用于车载触摸屏防爆膜硬化涂层的UV光固化涂料及制备技术领域
本发明属于UV光固化涂料领域，特别涉及一种具有超强的耐刮性能和疏水疏油耐
污性能、用于车载触摸屏防爆膜硬化涂层的UV光固化涂料及其制备方法与应用和基于其的
硬化膜。
背景技术
防爆膜又称玻璃防碎胶膜，是用来防止玻璃破碎时飞溅造成伤害的一种功能膜材
料。车载用防爆膜是防爆膜细分领域中的一种，主要应用于车载触摸屏玻璃盖板外/内表
面，防止玻璃破碎时的玻璃碎片飞溅，伤及使用者。防爆膜结构依次包括保护膜层、硬化层、
PET基材、胶黏剂层和离型层。
随着城市建设的发展和人们生活水平的提高，驾驶私家汽车出行越来越普遍，同
时，搭载电容型车载导航仪等设备也为人们出行提供了便捷的服务。在其提供给人们更好
的应用体验的同时，由于其玻璃破碎而导致人身伤害的案例也随之发生，因此，用于车载触
摸屏的防爆膜产品应运而生。防爆膜除了防止盖板玻璃碎裂飞溅，因其应用在触摸屏表面，
所以对材料外观、防刮和耐污性能以及耐候性都提出了要求。
目前市面上的防爆膜可分为外防爆和内防爆两种，分别用于触摸屏外贴和内贴。
国内市场上使用的车载防爆膜材料主要依赖进口，常用的有日本王子、NEW TAC、DIC、藤森、
索尼化学等品牌，这些品牌价格昂贵，供货周期长，售后服务响应时间长。目前国内涂布的
防爆膜产品质量稳定性和性能平衡性均较差，无法与进口材料竞争，防爆膜市场需求还存
在较大缺口。
因此，市面上急需一种国产化的车载触摸屏外用防爆膜，具有除了玻璃防碎功能
外，兼具高硬度、超强的耐刮性能和耐污性能以及优异的耐候性能，满足下游客户的对防爆
膜产品性能要求和车载触摸屏制造成本要求。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种具有超强
的耐刮性能和疏水疏油耐污性能、用于车载触摸屏防爆膜硬化涂层的UV光固化涂料。
本发明另一目的在于提供一种上述UV光固化涂料的制备方法。
本发明再一目的在于提供上述UV光固化涂料的应用。
本发明再一目的在于提供上述一种基于上述UV光固化涂料的超强耐磨性能和耐
污性能的硬化膜。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种具有超强的耐刮性能和疏水疏油耐污性能、用于车载触摸屏防爆膜硬化涂层
的UV光固化涂料，包括以下质量份数计的成分：多官能度丙烯酸酯单体20～50份、硫醇单体
1～5份、耐污助剂0.1～1份、纳米粒子1～5份、光引发剂1～3份、有机溶剂40～80份；
所述的多官能度丙烯酸酯单体为4～6官能度的丙烯酸酯活性稀释剂。
所述的多官能度丙烯酸酯单体优选为季戊四醇四丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯
酸酯中的至少一种，如沙多玛、长兴化学、氰特、DSM和巴斯夫供应的季戊四醇四丙烯酸酯和
二季戊四醇六丙烯酸酯中的至少一种。
所述的硫醇单体为2～4官能度硫醇单体，优选为SC有机化学Lecad803、Lecad804、
TMMP和PEMP中的至少一种。
所述的耐污助剂为反应型含氟助剂；优选为大金、DIC和信越化学的反应型含氟助
剂中的至少一种；更优选为DIC RS3006、RS9002、RS9009、RS6007、RS6900和信越化学KY-
1203、TIVA-4600中的至少一种。
所述的纳米粒子为纳米氧化铝和纳米二氧化硅中的至少一种；优选为德国毕克化
学(NANOBYK)表面处理的纳米氧化铝分散体NANOBYK-3601、NANOBYK-3602、NANOBYK-3610和
纳米二氧化硅分散体NANOBYK-3650中的至少一种。
所述的光引发剂优选为α-羟基酮类光引发剂和酰基膦氧化物类光引发剂中的至
少一种；更优选为汽巴公司Darocur 1173光引发剂、汽巴公司Darocur MBF光引发剂、巴斯
夫Irgacure 184光引发剂、巴斯夫Irgacure 2022光引发剂、巴斯夫Irgacure 127光引发剂
和巴斯夫Lucirin TPO光引发剂中的至少一种。
所述的有机溶剂为本领域常规使用的酮和酯中的至少一种即可，其用于稀释配方
中的单体和助剂，改善涂料的施工性能。
所述的酮优选为丁酮和甲基异丁基酮中的至少一种。
所述的酯优选为乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种。
本发明还提供一种上述用于车载触摸屏防爆膜硬化涂层的UV光固化涂料的制备
方法，包含如下步骤：
将多官能度丙烯酸酯单体、耐污助剂、硫醇、纳米粒子、光引发剂与有机溶剂混合
均匀，得到用于车载触摸屏防爆膜硬化涂层的UV光固化涂料。
本发明的用于车载触摸屏防爆膜硬化涂层的UV光固化涂料需密封、避光保存。
本发明的用于车载触摸屏防爆膜硬化涂层的UV光固化涂料可用于制备防爆膜。
一种超强耐磨性能和耐污性能的硬化膜，基于本发明所述的用于车载触摸屏防爆
膜硬化涂层的UV光固化涂料得到。通过将本发明所述的用于车载触摸屏防爆膜硬化涂层的
UV光固化涂料涂布后固化得到。可通过Slot Die、Micro-Gravure、逆转辊涂法、刮刀法、以
及旋涂涂布法等方法进行制备。
可通过包括如下步骤的方法制备得到：将所述用于车载触摸屏防爆膜硬化涂层的
UV光固化涂料在PET基材上进行涂布，得到湿膜，干燥，UV照射固化，得到车载触摸屏用防爆
膜用硬化膜。
所述的湿膜的厚度优选为5～20μm。
所述的干燥的温度优选为50～100℃。
所述的UV的光能量为300～1000mJ/cm2，更优选为600～800mJ/cm2。
所述的硬化膜的厚度优选为2～8μm，更优选为3～5μm。
所述的硬化膜具有超强的耐刮性能和疏水疏油耐污性能。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
(1)本发明的用于车载触摸屏防爆膜硬化涂层的UV光固化涂料，使用高官能度(4
～6官能度)丙烯酸酯单体为主体材料，大大增加了UV固化后体系的交联密度，致密的涂层
结构使超强的耐刮性能成为可能，但同时带来了因材料韧性不足而导致的弯折断裂和因UV
固化后体积收缩率大导致材料卷曲等弊端；辅以少量硫醇单体，利用其超强的柔韧性显著
降低了硬化涂层的脆性，提高了材料的弯折性能，同时也降低了硬化涂层固化后的体积收
缩率，解决了材料卷曲问题；同时优选了反应型含氟耐污助剂，赋予了硬化涂层超强和持久
的疏水疏油型耐污性能，在钢丝绒刮擦后仍保持稳定的水接触角(≥105°)和耐油污性能；
(2)本发明提供的车载触摸屏用防爆膜用硬化膜具有超强的耐钢丝绒刮擦性能和
稳定疏水疏油耐污性能，兼具一定的柔韧性，对现有PET硬化膜的性能实现了全面升级；采
用涂布生产方式减少涂料用量，降低了原料成本；采用UV光固化提高生产效率，降低了生产
成本。
附图说明
图1为耐钢丝绒测试结果，其中显微镜目镜10X，物镜10X，A为本发明涂料固化涂
层，B为对比例。
图2为耐油性笔书写测试结果，其中A为本发明涂料固化涂层，B为对比例2。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
下列实施例中使用的试剂均可从商业渠道获得。
实施例1：用于车载触摸屏用防爆膜硬化涂层用的UV光固化涂料的制备
将38g多官能度丙烯酸酯活性稀释剂(Sartomer-DPHA)、0.5g反应型含氟耐污助剂
(ShinEtsu-KY1203)与54g有机溶剂(30g甲基异丁基酮和24g丁酮)混合均匀；加入2g硫醇单
体(SC有机化学-Lecad 804)，搅拌分散均匀；加入3.5g氧化铝纳米粒子分散体(NANOBYK-
3602)和2g光引发剂(Irgacure 127)，分散均匀，过滤，得到用于车载触摸屏用防爆膜硬化
涂层用的UV光固化涂料。
实施例2：用于车载触摸屏用防爆膜硬化涂层用的UV光固化涂料的制备
将20g多官能度丙烯酸酯活性稀释剂(DSM-2830L)、0.1g反应型含氟耐污助剂
(DIC-RS9009)与77g有机溶剂(30g乙酸乙酯、30g甲基异丁基酮和17g乙酸丁酯)混合均匀；
加入1g硫醇单体(SC有机化学-PEMP)，搅拌分散均匀；加入1g氧化铝纳米粒子分散体
(NANOBYK-3602)和1g光引发剂(Darocur MBF)，分散均匀，过滤，得到用于车载触摸屏用防
爆膜硬化涂层用的UV光固化涂料。
实施例3：用于车载触摸屏用防爆膜硬化涂层用的UV光固化涂料的制备
将50g多官能度丙烯酸酯活性稀释剂(Eternal-EM241)、1.0g反应型含氟耐污助剂
(DIC-RS6007)与40g有机溶剂(15g乙酸乙酯和25g甲基异丁基酮)混合均匀；加入5g硫醇单
体(SC有机化学-Lecad 803)，搅拌分散均匀；加入1g二氧化硅纳米粒子分散体(NANOBYK-
3650)和3g光引发剂(1.5g Lucirin TPO和1.5g Irgacure 184)，分散均匀，过滤，得到用于
车载触摸屏用防爆膜硬化涂层用的UV光固化涂料。
实施例4：用于车载触摸屏用防爆膜硬化涂层用的UV光固化涂料的制备
将30g多官能度丙烯酸酯活性稀释剂(Cytec-DPHA)、0.3g反应型含氟耐污助剂
(ShinEtsu-KY1203)与61g有机溶剂(36g丁酮和25g乙酸丁酯)混合均匀；加入1.5g硫醇单体
(SC有机化学-Lecad 804)，搅拌分散均匀；加入5g氧化铝纳米粒子分散体(NANOBYK-3610)
和2g光引发剂(Darocur 1173)，分散均匀，过滤，得到用于车载触摸屏用防爆膜硬化涂层用
的UV光固化涂料。
实施例5：用于车载触摸屏用防爆膜硬化涂层用的UV光固化涂料的制备：
将35g多官能度丙烯酸酯活性稀释剂(Eternal-EM265)、1.0g反应型含氟耐污助剂
(DIC-RS6900)与57g溶剂(30g甲基异丁基酮和27g丁酮)混合均匀；加入3g硫醇单体(SC有机
化学-PEMP)，搅拌分散均匀；加入2g氧化铝纳米粒子分散体(NANOBYK-3601)和2g光引发剂
(Irgacure 127)，分散均匀，过滤，得到用于车载触摸屏用防爆膜硬化涂层用的UV光固化涂
料。
对比例1
将38g多官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物(Cytec-EB8415，10官能度UV固化型耐刮树
脂)、0.5g反应型含氟耐污助剂(ShinEtsu-KY1203)与54g有机溶剂(30g甲基异丁基酮和24g
丁酮)混合均匀；加入2g硫醇单体(SC有机化学-Lecad 804)，搅拌分散均匀；加入3.5g氧化
铝纳米粒子分散体(NANOBYK-3602)和2g光引发剂(Irgacure 127)，分散均匀，过滤，得到用
于车载触摸屏用防爆膜硬化涂层用的UV光固化涂料。
对比例2
将38g多官能度丙烯酸酯活性稀释剂(Sartomer-DPHA)、0.5g反应型流平剂(BYK-
UV3505)与54g有机溶剂(30g甲基异丁基酮和24g丁酮)混合均匀；加入2g硫醇单体(SC有机
化学-Lecad 804)，搅拌分散均匀；加入3.5g氧化铝纳米粒子分散体(NANOBYK-3602)和2g光
引发剂(Irgacure127)，分散均匀，过滤，得到用于车载触摸屏用防爆膜硬化涂层用的UV光
固化涂料。
对比例3
将38g多官能度丙烯酸酯活性稀释剂(Sartomer-DPHA)、0.5g反应型含氟耐污助剂
(ShinEtsu-KY1203)与56g有机溶剂(30g甲基异丁基酮和26g丁酮)混合均匀；加入3.5g氧化
铝纳米粒子分散体(NANOBYK-3602)和2g光引发剂(Irgacure 127)，分散均匀，过滤，得到用
于车载触摸屏用防爆膜硬化涂层用的UV光固化涂料。
对比例4
将38g多官能度丙烯酸酯活性稀释剂(Sartomer-DPHA)、0.5g反应型含氟耐污助剂
(ShinEtsu-KY1203)与57.5g有机溶剂(30g甲基异丁基酮和27.5g丁酮)混合均匀；加入2g硫
醇单体(SC有机化学-Lecad 804)，搅拌分散均匀；加入2g光引发剂(Irgacure 127)，分散均
匀，过滤，得到用于车载触摸屏用防爆膜硬化涂层用的UV光固化涂料。
效果实施例
PET硬化涂层的制备：将UV光固化涂料2～4g用线棒涂布于面积A4纸大小的PET膜
上，80℃加热干燥2min，UV照射固化，能量为600～800mJ/cm2，固化的干膜厚度3～6μm。对由
实施例1～5和对比例1～4的涂料制备的PET硬化涂层综合性能进行评价，其中，检测膜厚的
方法见JIS C-2318；检测透光率的方法见JIS K-7105；检测雾度的方法见JIS K-7105；检测
硬度的方法见JIS K-5600；检测附着力的方法见JIS K-5600；检测耐摩擦性能的方法为钢
丝绒(负载1500g)往返1000次；检测耐污性能的方法为斑马黑色油性笔涂抹后放置20min，
用纸擦拭。结果参见表1和图1、图2。
其中，图1中本发明硬化涂层在钢丝绒(负载1500g)往返1000次后，材料表面无明
显划痕，而对比例在钢丝绒(负载1500g)往返20次后，其材料表面刮伤严重。图2中，在本发
明硬化涂层上用油性笔涂抹后笔迹明显收缩，放置3h后轻轻擦拭即可去除笔迹，而对比例
上的笔迹无收缩，且放置5min后无法擦去。
表1 PET硬化涂层综合性能评价
注：耐污性能中，**为易擦拭；*为可擦拭；--为不可擦拭。
车载触摸屏用防爆膜的制备：将OCA胶水5～10g用四面体刮膜器涂布于上述硬化
膜的反面，60℃×2min+90℃×1min+130℃×1min加热干燥和固化，固化的干胶厚度20～50
μm。对由实施例1～5和对比例1～4的涂料制备的防爆膜贴合于雾度为0％的载玻片上，评价
耐候性能。
其中，高温老化的检测方法为85℃放置1000h，表面水洗吹干后室温放置30min，测
试透光率和雾度；
低温老化的检测方法为-40℃放置1000h，表面水洗吹干后室温放置30min，测试透
光率和雾度；
高温高湿老化侧检测方法为85℃×85％RH放置1000h，表面水洗吹干后室温放置
30min，测试透光率和雾度；
冷热冲击的检测方法为85℃×120min→25℃×5min→-40℃×120min→25℃×
5min为一个循环，放置1000个循环，表面水洗吹干后室温放置30min，测试透光率和雾度；
耐盐雾性的检测方法为5％NaCl溶液，35℃处理96h，水洗擦干后测试透光率和雾
度，结果见表2。
表2防爆膜耐候性能评价
从表1中实施例1～5的涂层性能数据可以看出，使用经过配方优化的丙烯酸酯活
性稀释剂、硫醇单体、反应型含氟助剂、纳米粒子分散液和光引发剂制备的硬化涂层具有高
硬度、超强的耐钢丝绒刮擦性能和稳定的疏水疏油耐污性能，而且使用优选组分的不同比
例调配出的涂料制备的涂层性能差异不大。
对比例1用等量的多官能度聚氨酯丙烯酸酯树脂代替多官能度丙烯酸酯活性稀释
剂，由其制备的涂层硬度降低至2H，钢丝绒刮擦后有明显划痕，证明多官能度丙烯酸酯活性
稀释剂增加了涂层体系的交联密度，大大改善了涂层的硬度和耐钢丝绒刮擦性能，其对耐
刮性能影响最大。
对比例2用等量的反应型流平剂代替反应型含氟助剂，由其制备的涂层钢丝绒刮
擦后有轻微划痕，水接触角明显降低，油性笔书写擦拭较困难，证明反应型含氟助剂与涂层
体系发生交联反应从而锚固于涂层表面，永久性提高了涂层疏水疏油性，赋予硬化涂层优
异且稳定的耐污性能，同时也在一定程度上改善了耐刮性能。
对比例3用等量溶剂代替硫醇单体，由其制备的涂层硬度提升至4H，但是柔韧性明
显下降，耐刮性能和附着力也有一定程度降低，证明硫醇在改善涂层柔韧性方面起到了重
要作用，同时也因为硫醇的存在，使交联致密的涂层兼具一定柔韧性，在涂层受到外力作用
时有利于应力释放，因此也在一定程上改善了涂层的耐刮性能和附着力。
对比例4用等量溶剂代替纳米粒子分散液，由其制备的涂层钢丝绒刮擦后有明显
划痕，证明纳米粒子的存在能够明显改善涂层耐刮性能，但是过量的纳米粒子也会导致材
料雾度变大。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的
限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，
均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。