一種高阻隔膜及復合膜制造技術

本發明專利技術公開了一種高阻隔膜及復合膜，高阻隔膜包括聚合物基材，以及聚合物基材的單面或者雙面上設置的阻隔層，高阻隔膜的至少一側外表面設置有硬化層，硬化層為光固化樹脂。本發明專利技術針對現有高阻隔膜在卷對卷加工和搬運裝卸過程中易脆裂和劃傷的缺點，提供一種能夠提高耐劃傷及防刺穿性能的高阻隔膜，能夠保證穩定的高阻水氧性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于柔性薄膜領域，特別涉及一種高阻隔膜及復合膜。
技術介紹
柔性薄膜太陽能電池如OPV（OrganicPhotovoltaic，有機光伏電池）和CIGS（銅銦鎵硒）以其獨特的柔性、輕薄性能，廣泛的應用于太陽能背包、太陽能帳篷、太陽能手電筒、太陽能汽車、甚至太陽能帆船和飛機上。另外一個重要的應用領域是光伏建筑一體化，它可以不需要支架，平鋪在屋頂，粘貼在窗戶、外墻及內墻上。有機電致發光二極管（OLED）在平板顯示器中具有發光亮度高、色彩豐富、低壓直流驅動、制備工藝簡單等顯著的優點，而在不到20年的時間內，OLED已經進入產業化階段。柔性薄膜太陽能電池和OLED易受水氧影響，導致穩定性變差，故需要對水氧具有高阻隔作用的透明柔性膜對其進行封裝。現今常用的高阻隔膜多為利用真空鍍膜設備，如蒸鍍、CVD（ChemicalVaporDeposition，化學氣相沉積）、PVD（PhysicalVaporDeposition，物理氣相沉積）、ALD（AtomicLayerDeposition，原子層沉積）等，在柔性聚合物基材上鍍制透明無機物或氮化物。同時為了增加鍍層的柔性，可在無機鍍層之間加入了有機層。而現今的高阻隔膜產品鍍膜完成后，一般都直接收卷，對阻隔層沒有保護，收卷過程中造成阻隔層脆裂，尤其是濺射及原子層沉積技術鍍制的無機阻隔層；此外，高阻隔膜產品在隨后與其它膜的卷對卷復合加工、搬運裝卸過程中，外表面極易損傷，進而造成阻隔層鍍層的脫落及刺穿，造成高阻隔膜整體阻水氧性能的顯著降低。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題在于，針對現有高阻隔膜在卷對卷加工和搬運裝卸過程中易脆裂和劃傷的缺點，提供一種能夠提高耐劃傷及防刺穿性能的高阻隔膜，保證穩定的高阻水氧性能。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案是，提供一種高阻隔膜，所述高阻隔膜包括：在聚合物基材的單面或雙面鍍制阻隔層，在阻隔層上還設置有硬化層。該硬化層作為高阻隔膜的外表面，起到防劃傷和防刺穿性能，進而避免因阻隔層的劃傷脫落或者刺穿而造成高阻隔膜阻水氧性能的顯著降低。優選地，硬化層為光固化樹脂，例如聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、多元醇丙烯酸酯、環氧樹脂等；且優選具有多官能度的單體。硬化層的透光率大于95%，鉛筆硬度大于2H，防止外部劃傷，并且自身拉伸強度較好，能分攤高阻隔膜卷繞彎折時的內應力。進一步地，硬化層的厚度優選為2～20μm（微米）。硬化層可采用涂布工藝制備而成，例如可采用刮刀涂布法、輥涂法、刮板涂布法、噴涂法、凹版涂布法等，但不局限于涂布工藝制成。所述高阻隔膜為透明柔性高阻隔膜，對水氧阻隔性能高，WVTR（WaterVaporTransmissionRate，透水率）小于10-3g/m2·day。進一步地，在高阻隔膜的阻隔層和硬化層之間還設置有柔性有機層。該柔性有機層主要為了緩和阻隔層的應力，有效防止高阻隔膜在卷對卷復合加工及收卷過程中造成阻隔層的脆裂，尤其是采用濺射或者原子層沉積工藝制備的無機阻隔層。優選地，柔性有機層可采用光固化樹脂，且優選低官能度的單體。柔性有機層的厚度一般為5～50μm。柔性有機層可采用但不局限于刮刀涂布法、輥涂法、刮板涂布法、噴涂法、凹版涂布法等涂布技術制備而成。此外，本專利技術還提供了一種復合膜，將上述的高阻隔膜進一步與其他薄膜材料如ETFE膜等復合加工成柔性封裝材料的前板復合膜，應用于電子顯示器件或者太陽能薄膜電池組件等，能夠有效保護核心器件被水氧的侵蝕。與現有技術相比，本專利技術通過在阻隔層上涂覆硬化層，提高高阻隔膜的表面耐劃傷及防刺穿性能，從而能夠經受機械加工中的各種損傷；此外，還可在阻隔層和硬化層間加入柔性有機層，確保在后期復合加工，裝卸搬運裁切使用過程中，能夠經受拉伸、摩擦、扭結、沖擊的影響，保持穩定的高阻水氧性能，同時保持95%以上的高透光度。附圖說明圖1是本專利技術實施例一的高阻隔膜的結構示意圖。圖2是本專利技術實施例二的高阻隔膜的結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖及具體實施例對本專利技術實施方式做進一步詳細闡述。實施例一結合圖1所示，本實施例的高阻隔膜自下而上依次包括：基材1，阻隔層2和硬化層3。其中，本專利技術中的基材1為通用的透明聚合物基材，對基材的材質和厚度沒有特別限定，可以依據使用目的等進行自由選擇。具體可例舉聚酯膜、尼龍膜、聚丙烯薄膜、透明氟樹脂、聚酰胺、氟化聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰亞胺酰胺、聚乙醚酰胺、環氧樹脂、聚碳酸酯、聚氨酯樹脂、聚乙醚乙基酮酯、脂環式聚砜、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚乙醚、芴環變性聚碳酸酯、脂環變性聚碳酸酯、芴環變性聚酯、環烯烴共聚物等。優選聚對苯二甲酸乙二醇酯膜（PET）、尼龍膜（PA）。本專利技術對基材1的厚度沒有特別限定，優選10～250μm。本專利技術中的阻隔層2的成分，可以是無機阻隔層，如金屬氧化物、氮氧化物、碳氧化物等，更具體地可選自含有硅，鋁，錫，鋅，鈦，鎂，鋯，鎳，鈷，鐵，鉛，銅，鈀，銦等一種或一種以上金屬的氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氮化物、碳氮氧化物。其中，優選硅，鋁，錫，鋅，鈦的金屬氧化物、氮化物和氮氧化物，更優選硅，鋁的金屬氧化物、氮化物和氮氧化物，還可以含有其它輔助成分。但該透明的阻隔層2并不局限于無機阻隔層，也可以是有機阻隔層。該阻隔層2主要起到阻隔水氧作用，保護內層不受水氧侵蝕。阻隔層2的鍍制可采用但不局限于真空鍍膜設備，按照所選用的阻隔層組成物種類進行適當選擇。制備方法可以采用等離子體化學氣相沉積法、濺射法、蒸鍍發、原子層沉積法等，也可采用溶膠凝膠法。阻隔層的厚度優選為20～300nm（納米）。本專利技術的硬化層3為光固化樹脂，例如聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、多元醇丙烯酸酯、環氧樹脂等。且優選具有多官能度的單體，進一步的，優選大于（或等于）3官能度的甲基丙烯酸酯單體，例如三丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、三（3-丙烯酰氧基丙基）異氰脲酸酯等，它們可以單獨使用，也可以組合使用。高官能度的丙烯酸酯單體固化成膜后，交聯密度高，因此，可以有效提高成膜后的硬度和抗劃傷能力。光引發劑可選用IRGACURE184、1172、2959、DAROCUR1173等高效不黃變紫外吸收劑。其它添加劑在不影響本專利技術的效果均可添加。硬化層3的涂布技術不作限制，例如可采用刮刀涂布法、輥涂法、刮板涂布法、噴涂法和凹版涂布法等濕法涂布技術。硬化層3的厚度優選為2-20μm。進一步地，硬化層3的透光率大于95%，硬度大于2H，可防止外部劃傷，并且自身拉伸強度較好，能夠有效分攤高阻隔膜卷繞彎折時的內應力。實施例二結合圖1所示，本實施例的高阻隔膜自下而上依次包括：基材1，阻隔層2、柔性有機層4和硬化層3。本實施例中的基材1、阻隔層2以及硬化層3均與前述實施例一相同。本實施例與前述實施例一的區別在于，在阻隔層2與硬化層3之間設置有柔性有機層4。其中，柔性有機層4為相對于硬化層3而言，具體也為光固化樹脂，例如聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、多元醇丙烯酸酯、環氧樹脂等。優選低官能度單體，進一步的優選小于（或等于）2官能度的丙烯酸酯單體，例如二丙烯酸1,6-己二醇酯，二丙烯酸新戊二醇酯等，它們可以單獨使用，也可以組合使用。光引發劑也可選用上述紫外本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高阻隔膜，包括聚合物基材，及所述聚合物基材的單面或者雙面上設置的阻隔層，其特征在于，所述高阻隔膜的至少一側外表面設置有硬化層，所述硬化層為光固化樹脂。

【技術特征摘要】
1.一種高阻隔膜，包括聚合物基材，及所述聚合物基材的單面或者雙面上設置的阻隔層，其特征在于，所述高阻隔膜的至少一側外表面設置有硬化層，所述硬化層為光固化樹脂。2.根據權利要求1所述的高阻隔膜，其特征在于，所述硬化層為多官能度的丙烯酸酯類光固化樹脂或者環氧樹脂類光固化樹脂。3.根據權利要求2所述的高阻隔膜，其特征在于，所述硬化層選用大于等于3官能度的甲基丙烯酸酯單體的單獨一種或多種組合。4.根據權利要求2或3所述的高阻隔膜，其特征在于，所述阻隔層與所述硬化層之間還設置有柔性有機層，所述柔性有機層為低官能度的丙烯酸酯類光固化樹脂或者環氧樹脂類光固化樹脂。5.根據權利要求4所述的高阻隔膜，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳常良，
申請(專利權)人：漢能新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11