复合涂层及制备方法、超薄玻璃及制备方法、终端设备

文档序号:445092 发布日期:2021-12-28 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 复合涂层及制备方法、超薄玻璃及制备方法、终端设备 (Composite coating and preparation method thereof, ultrathin glass and preparation method thereof, and terminal equipment ) 是由 韦新颖 高尚 詹勇军 朱波 张磊 尹智 谭伟 苟洁 郑寒颖 于 2021-09-17 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种复合涂层及制备方法、超薄玻璃及制备方法、终端设备,复合涂层包括依次涂布于超薄玻璃基片表面的耐冲击涂层和自修复功能层;所述耐冲击涂层包括主体树脂、固化剂、催化剂;所述自修复功能层由自愈合聚氨酯基树脂、丙烯酸酯基树脂、环氧基树脂和有机硅树脂中的任意一种或多种。通过耐冲击涂层的改性优化,增强了它在超薄玻璃基片表面的附着性能,并且在进行耐冲击涂层、自修复性涂层结构厚度调整的过程中,有效规避了超薄玻璃基片翘曲、脱膜等缺陷,另外,耐冲击性涂层的刚性结构的组配也大幅度提升了复合涂层的耐冲击性能,有利于扩展超薄玻璃基片的在可柔性、可折叠产品中的应用。(The invention provides a composite coating and a preparation method thereof, ultrathin glass and a preparation method thereof, and terminal equipment, wherein the composite coating comprises an impact-resistant coating and a self-repairing functional layer which are sequentially coated on the surface of an ultrathin glass substrate; the impact-resistant coating comprises main resin, a curing agent and a catalyst; the self-repairing functional layer is made of any one or more of self-repairing polyurethane-based resin, acrylate-based resin, epoxy resin and organic silicon resin. The adhesion performance of the impact-resistant coating on the surface of the ultrathin glass substrate is enhanced through the modification optimization of the impact-resistant coating, the defects of warping, demoulding and the like of the ultrathin glass substrate are effectively avoided in the process of adjusting the thicknesses of the impact-resistant coating and the self-repairing coating, in addition, the impact resistance of the composite coating is greatly improved through the combination of the rigid structure of the impact-resistant coating, and the application of the ultrathin glass substrate in flexible and foldable products is favorably expanded.)

复合涂层及制备方法、超薄玻璃及制备方法、终端设备

技术领域

本发明涉及柔性显示面板领域,具体而言,涉及一种复合涂层及制备方法、超薄玻璃及制备方法、终端设备。

背景技术

随着显示技术的发展,显示器件应用领域十分广泛,对于屏体各项性能要求也逐渐升高,并且随着应用场景的拓展,超薄玻璃基片的柔性显示面板可应用到可折叠手机、笔记本电脑、各种卷曲显示器件等。虽然超薄玻璃基片具有非常好的触感等优势,但是,其耐冲击力性能相对较差,落笔,落球性能随着超薄玻璃基片厚度的降低而显著的下降。

鉴于这样的不足,对可折叠手机而言有采用浅色聚酰亚胺树脂为柔性保护盖板以增强盖板的韧性;也有采用在超薄玻璃表面或具有涂层的超薄玻璃表面进行类似浅色聚酰亚胺膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯的保护膜的贴附,并且保护膜表面具有硬化功能涂层。这样的应用存在两个方面的问题,首先诸如浅色聚酰亚胺膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯类的塑料基材经过多次的弯折后出现材料疲劳的情况,并且出现不可恢复的折痕,最终屏幕的触感及视觉感观大为折扣。其次,如果涂膜的超薄玻璃还需要再进行表面塑料保护膜的贴合,则超薄玻璃涂层工艺路线的优势难以发挥,且造成制程工艺的浪费和成本的增加,同时因聚对苯二甲酸乙二醇酯保护膜及相关的光学压敏胶设置造成屏的总厚度增加,不利于可折叠膜的使用。

因此,如何提高超薄玻璃的力学性能是我们目前需要解决的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种复合涂层及制备方法、超薄玻璃及制备方法、终端设备,以提高超薄玻璃的力学性能及化学性能。

本发明提供一种复合涂层,包括依次涂布于超薄玻璃基片表面的耐冲击涂层和自修复功能层;

所述耐冲击涂层包括主体树脂、固化剂、催化剂;

所述自修复功能层由自愈合聚氨酯基树脂、丙烯酸酯基树脂、环氧基树脂和有机硅树脂中的任意一种或多种。

作为优选的技术方案,所述耐冲击涂层中各组分质量比例为:主体树脂60-130份,固化剂15-45份,催化剂0.5-5份。

作为优选的技术方案,所述耐冲击涂层还包括流平剂0.5-5份;

所述流平剂包括有机硅流平剂,非硅流平剂,含氟流平剂中的一种或多种。

作为优选的技术方案,所述耐冲击涂层还包括偶联剂0.5-5份;

所述偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷)、R-巯丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或多种。

作为优选的技术方案,所述主体树脂由脂环族聚酯多元醇,环氧树脂改性丙烯酸树脂中的一种或多种。

根据权利要求1所述的复合涂层,其特征在于,所述固化剂包括三聚氰胺甲醛树脂,己二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、聚醚胺I中的一种或多种。

作为优选的技术方案,所述催化剂包括有机锡、三乙胺、有机铋、对甲苯磺酸、二甲基苄胺中的一种或多种。

作为优选的技术方案,所述耐冲击涂层还包括溶剂,所述溶剂在所述耐冲击涂层各组分质量比例为80份-160份;所述溶剂包括丁酯、乙酯、环己酮、异丙醇、二丙酮醇、二甲苯、苯甲醇、甲基异丁基酮中的一种或多种。

作为优选的技术方案,所述自修复功能层的厚度为10-50μm。

还提供一种复合涂层的制备方法,包括:

步骤1 按照质量比将主体树脂60-130份、固化剂15-45份、催化剂0.5-5份、溶剂80份-160份均匀混合,形成具有可涂布性的耐冲击涂层浆料;

步骤2 将耐冲击涂层浆料涂布在基片表面,并将涂膜后的基板进行预固化从而挥发掉耐冲击涂层浆料中的有机溶剂;

步骤3 在自愈合聚氨酯基树脂、丙烯酸酯基树脂、环氧基树脂和有机硅树脂中的选用任意一种或多种作为功能涂层,将其涂布在耐冲击涂层表面,并烘烤固化。

作为优选的技术方案,所述步骤2中,固化的温度小于等于150℃,热处理时间小于1小时。

作为优选的技术方案,所述步骤3中,固化的温度120℃,固化时间为1小时。

作为优选的技术方案,所述耐冲击涂层还包括流平剂0.5-5份,和/或偶联剂0.5-5份。

还提供一种超薄玻璃制备方法,应用如上所述的复合涂层,所述制备方法包括:

在清洁后的超薄玻璃基片上涂布耐冲击涂层,并进行热处理;

在热处理后的耐冲击涂层表面涂布自修复功能层,并进行热固或紫外光固化。

作为优选的技术方案,热固化温度≤150℃,时间为1小时,紫外光能量≥450mJ/cm2

还提供一种超薄玻璃,所述超薄玻璃包括:超薄玻璃基片,还包括如上所述的复合涂层。

作为优选的技术方案,所述超薄玻璃还包括偶联剂层,所述偶联剂层设置在所述耐冲击涂层与所述超薄玻璃基片之间;

所述偶联剂层为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷)、R-巯丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或多种,其中所述偶联剂层加入的比例为质量比0.5-5份。

作为优选的技术方案,所述耐冲击涂层中还加入偶联剂,所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷)、R-巯丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或多种,其中,所述偶联剂加入的比例为质量比0.5-5份。

还提供一种终端设备,包括设备壳体和屏幕,所述屏幕包括如上所述的超薄玻璃。

综上所述,由于采用本方案的复合涂层,并涂布于超薄玻璃基片表面,使其依次形成超薄玻璃、耐冲击涂层及自修复性涂层,通过耐冲击涂层的改性优化,增强它在超薄玻璃基片界面的附着性能,并且在进行耐冲击涂层、自修复性涂层结构厚度调整的过程中,有效规避了超薄玻璃基片翘曲、脱膜等缺陷,另外,耐冲击性涂层的刚性结构的组配也大幅度提升了复合涂层的耐冲击性能,有利于扩展超薄玻璃基片的在可柔性、可折叠产品中的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例二的复合涂层的制备方法的流程图;

图2为实施例二的第一种实施方式的涂层截面SEM图;

图3为实施例二的第二种实施方式的涂层截面SEM图;

图4为实施例二的第三种实施方式的涂层截面SEM图;

图5为实施例三的超薄玻璃制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。

实施例一

本实施例提出本发明提供一种复合涂层,包括依次涂布于超薄玻璃基片表面的耐冲击涂层和自修复功能层。

所述耐冲击涂层包括主体树脂、固化剂、催化剂;其中,各组分质量比例为:主体树脂60-130份,固化剂15-45份,催化剂0.5-5份。

其中为了进一步的改善该耐冲击涂层与超薄玻璃基底形成更好的黏结性能,作为优选的技术方案,所述耐冲击涂层还包括偶联剂0.5-5份;鉴于实际施工过程表观质量的控制,还可以在耐冲击涂层中加入流平剂,0.5-5份。

作为优选的技术方案,所述主体树脂由脂环族聚酯多元醇,环氧树脂改性丙烯酸树脂中的一种或多种。其中脂环族聚酯多元醇的酯键抗冲击强,环状结构可大幅提升弹性模量,且分子为线性结构,柔韧性好,两端预留羟基和羧基,可与多种固化剂反应,而环氧树脂改性丙烯酸树脂的丙烯酸树脂与环氧树脂分子中极性基团多,对玻璃附着力好,丙烯酸树脂提供柔性,璃附着力强,弹性模量大,但柔性不足,采用长链聚醚胺做固化剂可大幅提升环氧树脂柔性,满足弯折要求。

固化剂:三聚氰胺甲醛树脂,己二异氰酸酯三聚体、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、聚醚胺I中一种或多种。

催化剂:有机锡,三乙胺,有机铋,对甲苯磺酸,二甲基苄胺中的一种或多种。

作为优选的方案,所述耐冲击涂层还包括溶剂,所述溶剂在所述耐冲击涂层各组分质量比例为80份-160份;溶剂:丁酯,乙酯,环己酮,异丙醇,二丙酮醇,二甲苯,苯甲醇,甲基异丁基酮中的一种或多种。需要注意的是,在制作过程中,会将混合有溶剂的耐冲击涂层浆料涂布在超薄玻璃基片表面,并将涂膜后的超薄玻璃基片进行预固化,从而挥发掉耐冲击涂层浆料中的溶剂,溶剂最好挥发干净,以免出现外观缺陷。

本技术方案中的主要目的是通过耐冲击性能等复合涂层材料改性及结构的优化,提升落笔性能,其重点在于耐冲击涂层及自修复功能层能够形成厚度,使其附着性良好,并且能够形成于几乎无翘曲外观的复合涂层产品。

相比于此前的技术方案而言,通常有采用聚酰胺酸、低温透明聚酰亚胺等高分子材料作为涂布层,并且结合耐冲击性能如落笔性能的提升,最为便捷的方式是增加涂层的厚度而提高耐冲击性。然而,涂层的增厚通常会造成涂布材料的附着不牢固,故在进行实际的施工涂布过程中,可能出现涂层因增加厚度而附着不良的情况,严重时候涂层脱落。而本技术方案的一个优势是通过涂层材料的改性,在实现涂层增厚的同时,还保持良好的附着性能、耐水煮性能。本技术方案中的耐冲击涂层厚度可以实现干膜5-60μm的厚度,进一步地厚度可以实现10-60μm的涂层厚度,涂层厚度增加后,其边缘翘曲,如70mm的边长其翘曲≤2mm。

进一步地为了能够增强耐水煮性能,因超薄玻璃基片上的复合涂层需要进行高温高湿、动态/静态弯折等信耐性测试,还可以在耐冲击涂层与超薄玻璃基片之间设置将偶联剂层,此方式,无须在耐冲击涂层中加入偶联剂。该偶联剂层包括诸如γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷)、R-巯丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或多种,其中,加入的比例为质量比0.5-5份,优选的,可以选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷以增强涂层界面的附着性能。

考虑到在柔性显示面板等方面的应用中,对于复合涂层的外观会非常关注,尤其是涂层的整体平整度,为此,在耐冲击涂层溶液配置的过程中向复合的溶液里面加入0.5-5份质量的流平剂,其中流平剂包括有机硅流平剂,非硅流平剂,含氟流平剂中的一种或多种。

为了能够实现更好的落笔性能,在增加耐冲击涂层厚度作为改善效果的一个方面,关键还在于能够进行耐冲击涂层材料特性的改善,本技术方案中耐冲击涂层的拉伸强度为10-200MPa,断裂伸长率为10%-80%,该材料能够直接附着于超薄玻璃表面,也可以良好地附着于氨基类偶联剂涂层的表面。

本方案中的自修复功能层是由自愈合聚氨酯基树脂,丙烯酸酯基树脂、环氧基树脂和有机硅树脂中的任意一种或多种的混合,其厚度控制为10-50μm,进一步优选为20-40μm。

本方案主要目的在于通过符合涂层改性与结构优化设计,去提升落笔性能,以便更好地适应多场景应用,其落笔性能最低达到40mm,并且随着优化涂层的厚度则最高可以达到105mm,并且在这样的条件下复合涂层其最小弯折半径R可达到0.8mm,并且弯折200000次不破损;

为了能够更好地适应各种信耐性测试,通过本技术方案优化设计的复合涂层,经95℃水煮1小时后百格测试,附着性能等级≥5B。

进一步地本技术方案采用超薄玻璃基片表面进行涂膜的方案以增强落笔性能,其增强落笔性能的同时还保持了较低的回弹力,最低可以达到1.5N,回弹力降低有利于增加显示屏中显示组件的贴合及黏附性能的保持。

实施例二

本实施例提供一种复合涂层的制备方法,用于制备实施例一中的复合涂层,如图1所示,该方法步骤包括:

步骤1 按照质量比将主体树脂60-130份、固化剂15-45份、催化剂0.5-5份、溶剂80份-160份均匀混合,形成具有可涂布性的耐冲击涂层浆料;

步骤2 将耐冲击涂层浆料涂布在基片表面,并将涂膜后的基板进行预固化从而挥发掉耐冲击涂层浆料中的有机溶剂;

步骤3 在自愈合聚氨酯基树脂、丙烯酸酯基树脂、环氧基树脂和有机硅树脂中的选用任意一种或多种作为自修复功能涂层,将其涂布在耐冲击涂层表面,并烘烤固化。

作为优选的技术方案,所述步骤2中,固化的温度小于等于150℃,热处理时间小于1小时。

作为优选的技术方案,所述步骤3中,固化的温度120℃,固化时间为1小时。

作为优选的技术方案,所述耐冲击涂层还包括流平剂0.5-5份,和/或偶联剂0.5-5份。

在实际生产中,本实施例给出以下3种实施方式:

第一种实施方式,有关耐冲击涂层的配置,分别取主体树脂:脂环族聚酯多元醇60份,氨基325树脂15份,对甲苯磺酸催化剂0.5份,溶剂丁酯40份,甲基异丁基酮40份进行充分混合,形成具有可涂布性的耐冲击涂层浆料。

选用30μm的超薄玻璃基片,经表面清洁后进行涂膜采用喷涂的方式涂布耐冲击涂层,然后将涂膜后的基板进行预固化从而挥发掉有机溶剂,其固化的温度150℃,热处理时间为1小时,最终形成耐冲击涂层干膜厚度14.5μm。

然后再在耐冲击涂层表面进行自修复功能涂层的喷涂,并选用丙烯酸酯基树脂进行涂布后再进行温度为120℃,1小时的烘烤固化,最后形成干膜厚度为23.5μm的涂层,该涂层截面SEM图片如图2所示。

然后将上述涂膜后的基片进行弯折测试及落笔性能测试,弯折实现R0.8mm,200K次后未破损,进行落笔性能的测试,其落笔高度达到40mm。

第二种实施方式,有关耐冲击涂层的配置,分别取主体树脂环氧改性丙烯酸树脂130份,己二异氰酸酯三聚体固化剂45份,有机锡催化剂5份,溶剂甲基异丁基甲酮80份,乙二醇乙醚乙酸酯80份进行充分混合,进一步地还加入了偶联剂0.5份,形成具有可涂布性的耐冲击涂层浆料。

选用30μm的超薄玻璃基片,经表面清洁后进行涂膜,首先进行偶联剂喷涂,其浓度为2%,喷涂后进行90℃烘烤15分钟。

采用喷涂的方式在偶联剂表面涂布耐冲击涂层,然后将涂膜后的基板进行预固化从而挥发掉有机溶剂,其固化的温度100℃,热处理时间为1小时,最终形成耐冲击涂层干膜厚度28μm。

然后再在耐冲击涂层表面进行自修复功能涂层的喷涂,并选用自愈合聚氨酯基树脂进行涂布后再进行温度为120℃,1小时的烘烤固化,最后形成干膜厚度约为25.5μm的涂层,该涂层截面SEM图片如图3所示。

然后将上述涂膜后的基片进行弯折测试及落笔性能测试,弯折实现R1.5mm,200K后未破损,并依次形成如图4所述的结构进行落笔性能的测试,其落笔高度达到105mm。

第三种实施方式,有关耐冲击涂层的配置,分别取主体树脂氢化环氧树脂85份,聚醚胺固化剂30份,三乙胺催化剂2份,溶剂二甲苯80份,苯甲醇80份进行充分混合,进一步地还加入了偶联剂5份,进一步地在其中加入了有机硅流平剂0.5份,上述的材料经过充分混合后形成具有可涂布性的耐冲击涂层浆料。

选用30μm的超薄玻璃基片,经表面清洁后进行涂膜,采用喷涂的方式首先涂布耐冲击涂层,然后将涂膜后的基板进行预固化从而挥发掉有机溶剂,其固化的温度120℃,热处理时间为30分钟,最终形成耐冲击涂层干膜厚度25μm。

然后再在耐冲击涂层表面进行自修复功能涂层的喷涂,并选用自愈合聚氨酯基树脂进行涂布后再进行温度为80℃,2小时的烘烤固化,最后形成干膜厚度约约为14μm的涂层,该涂层截面SEM图片如图4所示。

然后将上述涂膜后的基片进行弯折测试及落笔性能测试,弯折实现R1mm,200K 次后未破损,进行落笔性能的测试,其落笔高度达到75mm。

本实施例通过偶联剂涂布层的施加,其附着性能,耐水煮性能更为改善,经过95℃的1小时水煮后的百格测试附着力性能等级为5B。

实施例三

本实施例提供一种超薄玻璃制备方法,应用如上所述的复合涂层,如图5所示,所述制备方法包括:

在清洁后的超薄玻璃基片上涂布耐冲击涂层,并进行热处理;

在热处理后的耐冲击涂层表面涂布自修复功能层,并进行热固或紫外光固化。

作为优选的技术方案,热固化温度≤150℃,时间为1小时,紫外光能量≥450mJ/cm2

本技术方案中的耐冲击涂层、自修复功能层可以采用狭缝涂布、喷涂、旋转涂、刮涂等施工方式完成;其中耐冲击涂层还具有一个优势在于,相对于有关材料(如聚酰胺酸材料)可以在更低的温度条件下进行热固化的制程。

实施例四

本实施例提供一种超薄玻璃,所述超薄玻璃包括超薄玻璃基片,还包括实施例一中的复合涂层。

作为优选的一种实施方式,所述超薄玻璃还可以包括偶联剂层,所述偶联剂层设置在所述耐冲击涂层与所述超薄玻璃基片之间;所述偶联剂层为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷)、R-巯丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或多种,其中所述偶联剂层加入的比例为质量比0.5-5份。本实施例通过偶联剂层的施加,相对于实施例二中第三种方式而言,本实施例中选用γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂层,即首先在超薄玻璃基片表面进行偶联剂的涂布,在80℃-140℃条件下进行2-10分钟的烘烤固化,然后再依次镀制耐冲击涂层、自修复功能层,形成的涂层截面厚度分别为耐冲击涂层为37μm,自修复功能层为21μm,耐水煮性能更为改善,经过95℃的1小时水煮后的百格测试附着力性能等级为5B。弯折方面R1.0 进行200K正常,落笔性能提升至15cm。

当然,另一种优选的实施方式为,在耐冲击涂层中还加入偶联剂,所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷)、R-巯丙基三乙氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或多种,其中,所述偶联剂加入的比例为质量比0.5-5份。

实施例五

本实施例提供一种终端设备,包括设备壳体和屏幕,所述屏幕包括实施例三中所述的超薄玻璃。

综上所述,由于采用本方案的复合涂层,并涂布于超薄玻璃基片表面,使其依次形成超薄玻璃、耐冲击涂层及自修复性涂层,通过耐冲击涂层的改性优化,增强它在超薄玻璃基片界面的附着性能,并且在进行耐冲击涂层、自修复性涂层结构厚度调整的过程中,有效规避了超薄玻璃基片翘曲、脱膜等缺陷,另外,耐冲击性涂层的刚性结构的组配也大幅度提升了复合涂层的耐冲击性能,有利于扩展超薄玻璃基片的在可柔性、可折叠产品中的应用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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