型涂层涂料及其制备方法、在显示元件上的应用与流程

1.本发明涉及显示元件涂料技术领域，具体涉及含硅氟碳树脂保护型涂层涂料及其制备方法、在显示元件上的应用。

背景技术：

2.激光正投技术是以激光正面投射到屏幕上显示画面的技术。相比传统液晶电视、传统光学投影等，由于激光更窄的波长从而显示出更逼真的彩艳丽度。然而受激光昂角投射的影响，为了更好的展示事物的真实彩，一方面可以提高激光投影仪的光学流明，另一方面还可以调整屏幕的光扩散度、菲涅尔棱镜微结构、银反射层亮度等来获得较好的显示效果。通常，为了避免银反射层在搬运、加工等工序中造成其产生划痕、破坏等损伤，需要对其加以保护。
3.为了保护银反射层避免损伤，需要在其表面涂覆一层有硬度、韧性、同时附着力良好且耐候性好的涂层。考虑到银反射层自身的连续生产涂布，后续保护层也需要满足流水线操作，单组分涂层更适用该保护层要求。
4.feve氟碳树脂是氟烯烃单体(三氟氯乙烯或四氟乙烯)与乙烯基单体(乙烯基醚、乙烯基酯或其混合物)的共聚物，共聚单体可以是环己基乙烯基醚、羟丁基乙烯基醚、烷基乙烯基醚等；其分子结构通式如下：
5.其中x＝cf3、f或cl，r1～r4为相同或不同的烷基或环烷基，烷基中碳的数量至少为4个以上。由其分子结构可以看出，其中含有氟烯烃链节和乙烯基醚链节，乙烯基醚链节中包括羟基侧链和羧基侧链，其中乙烯基醚与氟烯烃之间严格交替排列共聚可以使得化学性能稳定的氟乙烯链节形成空间屏蔽，保护较低稳定性的乙烯基醚链节受到化学介质的侵袭。feve氟碳树脂具有较好的耐侯性、耐腐蚀性、耐化学药品性和抗沾污性等优异的性能，但是其缺点如硬度较低大约为2h左右、不耐磨、施工性差也是较为明显的。
6.如何将feve氟碳树脂用于显示元件中作为保护涂层获得硬度高、耐磨与重涂性良好的单组分自干涂层是本发明要解决的技术问题。

技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题，而提供含硅氟碳树脂保护型涂层涂料及其制备方法、在显示元件上的应用。本发明的含硅氟碳树脂涂层涂料固化后具有较高的硬度和耐膜性，同时满足较好的耐候性、韧性、附着力，对显示元件特别是激光投影仪中银反射层具有较好的保护作用。
8.为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
9.含硅氟碳树脂保护型涂层涂料，包括如下重量份原材料：
10.硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液45-55份、
11.颜填料0-35份、
12.乙酸酯类溶剂2-30份、
13.催化剂0.3-0.5份、
14.加工助剂0.5-3.2份，
15.所述硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液的制备方法为：将feve氟碳树脂溶于有机溶剂中，然后加入异氰酸酯硅氧烷，搅拌均匀后，加入有机锡，升温反应，待反应结束得到硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液。
16.上述反应涉及的化学反应如下，异氰酸酯硅氧烷以异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷为例：
[0017][0018]
该反应中发生了feve氟碳树脂中的羟基与异氰酸酯硅氧烷中异氰酸酯基的化学反应，形成氨酯键，氨酯键中氨基间接与端硅氧烷基团连接、酯基与氟碳大分子树脂连接(硅氧烷基—nh—coo—feve氟碳树脂)。
[0019]
进一步地，所述feve氟碳树脂中羟基含量为1-3wt％、酸价为1-2mgkoh/g、氟含量为20-30wt％；所述有机锡为二月桂酸二丁基锡；所述有机溶剂为乙酸乙酯；所述异氰酸酯硅氧烷为异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、甲基-(3-异氰酸丙基)二甲基硅烷中的一种。
[0020]
进一步地，所述升温反应的温度为55-65℃、反应时间为100-130min。
[0021]
进一步地，所述feve氟碳树脂、所述异氰酸酯硅氧烷、所述有机溶剂、所述有机锡的重量份数之比为50:(5-10):50:(0.1-0.3)。
[0022]
进一步地，所述颜填料中包括颜料和填料，其中颜料包括金红石型钛白粉、陶瓷颜料、二氧化硅包覆型铝银浆、珠光颜料中的一种或多种，陶瓷颜料例如钴蓝、钴绿、钛黄、铜铬黑等，珠光颜料例如云母基材珠光颜料等，其中填料为纳米硫酸钡；
[0023]
所述乙酸酯类溶剂为丙二醇二乙酸酯和/或丙二醇单甲醚乙酸酯与乙酸乙酯的混合溶剂，其中所述乙酸乙酯占所述混合溶剂的50-65wt％，若所述混合溶剂中同时存在丙二醇二乙酸酯和丙二醇单甲醚乙酸酯，则丙二醇二乙酸酯和丙二醇单甲醚乙酸酯的质量比为1:1；
[0024]
所述催化剂为甲基三丁酮肟基硅烷；
[0025]
所述加工助剂包括分散剂、增稠剂、流平剂、消泡剂中的一种或多种。
[0026]
再进一步地，所述含硅氟碳树脂涂层包括如下重量份原材料固化而成：硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液45-55份、颜填料0-35份、乙酸酯类溶剂2-30份、催化剂0.3-0.5份、分
散剂0.5-1份、增稠剂0.5-1份、流平剂0.5-0.7份、消泡剂0.2-0.4份。
[0027]
优选地，所述分散剂为磷酸酯类分散剂，如tech-598；所述增稠剂为亲水气相二氧化硅；所述流平剂为有机硅，如tech-232；所述消泡剂为氟硅油，如tech-367。
[0028]
上述含硅氟碳树脂保护型涂层涂料的制备方法是：按配比配料，在搅拌状态下，在硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液中依次加入分别具有流平功能、分散功能的加工助剂以及颜填料，在1500-2500rpm下进行分散至少30min至物料细度小于30μm，待物料降温至小于30℃后，依次加入乙酸酯类溶剂、催化剂、具有增稠功能的加工助剂继续进行搅拌分散，最后加入具有消泡功能的加工助剂在真空负压0.05-0.07mpa下保持10-15min进行真空脱泡后得到含硅氟碳树脂保护型涂层涂料。
[0029]
本发明最后一方面提供上述含硅氟碳树脂保护型涂层涂料在显示元件上的应用，具体将含硅氟碳树脂保护型涂层涂料涂覆于显示元件的金属反射层上，常温自干后即形成保护型涂层。
[0030]
有益技术效果：
[0031]
本发明通过异氰酸酯硅氧烷对现有氟碳树脂进行改性，获得侧链具有硅氧烷基封端的目标产物硅氧烷改性feve氟碳树脂，以其为本发明保护型涂层涂料的基体树脂，在催化剂的作用下，该侧链端硅氧烷基产生水解缩合形成交联网络并通过在固化过程中与成膜物质进行杂化，从而提高了固化后涂层的硬度以及耐刮擦性能，同时满足优异的耐候性、韧性以及对显示元件中金属反射层的较好附着力，使得固化后涂层对金属反射层具有较好的保护作用；本发明保护型涂岑个涂料能够满足流水线操作，只需在金属反射层自身的连续生产涂布工艺后续增加一道后续保护层工序即可。
附图说明
[0032]
图1为实施例2的含硅氟碳树脂保护型涂层涂料在涂覆于显示元件的银反射层上的效果图，其中a为涂布流水线操作，b为含硅氟碳树脂保护型涂层涂料在基体上形成银反射层保护型涂层。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本发明的实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值不限制本发明的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0035]
以下实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定；若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、或相关企业提出的标准要求进行。除非另有说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。
[0036]
以下实施例中的feve氟碳树脂选用四氟乙烯-乙烯基醚交替共聚物树脂，日本大金gk-570。
[0037]
实施例1
[0038]
含硅氟碳树脂保护型涂层涂料，包括如下重量份原材料：
[0039]
硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液55份、陶瓷颜料(黑)12份、纳米硫酸钡6份、丙二醇单甲醚乙酸酯5份、丙二醇二乙酸酯5份、乙酸乙酯13.8份、甲基三丁酮肟基硅烷0.5份、a200亲水型气相二氧化硅(增稠剂)1份、tech-232流平剂0.5份、tech-598分散剂1份、tech-367消泡剂0.2份；
[0040]
本实施例中硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液的制备方法为：将50重量份四氟乙烯-乙烯基醚交替共聚物树脂溶于50重量份乙酸乙酯中，然后加入7.84重量份异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后，加入0.2重量份二丁基二月桂酸锡，升温至60℃反应120min，反应结束后得到硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液。
[0041]
上述配比的含硅氟碳树脂保护型涂层涂料的制备过程：将硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液置于行星式搅拌分散设备中，开启搅拌，依次加入分别流平剂、分散剂以及陶瓷颜料、纳米硫酸钡，调节转速至2000rpm下进行高速分散60min后测试物料细度小于30μm；停机，待物料降温至小于30℃后，开启搅拌依次加入丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、甲基三丁酮肟基硅烷、增稠剂以及乙酸乙酯继续进行搅拌分散30min，最后加入消泡剂在真空负压0.06mpa下保持15min进行真空脱泡，得到含硅氟碳树脂保护型涂层涂料。
[0042]
实施例2
[0043]
含硅氟碳树脂保护型涂层涂料，包括如下重量份原材料：
[0044]
硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液50份、金红石型钛白粉15份、纳米硫酸钡3份、丙二醇单甲醚乙酸酯5份、丙二醇二乙酸酯5份、乙酸乙酯15份、甲基三丁酮肟基硅烷0.5份、a200亲水型气相二氧化硅(增稠剂)1份、tech-232流平剂0.5份、tech-598分散剂1份、tech-367消泡剂0.2份；
[0045]
本实施例中硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液的制备方法为：将50重量份四氟乙烯-乙烯基醚交替共聚物树脂溶于50重量份乙酸乙酯中，然后加入9.21重量份异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀后，加入0.3重量份二丁基二月桂酸锡，升温至60℃反应120min，反应结束后得到硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液。
[0046]
上述配比的含硅氟碳树脂保护型涂层涂料的制备过程：将硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液置于行星式搅拌分散设备中，开启搅拌，依次加入分别流平剂、分散剂以及陶瓷颜料、纳米硫酸钡，调节转速至1800rpm下进行高速分散80min后测试物料细度小于30μm；停机，待物料降温至小于30℃后，开启搅拌依次加入丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、甲基三丁酮肟基硅烷、增稠剂以及乙酸乙酯继续进行搅拌分散40min，最后加入消泡剂在真空负压0.05mpa下保持15min进行真空脱泡，得到含硅氟碳树脂保护型涂层涂料。
[0047]
实施例3
[0048]
含硅氟碳树脂保护型涂层涂料，包括如下重量份原材料：
[0049]
硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液55份、金红石型钛白粉12份、铜铬黑4份、纳米硫酸钡2份、丙二醇单甲醚乙酸酯5份、丙二醇二乙酸酯5份、乙酸乙酯17份、甲基三丁酮肟基硅烷0.5份、a200亲水型气相二氧化硅(增稠剂)1份、tech-232流平剂0.5份、tech-598分散剂1
份、tech-367消泡剂0.2份；
[0050]
本实施例中硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液的制备方法为：将50重量份四氟乙烯-乙烯基醚交替共聚物树脂溶于50重量份乙酸乙酯中，然后加入7.3重量份甲基-(3-异氰酸丙基)二甲基硅烷，搅拌均匀后，加入0.3重量份二丁基二月桂酸锡，升温至60℃反应120min，反应结束后得到硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液。
[0051]
上述配比的含硅氟碳树脂保护型涂层涂料的制备过程：将硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液置于行星式搅拌分散设备中，开启搅拌，依次加入分别流平剂、分散剂以及陶瓷颜料、纳米硫酸钡，调节转速至2200rpm下进行高速分散30min后测试物料细度小于30μm；停机，待物料降温至小于30℃后，开启搅拌依次加入丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、甲基三丁酮肟基硅烷、增稠剂以及乙酸乙酯继续进行搅拌分散50min，最后加入消泡剂在真空负压0.07mpa下保持15min进行真空脱泡，得到含硅氟碳树脂保护型涂层涂料。
[0052]
对比例1
[0053]
本对比例的涂布液：四氟乙烯-乙烯基醚交替共聚物树脂70重量份、异氰酸酯交联剂25重量份、双酚a型环氧树脂5重量份、正辛基三甲氧基硅烷10重量份、甲苯-异丙醇(体积比1:1)，制成涂布液。本对比例的涂布液需要在60-80℃下热固化30min。
[0054]
将上述实施例中的涂料涂布于银反射层表面进行常温自干，将对比例1的涂布液涂布于银反射层表面进行高温固化。固化后的涂层性能见表1。
[0055]
表1实施例及对比例的固化后涂层性能
[0056][0057][0058]
由表1可知，采用端基具有硅氧烷基团的异氰酸酯对feve氟碳树脂中的羟基进行改性，对漆膜的硬度及耐磨性影响明显，这表明硅氧烷的水解与脱醇会对改性树脂的整体性能影响巨大。而对比例1中，采用后添加烷基硅氧烷，并没有提高漆膜硬度及附着力的功能，同时还大大降低涂料的耐湿热性及耐人工老化性能，这可能表明共混的硅氧烷并不能提高feve树脂漆膜的化学性能。
[0059]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.含硅氟碳树脂保护型涂层涂料，其特征在于，包括如下重量份原材料：硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液45-55份、颜填料0-35份、乙酸酯类溶剂2-30份、催化剂0.3-0.5份、加工助剂0.5-3.2份，所述硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液的制备方法为：将feve氟碳树脂溶于有机溶剂中，然后加入异氰酸酯硅氧烷，搅拌均匀后，加入有机锡，升温反应，待反应结束得到硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液。2.根据权利要求1所述的含硅氟碳树脂保护型涂层涂料，其特征在于，所述feve氟碳树脂中羟基含量为1-3wt％、酸价为1-2mgkoh/g、氟含量为20-30wt％；所述有机锡为二月桂酸二丁基锡；所述有机溶剂为乙酸乙酯；所述异氰酸酯硅氧烷为异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、甲基-(3-异氰酸丙基)二甲基硅烷中的一种。3.根据权利要求1所述的含硅氟碳树脂保护型涂层涂料，其特征在于，所述升温反应的温度为55-65℃、反应时间为100-130min。4.根据权利要求1所述的含硅氟碳树脂保护型涂层涂料，其特征在于，所述feve氟碳树脂、所述异氰酸酯硅氧烷、所述有机溶剂、所述有机锡的重量份数之比为50:(5-10):50:(0.1-0.3)。5.根据权利要求1-4任一项所述的含硅氟碳树脂保护型涂层涂料，其特征在于，所述颜填料中包括颜料和填料，其中颜料包括金红石型钛白粉、陶瓷颜料、二氧化硅包覆型铝银浆、珠光颜料中的一种或多种，其中填料为纳米硫酸钡；所述乙酸酯类溶剂为丙二醇二乙酸酯和/或丙二醇单甲醚乙酸酯与乙酸乙酯的混合溶剂，其中所述乙酸乙酯占所述混合溶剂的50-65wt％，若所述混合溶剂中同时存在丙二醇二乙酸酯和丙二醇单甲醚乙酸酯，则丙二醇二乙酸酯和丙二醇单甲醚乙酸酯的质量比为1:1；所述催化剂为甲基三丁酮肟基硅烷；所述加工助剂包括分散剂、增稠剂、流平剂、消泡剂中的一种或多种。6.根据权利要求5所述的含硅氟碳树脂保护型涂层涂料，其特征在于，所述含硅氟碳树脂涂层包括如下重量份原材料固化而成：硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液45-55份、颜填料0-35份、乙酸酯类溶剂2-30份、催化剂0.3-0.5份、分散剂0.5-1份、增稠剂0.5-1份、流平剂0.5-0.7份、消泡剂0.2-0.4份。7.根据权利要求6所述的含硅氟碳树脂保护型涂层涂料，其特征在于，所述分散剂为磷酸酯类分散剂；所述增稠剂为亲水气相二氧化硅；所述流平剂为有机硅流平剂；所述消泡剂为氟硅油消泡剂。8.根据权利要求1-7任一项所述的含硅氟碳树脂保护型涂层涂料的制备方法，其特征在于，按配比配料，在搅拌状态下，在硅氧烷改性feve氟碳树脂溶液中依次加入分别具有流平功能、分散功能的加工助剂以及颜填料，在1500-2500rpm下进行分散至少30min至物料细度小于30μm，待物料降温至小于30℃后，依次加入乙酸酯类溶剂、催化剂、具有增稠功能的加工助剂继续进行搅拌分散，最后加入具有消泡功能的加工助剂在真空负压0.05-0.07mpa下保持10-15min进行真空脱泡后得到含硅氟碳树脂保护型涂层涂料。
9.根据权利要求1-7任一项所述的含硅氟碳树脂保护型涂层涂料在显示元件上的应用，其特征在于，将所述含硅氟碳树脂保护型涂层涂料涂覆于显示元件的金属反射层上，常温自干后即形成保护型涂层。

技术总结

本发明涉及含硅氟碳树脂保护型涂层涂料及其制备方法和应用，包括如下重量份原材料：硅氧烷改性FEVE氟碳树脂溶液45-55份、颜填料0-35份、乙酸酯类溶剂2-30份、催化剂0.3-0.5份、加工助剂0.5-3.2份，所述硅氧烷改性FEVE氟碳树脂溶液的制备方法为：将FEVE氟碳树脂溶于有机溶剂中，然后加入异氰酸酯硅氧烷，搅拌均匀后，加入有机锡，升温反应，待反应结束得到硅氧烷改性FEVE氟碳树脂溶液；将其涂覆于显示元件的金属反射层上，常温自干后即形成保护型涂层。本发明涂料具有较高的硬度和耐膜性，同时满足较好的耐候性、韧性、附着力，对金属反射层具有较好的保护作用。具有较好的保护作用。具有较好的保护作用。