自修复光学薄膜涂料

1自修复光学薄膜涂料本标准规定了自修复光学薄膜涂料的术语和定义、分类、技术要求、试验方法、检验规则、标识、包装、运输和贮存。本标准适用于涂布在塑料薄膜上，以聚氨酯丙烯酸酯为主要成膜物，透明的、热固化型的、具有自修复功能的涂料，可应用在汽车漆面保护膜、手机屏幕保护膜、皮革转移膜等领域。本标准不适用于UV光固化型自修复薄膜涂料。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1725色漆、清漆和塑料不挥发物含量的测定GB/T1723涂料粘度测定法GB/T31412-2015色漆和清漆用漆基羟值的测定滴定法GB/T12009.4-2016塑料聚氨酯生产用芳香族异氰酸酯第4部分：异氰酸根含量的测定GB/T2410GB/T7921GB/T9754透明塑料透光率和雾度的测定均匀色空间和色差公式色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定GB/T33049-2016偏光片用光学薄膜涂层附着力的测定方法GB/T30693-2014塑料薄膜与水接触角的测量GB/T6739色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度ASTMF2357-04DeterminingtheAbrasionResistanceofInksandCoatingsonMembraneSwitchesUsingtheNormanTool“RCA”AbraderGB/T10006-2021塑料薄膜和薄片摩擦系数的测定GB/T1040.3塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件GB/T1040.1塑料拉伸性能的测定第1部分：总则GB/T11547塑料耐液体化学试剂性能的测定HG/T5675-2020光学功能薄膜自修复硬化膜T/ZSHG001—2019气雾型化油器清洗剂GB/T16422.1-2019塑料实验室光源暴露试验方法第1部分：总则GB/T31849-2015汽车贴膜玻璃GB/T16422.2-2014塑料实验室光源暴露试验方法第2部分：氙弧灯GB/T2423.3环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验GB/T2423.4电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db交变湿热（12h＋12h循环）2GB/T16422.3-2014塑料实验室光源暴露试验方法第3部分：荧光紫外灯GB/T2828.1-2012计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB/T9750涂料产品包装标志GB/T13491涂料产品包装通则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1自修复self-repairing/self-healing指涂层受到外界机械性损害造成划痕或裂纹时，涂层本身通过一定的机理将划痕或裂纹重新愈合、恢复原状的过程或现象。3.2薄膜涂料filmcoating指通过涂布机涂覆在塑料薄膜表面，使得薄膜的功能性得到完善、应用价值上升的涂料。3.3秒修复rapidrepairing指不需要通过外部作用，涂层表面划痕在短时间内（几秒到几十秒）快速自我修复。3.4热修复thermalrepairing指涂层表面划痕在常温下自修复时间较长，需要提供外部热量作用才能自我修复。3.5划痕scratch涂层表面经铜刷刷过后，铜丝留下的、可见的线状痕迹。4分类4.1按修复类型分按修复类型可分为：秒修复光学薄膜涂料、热修复光学薄膜涂料。4.2按表面亮度分3按表面亮度可分为：亮光自修复光学薄膜涂料、哑光自修复光学薄膜涂料。4.3按应用场景分按应用场景可分为：汽车膜自修复光学薄膜涂料、手机膜自修复光学薄膜涂料、皮革转移膜涂料。4.4按表面能分按表面能可分为：疏油型自修复光学薄膜涂料、亲水型自修复光学薄膜涂料。4.5按体系组成分因自修复光学薄膜涂料为双组分体系，故可分为：主剂和固化剂。5技术要求5.1一般要求产品的生产和应用不应对人体、生物与环境造成有害的影响，所涉及与使用有关的安全要求，应符合我国的相关国家/行业标准和规范的规定。用在汽车漆面保护膜、手机屏幕保护膜、皮革转移膜上的自修复光学薄膜涂料要求不尽相同，表1中打“√”的为三种类型功能膜分别需要检验的涂料项目或指标。表1检验项目/指标分类1√√√2√√√3√-√4√√√5√√√6 √ 7-√-8 √9-√-√√√√√√√√√√-√4表1（续）√ √-√√ √√-√5.2外观质量自修复光学薄膜涂料主剂的外观质量呈均匀状态，无结块、凝聚现象；主剂与固化剂易于混合，混合搅拌后也呈均匀状态，无结块、凝聚现象。5.3物理性能自修复光学薄膜涂料的物理性能应符合表2中的规定。表2物理性能要求/5.4自修复性能自修复光学薄膜涂料的自修复性能应符合表3中的规定。表3自修复性能要求5表2（续）5.5光学性能自修复光学薄膜涂料的光学性能应符合表4中的规定，哑光型不作要求。表4光学性能要求b值注：b值是在CIE1976均匀色空间中，表示物5.6表面性能自修复光学薄膜涂料的表面性能应符合表5中的规定。表5表面性能要求/65.7抗拉伸性能自修复光学薄膜涂料的抗拉伸性能应符合表6中的规定。表6抗拉伸性能要求5.8耐污性能自修复光学薄膜涂料的耐污性能应符合表7中的规定。表7耐污性能要求5.9耐化学性能自修复光学薄膜涂料的耐化学性能应符合表8中的规定，在经过耐化学性试验后，其自修复性能、光学性能、表面性能应符合表9中的规定。7表8耐化学性能要求5.10耐候性能自修复光学薄膜涂料分别经过氙灯老化、湿热老化、冷热冲击、紫外老化试验后，其自修复性能、光学性能、表面性能应符合表9中的规定。表9耐化学性及耐候性测试后自修复性能、光学性能、表面性能的要求6试验方法6.1试验条件6.1.1试验环境除特殊规定外，试验均应在下列条件下进行：8a）温度23±5）℃b）相对湿度50±5）%6.1.2试样采取从自修复光学薄膜涂料批次产品中随机抽取整桶，试样根据试验要求直接抽取相应涂料主剂及固化剂，分置于试剂瓶中待用。6.1.3膜样制备将取出的自修复光学薄膜涂料主剂及固化剂，按照产品配比要求，分别称取相应质量的样品置于玻璃烧杯中，用玻璃棒搅拌均匀。采用Mayer线棒涂布器，将配好的涂料均匀涂布在PET或TPU薄膜上，涂布厚度根据不同的试验要求选择不同型号的线棒来进行控制。放于80~120℃烘箱中烘1~2min，使溶剂挥发干净，然后在涂层表面覆盖一层离型膜或低粘性保护膜。再放于60℃烘箱中熟化48h，制得自修复光学薄膜。上述PET薄膜采用透光率为90.0±1.0%、雾度为2.0±1.0%、厚度为50μm的光学薄膜；TPU薄膜采用透光率为91.0±1.0%、雾度为2.0±1.0%、厚度为150μm、断裂伸长率≥500%的光学薄膜。6.2外观质量6.2.1试验装置试验装置应使用具有良好照明的工作台，试剂瓶使用透明无色的玻璃瓶，适宜于目视观察。6.2.2试验步骤分别目视观察涂料样品的主剂，以及主剂和固化剂混合之后的涂料样品。6.3物理性能6.3.1主剂固含量按GB/T1725中规定的方法测试。6.3.2主剂黏度按GB/T1723中规定的方法测试主剂的涂-4杯黏度。6.3.3主剂羟值按GB/T31412-2015中规定的方法测试。6.3.4固化剂中NCO含量按GB/T12009.4-2016中规定的方法测试。6.3.5混合开放时间将涂料主剂及固化剂，按照产品配比要求，分别称取相应质量的样品置于无色透明玻璃烧杯中，用玻璃棒搅拌均匀后静置。每隔半小时搅拌一次，观察涂料的外观变化情况，当涂料出现浑浊、凝聚、结9块等现象时，记录下时间，即为涂料的混合开放时间。6.4自修复性能6.4.1器材和试样准备准备铜刷、黑色衬板、吹风机。铜刷为牙刷型，铜丝的软硬程度以可以在涂层上产生肉眼可见的划伤、缺陷为准，铜丝长度为10~15mm，铜丝直径为0.2mm，铜丝密度为400根/cm2。黑色衬板为涂有黑色漆面的铝板或铁板。吹风机为能够产生50~60℃热风的家用吹风机。按照6.1.3的要求制备涂覆在TPU薄膜上的自修复光学薄膜样品，涂层干膜厚度控制在25±2μm，将试样裁成150mm×100mm样片，用双面胶将TPU基膜面的四角固定在黑色衬板上，然后撕去表层保护膜，使自修复涂层露在表面，根据需求分别测试秒修复性能及热修复性能。6.4.2秒修复测试手持铜刷，铜丝垂直于秒修复型试样表面，以均匀的压力，横向匀速划过涂层表面，划过的距离约10cm。划动压力以均匀适中为准，不能太大或太小；如果压力太小，涂层上面不会出现明显的划痕；如果压力太大，会使铜刷穿透涂层，无法修复，则测试无效。静置试样，观察涂层表面划痕的修复情况和修复时间，用秒表计时。6.4.3热修复测试与6.4.2同样的方法在热修复型试样的涂层表面划出划痕。将试样水平放置，手持吹风机，调至热风模式，距离试样涂层表面1~3cm加热划痕，观察划痕的修复情况和修复时间，用秒表计时。6.5光学性能6.5.1试样制备按照6.1.3的要求制备涂覆在PET薄膜上的自修复光学薄膜样品，涂层干膜厚度控制在25±2μm，将试样根据不同试验要求裁成不同规格样片，然后撕去表层保护膜，根据需求测试涂层各光学性能。6.5.2透光率和雾度按GB/T2410中规定的方法测试。6.5.3b值按GB/T7921中规定的方法测试。6.5.4光泽度按GB/T9754中规定的方法测试。6.6表面性能6.6.1试样制备按照6.1.3的要求制备涂覆在PET薄膜上的自修复光学薄膜样品，涂层干膜厚度控制在25±2μm，将试样根据不同试验要求裁成不同规格样片，然后撕去表层保护膜，根据需求测试涂层各表面性能。6.6.2涂层附着力按GB/T33049-2016中规定的方法测试。6.6.3水接触角按GB/T30693-2014中规定的方法测试。6.6.4硬度按GB/T6739中规定的方法测试。6.6.5RCA耐磨性按ASTMF2357-04中规定的方法测试。6.6.6动摩擦系数按GB/T10006-2021中规定的方法测试。6.7抗拉伸性能6.7.1试样制备按照6.1.3的要求制备涂覆在TPU薄膜上的自修复光学薄膜样品，涂层干膜厚度控制在10±2μm。 按照GB/T1040.3中6.1.1的要求，将试样裁成宽度为10mm、长度为100mm的长条试样，试样中部应有间隔为50mm的两条平行实线标线，中间部分为标距长度L0；用记号笔在距两端15mm处分别做好虚线标记，标记内部分为夹具间的初始长度。如下图所示：图1拉伸试样示意图6.7.2涂层断裂伸长率将试样样条撕去表层保护膜后，两端按虚线位置固定在拉伸试验机夹具上，按GB/T1040.1中规定的方法测试，拉伸速度为100mm/min，观察样条表面变化情况。当样条标距内部分表面涂层出现裂纹时，暂停拉伸，测量两条平行实线间的长度，即为涂层拉伸长度L1，涂层断裂时伸长率=（L1-L0）/L0×100%。6.7.3拉伸回弹率将试样样条撕去表层保护膜后，按6.7.2同样的方法拉伸，当平行实线间长度等于2L0时，即涂层延展率为100%时，停止拉伸。将样条取下来恢复至自然状态，30s后测量两条平行实线间的长度，即为涂层拉伸回弹长度L2，涂层的拉伸回弹率=L2/L0×100%。6.8耐污性能6.8.1试样制备按照6.1.3的要求制备涂覆在TPU薄膜上的自修复光学薄膜样品，涂层干膜厚度控制在25±2μm，将试样裁成100mm×100mm样片，然后撕去表层保护膜，根据需求测试涂层耐污性能。6.8.2记号笔测试使用晨光双杰MG-2110记号笔，在试样涂层表面划粗线，观察笔迹形态。放置1min及24h后，分别用干无绒棉布和湿无绒棉布（蘸取75%的医用酒精）用力擦拭笔迹，观察是否能够擦掉，以及是否有油墨渗透到涂层下面。6.9耐化学性能6.9.1试样制备6.9.2耐酒精测试按GB/T11547和HG/T5675-2020的6.5.1中规定的方法测试。6.9.3耐丁酮测试用棉签蘸取丁酮（分析纯），涂在样片的涂层表面，涂抹成直径10~20mm的圆圈，观察涂抹区域涂层变化情况。6.9.4耐化油器测试使用符合T/ZSHG001—2019中规定的化油器清洗剂，喷出少量清洗剂在样片的涂层表面，用棉签涂抹成直径10~20mm的圆圈，观察涂抹区域涂层变化情况。6.9.5耐酸测试按GB/T11547和HG/T5675-2020的6.5.2中规定的方法测试。6.9.6耐碱测试按GB/T11547和HG/T5675-2020的6.5.3中规定的方法测试。6.10耐候性能6.10.1试样制备同6.6.1的制样方法，按GB/T16422.1-2019要求，将试样裁成100mm×25mm样条，撕去表层保护膜后，背面用双面胶固定在镜面钢板上。6.10.2耐氙灯老化试验装置采用符合GB/T31849-2015中6.16的规定的氙灯老化试验箱，光源为符合GB/T16422.2-2014规定的氙弧灯。试样表面辐照度为1500W/m2，黑板温度75℃,箱体温度40℃,相对湿度60%RH。试验过程中，试样架始终在旋转，且每120min照射中进行18min的水喷淋，喷水时水温为20℃。试验结束后观察外观变化及残胶情况，并按照表9中的性能要求进行检测。6.10.3耐湿热老化按GB/T2423.3规定的方法测试，试验装置为环境试验箱。试验条件为90℃,95%RH，500h。试验结束后观察外观变化及残胶情况，并按照表9中的性能要求进行检测。6.10.4耐冷热冲击按GB/T2423.4规定的方法测试，试验装置采用恒温试验箱，高温设定为60℃,低温设定为-20℃,循环试验100次。试验结束后观察外观变化及残胶情况，并按照表9中的性能要求进行检测。6.10.5耐紫外光老化光源采用GB/T16422.3-2014中4.1.1的1A型人工气候老化的方法测试，试验时间为500h。试验结束后观察外观变化及残胶情况，并按照表9中的性能要求进行检测。7检验规则7.1检验项目检验分为出厂检验和型式检验，具体检验项目如表10所示。表10出厂检验和型式检验项目1√√2√√3√√4√√5√√6√√7√8√9√b值√√表10（续）√√√√√√√-√ √-√ √-√ √-√ √-√7.2出厂检验7.2.1组批同一批原料、同一配方、同一工艺生产的自修复光学薄膜涂料产品为一批。当该批涂料产品主剂数量大于10吨时，以每10吨为一批计算。7.2.2抽样出厂检验抽样检验项目的抽样方案依据GB/T2828.1-2012中的规定执行，在每批产品中随机抽取两组样品，一组样品用于检验，另一组样品封存备用。每组主剂至少1kg，抽样前产品应搅拌均匀。当该批产品主剂数量大于10吨时，以每10吨为一批分批抽取试样。7.2.3单项判定对产品的出厂检验项目进行出厂