CN101591517A - 一种光学粘合胶及其制备方法 - Google Patents

一种光学粘合胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光学粘合胶及其制备方法，其组分为由甲基丙烯酸C4－12烷基酯类聚合物和交联固化剂组成，所述的交联固化剂为三聚氰胺类化合物、异氰酸酯化合物或环氧化合物，其酯类聚合物的分子量范围为600000～800000；该粘合胶的制备方法如下：按比例精确称量上述甲基丙烯酸C4－12烷基酯类聚合物和交联固化剂组分，并将其混合；脱泡后将其混合物涂覆于防粘膜离型膜上；烘箱烘干后利用另外一种防粘性离型膜将其复合，其制得的粘合胶具备高透明性、优异的耐候性等优点，且不随时间推移而黄变，同时其具有高粘合强度，可以广泛应用于液晶平板显示及保护膜等光学领域的粘合、固定。

Description

一种光学粘合胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于贴合保护膜的光学粘合胶及其制备方法。
背景技术
光学级粘合胶是一种用于透明材料贴合或固定的常用材料，用于透明玻璃板材、聚碳酸酯和丙烯酸酯类压克力板等基材上。近年来，随着液晶平板显示产业的迅猛发展，光学粘合胶亦被用于投影屏的组装、航空航天或军事光学器材的组装、面板或镜头组装和触摸屏的粘结。其方法为使用压敏粘合剂带或片将光学膜材贴合或固定在作为基底的透明材料上。在这些应用中，该压敏粘合剂或压敏粘合剂带或片，必须具有使透明材料基底或光学膜材的可见度不受阻碍的透明度，而且在高温高湿等严酷条件下老化测试后，不会因为基底等生成的气泡而导致粘合界面脱落或者剥离。具体而言，在高温、冷热循环及高温高湿条件下对粘合材质必须具有高粘合强度，同时不能影响粘合材质的外观，诸如气泡、翘起、泛白、黄变等现象，即必须有优良的耐候性。以丙烯酸酯共聚物为单一组分的压敏粘合胶，透明性好，但内聚力较低，导致粘合强度偏低，同时耐侯也变差，容易发生黄变，严重影响其在光学领域的贴合应用。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种用于粘合透明基材的光学级粘合胶，改善其透光性、粘合强度和耐候性，并提供一种制备方法。
本发明所述的光学粘合胶，由重量百分比为98-99.9％的甲基丙烯酸C4-12烷基酯类聚合物和重量百分比为0.1-2％的交联固化剂组成。
制备本发明所述光学粘合胶的方法由以下步骤：
(a)按比例精确称量上述组分，并将改性交联聚合物投入丙烯酸酯类聚合物中；
(b)首先高真空脱泡，接着容器内加压将底部气泡上浮，然后低真空度脱小气泡；
(c)将脱泡后的胶液涂覆于防粘膜离型膜上；
(d)利用烘箱2-4分钟内从60-100℃下梯度升温烘干，并利用另外一片防粘性离型膜复合；
(e)室温下老化。
上述防粘离型膜通常是透明性的基材，此种透明防粘基材的实例包括聚烯烃膜或片，例如聚乙烯膜(片)、聚丙烯膜(片)或乙烯-丙烯共聚物膜(片)；聚酯膜或片，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(片)；聚氯乙烯膜或片；聚醋酸乙烯酯膜或片。优选聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(片)。其防粘离型膜的厚度可根据所需产品来进行适当的选择。例如，可在10～1000um的范围内进行选择，优选10～100um。此外，防粘离型膜的表面必须采用适宜的表面处理方法来进行处理，通常选用底涂离型剂处理得到所需的剥离强度。此外，底涂离型剂有含硅系列及非硅系列，优选非硅系列底涂离型剂。
本发明所述的光学级粘合胶及其制备方法，由于在丙烯酸类基材中加入环氧型或树脂型交联剂，如改性三聚氰胺树脂，在较高温度下能与羟基反应，异氰酸酯亦能够加强分子间连接段之间的交联。这样粘合剂的交联密度及分子间的内聚力有较大提高，能够增强涂层剂分子之间的连接并结成整体，增加涂层与基材之间的黏结力，涂层剂的抗张强度和模量，并使涂层剂成膜后有干燥的手感，因而能够有效地改善粘合强度及其耐候性，以满足光学材料粘合的要求。在密闭容器中采用真空脱泡时，容器内中真空的真空范围为0.01到0.03Mpa，而高真空的真空范围为0.06到0.1Mpa。由于胶液的粘度比较高(7000cps)，真空脱泡时下料罐底部的气泡不容易上浮而且脱泡时间长(影响混合后胶的涂覆寿命)，所以采用加压的方法可把气泡快速上浮，使脱泡的时间缩短，提高涂覆的寿命，方便生产操作。采用梯度升温的模式，主要是为了使溶剂慢慢挥发，避免高温受热溶剂突然挥发使得胶面外观产生气孔或气泡，其温度梯度小、升温均匀、稳定，而且完全符合“缓慢加热，均匀升温”的焙烧原则，不仅能增强涂覆效果，延长粘合胶的使用寿命，并且其操作简单。
其制备方法涉及两种不同剥离强度的防粘离型膜，可根据所需产品来进行选择。通常防粘离型膜的分轻剥离、中剥离及重剥离三种，优选中剥离及轻剥离，其离型剥离力之比优选(7～15)∶1。
顺便提及，在涂覆光学粘合胶的粘合剂溶液时，可以使用刮刀涂覆机(Comma coater)、轻触辊涂机(Kiss roll coater)、条缝挤压涂布机(Die coater)、逆向辊涂机、喷涂机等。可以根据实际情况进行选择，本专利发明优选条缝挤压涂布机(Die coater)。
具体实施方式：
下面通过具体的实例进一步说明本发明，但并不说明该发明仅局限于此。
实施例1
将99.9克甲基丙烯酸正丁酯(分子量为683800)和0.1克多官能团交联环氧聚合物甘油二缩水甘油醚混合搅拌，混合均匀后制备光学粘合胶的粘合剂溶液。
首先在密闭容器中压力为0.03Mpa下脱泡，接着加压将底部气泡上浮，然后在压力为0.08Mpa下脱小气泡，将脱泡后的胶液涂覆在厚度为75um的聚对苯二甲酸乙二醇酯离型膜上，利用烘箱4分钟内从60-100℃分5段梯度升温烘干后与聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(厚度为50um)的防粘离型膜复合，进而在室温条件下老化7天即可得到光学粘合胶。
实施例2
将98克甲基丙烯酸十二烷酯(分子量为702400)和2克三羟甲基三聚氰胺混合搅拌，混合均匀后制备光学粘合胶的粘合剂溶液。
首先在密闭容器中压力为0.02Mpa下脱泡，接着加压将底部气泡上浮，然后在压力为0.06Mpa下脱小气泡，将脱泡后的胶液涂覆在厚度为50um的聚丙烯离型膜上，利用烘箱3分钟内从60-100℃分3段梯度升温烘干后与聚醋酸乙烯酯膜(厚度为30um)的防粘离型膜复合，进而在室温条件下老化7天即可得到光学粘合胶。
实施例3
将99克甲基丙烯酸正辛酯(分子量为636600)和1克二苯甲烷二异氰酸酯混合搅拌，混合均匀后制备光学粘合胶的粘合剂溶液。
首先在密闭容器中压力为0.01Mpa下脱泡，接着加压将底部气泡上浮，然后在压力为0.07Mpa下脱小气泡，将脱泡后的胶液涂覆在厚度为30um的聚对苯二甲酸乙二醇酯离型膜上，利用烘箱4分钟内从60-100℃分4段梯度升温烘干后与聚丙烯(厚度为80um)的防粘离型膜复合，进而在室温条件下老化7天即可得到光学粘合胶。
对比例1
将甲基丙烯酸正丁酯(分子量为698000)直接作为粘合剂溶液，不添加交联固化剂。
其余的制备方法与实施例1相同。
光学粘合胶，由甲基丙烯酸C4-12烷基酯类聚合物和交联固化剂组成。并采用透光率(％)、雾度值(％)、剥离强度、信赖性及涂覆性对其进行评价，评价结果如表1所示。
粘合强度的测试方法为采用宽度为20mm的玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯为基材测定其剥离力，剥离力越大，其粘合强度越高。
信赖性评价方法如下，将试样在高温(80℃)/冷热循环(-30℃～80℃)/高温高湿(60℃×95％RH)三个条件下500小时。并用肉眼观察贴合试样界面(PET膜与光学粘合胶间的界面)处是否存在气泡、剥离、泛白及黄变现象。未观察到气泡、剥离、泛白及黄变的情形标记为“○”；观察到四种现象中的中任何一种轻微现象标记为“△”；观察到四种现象中任何一种严重现象标记为“×”。
涂覆性能的测定方法如下，肉眼观测涂布的表面状况，涂布表面成光滑表面的情形标记为“○”；涂布表面生成条纹，导致涂布表面不光滑或有气泡的情形标记为“×”。
从表1可以看出，实施例中的压敏粘合胶其透光率大致在92％左右，相对于对比例有较大提高，对于其雾度值，实施例比对比例要低，显示其透光效果要更好，对各种材料的粘合强度值如对玻璃、对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和对聚碳酸酯(PC)，实施例与对比例相比，具备优良的粘合强度，并易对光学材料进行贴附、固定操作，信赖性测试结果显示，实施例的测试结果优于对比例中的测试结果，说明本发明所述的光学粘合胶的耐候性得到大大提高。
因而，该高性能光学粘合胶可以满足各种环境下光学级贴合的材料需求，并且可保持优良的光学穿透性能。
表1
  项目   实施例1   实施例2   实施例3   对比例1
  丙烯酸酯类聚合物A(重量份)   100   100   100   100
  交联聚合物B(重量份)   0.05   0.1   0.025
  全线透光率值(％)   92.10％   92.00％   91.90％   90.20％
  雾度值(％)   0.65％   0.63％   0.68％   0.70％
  分子量   683800   702400   636600   698000
  对玻璃的粘合强度(N/20mm)   19   17   16   12
  对聚甲基丙烯酸甲酯的粘合强度(N/20mm)   17   15   14   11
  对聚碳酸酯的粘合强度(N/20mm)   16   14   13   10
  高温测试(80℃)   ○   ○   ○   ×
  冷热循环(-30℃～80℃)   ○   ○   △   △
  高温高湿(60℃×95％RH)   ○   ○   △   ×
  涂覆性能   ○   ○   ○   ○
                                                              。

Claims (10)

1.一种光学粘合胶，其特征在于：由重量百分比为98-99.9％的甲基丙烯酸C4-12烷基酯类聚合物和重量百分比为0.1-2％的交联固化剂组成。
2.一种如权利要求1所述的光学粘合胶，其特征在于：其组合物优选重量百分比为99.5-99.9％的甲基丙烯酸C4-12烷基酯类聚合物和重量百分比为0.1-0.5％的交联固化剂。
3.根据权利要求1所述光学粘合胶，其特征在于：所述的甲基丙烯酸C4-12烷基酯类聚合物，其重均分子量为600000-800000。
4.根据权利要求1所述光学粘合胶，其特征在于：所述的交联固化剂为三聚氰胺类化合物、异氰酸酯化合物或环氧化合物。
5.根据权利要求1或4所述光学粘合胶，其特征在于：所述的三聚氰胺类化合物为三羟甲基三聚氰胺或六甲基三聚氰胺。
6.根据权利要求1或4所述光学粘合胶，其特征在于：所述的异氰酸酯化合物为甲苯二异氰酸酯、聚亚甲基聚苯异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、聚醚或聚酯聚异氰酸酯。
7.根据权利要求1或4所述光学粘合胶，其特征在于：所述的环氧化合物为甘油二缩水甘油醚或二缩水甘油胺。
8.制备本发明所述光学粘合胶的方法依次由以下步骤组成：
(a)按比例精确称量上述组分，并将改性交联聚合物投入丙烯酸酯类聚合物中；
(b)首先高真空脱泡，接着容器内加压将底部气泡上浮，然后低真空度脱小气泡；
(c)将脱泡后的胶液涂覆于防粘膜离型膜上；
(d)利用烘箱2-4分钟内从60-100℃下梯度升温烘干，并利用另外一片防粘性离型膜复合；
(e)室温下老化。
9.根据权利要求9所述的制备本发明所述光学粘合胶的方法，其特征在于：防粘性离型膜为聚烯烃膜或片、聚酯膜或片、聚醋酸乙烯酯膜或片。
10.根据权利要求9所述的制备本发明所述光学粘合胶的方法，其特征在于：作离型处理的两种防粘性离型膜的剥离力之比为(7～15)∶1。
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