CN102816551A

CN102816551A - 一种uv-湿气双固化液态光学透明胶及其制备方法

Info

Publication number: CN102816551A
Application number: CN2012101610250A
Authority: CN
Inventors: 翟喜权
Original assignee: YANTAI SEAYU ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: YANTAI SEAYU ELECTRONIC CO., LTD.
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2012-12-12

Abstract

本发明涉及液态光学透明胶，尤其是一种紫外线-湿气双固化的液态光学透明胶及其制备方法。这种胶包括重量份为30～60预聚体；5～50活性单体；0.1～7偶联剂；1～10光引发剂；0.1～3助剂；而预聚体具有独殊的分子结构式。特点是透明性好，粘接强度良好，具有良好的柔软延展性，适合不同材质的粘接，固化收缩率小，耐黄变等特点，可用于一些特殊场合的贴合工艺，例如触摸屏等等工艺。制备方法是将活性稀释剂在110～120℃温度下抽真空脱水1～2h，降至室温后加入预聚体以及偶联剂、光引发剂，搅拌使之溶解，最后加入助剂即可。制备方法的特点是合成反应工艺简单容易操作，成本低，产物用途广泛。

Description

一种UV-湿气双固化液态光学透明胶及其制备方法

技术领域：

本发明涉及液态光学透明胶【以下简称LOCA】技术领域，尤其是一种紫外线-湿气双固化的液态光学透明胶及其制备方法，适用于透明光学材料黏着，如触摸屏、显示器、ITO膜、玻璃、压克力、PC等其它电子光学组件。

背景技术：

LOCA用于透明光学元件粘接的特种胶黏剂，要求具有无色透明，透光率98以上；粘接强度良好，具有良好的柔软延展性，适合不同材质的粘接；可在常温或中温条件下固化，具有固化收缩率小，耐黄变等特点，与传统OCA胶带比较，LOCA具有其特别的优势，可以解决OCA胶带面临的一些局限性：

1)在库存管理方面LOCA一款型号可对应多款产品，改善了OCA每款产品均需开模对应尺寸的限制；

2)缝隙填充性及不规则表面填充方面LOCA对粘接对象基本无限制能粘接不规则表面及较大高度差表面，改善了OCA只能填充大于等于1/10胶厚的缝隙；

3)工艺方面LOCA工艺简单，克服了OCA滚压/真空贴合脱泡等等复杂的工艺；

4)材料综合成本，LOCA相对于OCA胶带的横切费用和浪费有了较大幅度的降低。

5)由于LOCA的柔韧性使得产品强度方面更坚固，弹性大大的提高；

6)LOCA的产品在防止微尘水汽等方面有先天的优势；

7)尤其是LOCA可满足于一些特殊的场合，如具有曲面及复杂型面的设计；具有较高油墨厚度或者不平整表面的贴合；对于玻璃结构电容屏G-G的贴合，LOCA更容易解决气泡问题和对尺寸不敏感等等。

LOCA的这些优点和特殊的用途，逐渐引起人们的关注，如瑞典的佩什托普特殊化学股份公司2008年12月10日以公开号为CN101321837A的发明专利《双固化组合物》中公开了这样一种液态辐射固化和热组合物，然而这种组合物虽也是液态并且提示有“清漆”这样透明的组合物，然而它所谓的双固化，一种方式是紫外线，另一种是较高的高温，然而在有些场合，高温是不会被允许的，因为可能对产品的质量产生影响。

美国亨凯尔公司于2005年12月7日以公开号为CN1705684A号中国发明专利《快速湿气固化和UV湿气双重固化组合物》公开了一种具有

结构式的化合物【其中R是C_1-20烷基；R¹是氢或C_1-6烃基；R₂是可水解基团】或具有

结构式的聚合物【其中A是选自有机和硅氧烷主链的主链；R^e是CH₃或H】，它虽然可以迅速地双重固化，但没有作为胶黏剂的特性。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可UV和湿气双固化的液态光学透明胶。主要解决触摸屏贴合等工艺中紫外线照不到的地方胶水不好固化的问题。

为了得到上述目的，本发明提供的这种UV-湿气双固化液态光学透明胶，包括重量份为30～60预聚体；5～50活性单体；0.1～7偶联剂；1～10光引发剂；0.1～3助剂；所述的预聚体具有如下结构式：

其中，R为羟烷基硅油、聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇、端羟基液体丁腈橡胶中的一种或多种复配；R⁴、R⁵为二异氰酸酯；R¹、R²、R³为H或烷基。

更具体地，所述的偶联剂为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、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种复配；所述的光引发剂为Irgacure 184、darocure1173、Irgacure819、Irgacure907、369、TPO、BMF中的一种或多种复配；所述的活性单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异辛酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、单官能丙烯酸酯中的一种或多种复配；所述的助剂为稳定剂、附着力促进剂、基材润湿剂中的一种或多种复配，其中稳定剂包括对苯二酚、萘醌，附着力促进剂包括PM-2、EM39，基材润湿剂包括KL245、270。

制备这种UV-湿气双固化的液态光学透明胶的方法是，将活性稀释剂在110～120℃温度下抽真空脱水1～2h，降至室温后加入预聚体以及偶联剂、光引发剂，搅拌使之溶解，最后加入助剂即可；需要特别指出的是所述预聚体的预制方法包含以下步骤：

A)、合成一端为NCO基团的聚氨酯预聚体A：将羟烷基丙烯酸酯在100～120℃下抽真空1～2小时，以除去其中的水分，然后降温至15～35℃，加入二异氰酸酯在50-70℃下，反应2～3.5小时，得到一端为NCO基团的聚氨酯预聚体A；所述羟烷基丙烯酸酯与二异氰酸酯的摩尔比为1∶1～1.1；

B)、合成一端有羟基的聚氨酯预聚体B：将端羟基化合物在110～130℃下抽真空1～2小时，以除去其中的水分，然后降温至15～40℃，加入预聚体A在70～85℃下，反应2～5小时，得到一端为羟基的聚氨酯预聚体B；所述端羟基化合物与预聚体A的摩尔比也为1∶1～1.1；

C)、合成一端有NCO基团的聚氨酯预聚体C：将聚氨酯预聚体B加入二异氰酸酯在70～85℃下，反应2～5小时，得到一端为NCO基团的聚氨酯预聚体C；所述聚氨酯预聚体B与二异氰酸酯的摩尔比为1∶1--1.1。

D)、合成最终产物有机硅聚氨酯丙烯酸酯：将羟基硅油在110～130℃下抽真空1～2小时，以除去其中的水分，然后降温至15～50℃，将聚氨酯预聚体C加入混合均匀后，在70～90℃下反应3～6小时，得到最终产物有机硅聚氨酯丙烯酸酯即所述的预聚体；聚氨酯预聚体C与羟基硅油摩尔比为1～1.1∶1。

更进一步的是A)步骤所述的羟烷基丙烯酸酯为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或多种复配。

再进一步的是A)步骤所述的二异氰酸酯为IPDI，MDI，HMDI、HDI，TDI中的一种或者多种复配。

还进一步的是B)步骤所述的端羟基化合物为羟烷基硅油、聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇、端羟基液体丁腈橡胶中的一种或多种复配。

又进一步的是D)步骤所述的羟基硅油为粘度为1000cp、2000cp、4000cp、10000cp、50000cp羟基硅油中的一种或多种复配。

本发明产品的特点是透明性好，粘接强度良好，具有良好的柔软延展性，适合不同材质的粘接，固化收缩率小，耐黄变等特点，可用于一些特殊场合的贴合工艺，例如触摸屏等等工艺。

本发明制备方法的特点是合成反应工艺简单容易操作，成本低，产物用途广泛。

具体实施方式：

预聚体A的制备：称取65g甲基丙烯酸羟乙酯置于三口烧瓶中，升温至110℃抽真空脱水2h后，降至35℃，加入116.6g3-异氰酸酯基亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)，加温至70度反应2h，得到聚氨酯预聚体一。

称取200g粘度为4000羟烷基硅油置于三口烧瓶中，升温至110℃抽真空脱水2h后，降至40℃，加入18.2g聚氨酯预聚体一搅拌均匀后，加温至85℃反应2h，得到聚氨酯预聚体二。

在218.2g聚氨酯预聚体二中加入11.7g异氰酸酯基亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)搅拌均匀后，在75℃下反应3h，得到聚氨酯丙烯酸酯三。

称取200g粘度为4000羟基硅油置于三口烧瓶中，升温至110℃抽真空脱水2h后，降至40℃，加入242g聚氨酯预聚体三搅拌均匀后，加温至85℃反应3h，得到可湿气固化有机硅聚氨酯丙烯酸酯即预聚体A。

预聚体B的制备：称取78g甲基丙烯酸羟乙酯置于三口烧瓶中，升温至110℃抽真空脱水2h后，降至35℃，加入139.9g3-异氰酸酯基亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)，加温至50度反应3.5h，得到聚氨酯预聚体一。

称取180g粘度为3000端羟基聚丁二烯置于三口烧瓶中，升温至120℃抽真空脱水1h后，降至15℃，加入22.9g聚氨酯预聚体一搅拌均匀后，加温至70℃反应5h，得到聚氨酯预聚体二。

在202.9g聚氨酯预聚体二中加入13.98g异氰酸酯基亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)搅拌均匀后，在85℃下反应2h，得到聚氨酯丙烯酸酯三。

称取600g粘度为10000羟基硅油置于三口烧瓶中，升温至130℃抽真空脱水1h后，降至40℃，加入227.7g聚氨酯预聚体三搅拌均匀后，加温至70℃反应6h，得到可湿气固化有机硅聚氨酯丙烯酸酯即预聚体B。

预聚体C的制备：称取72g甲基丙烯酸羟丙酯置于三口烧瓶中，升温至110℃抽真空脱水2h后，降至35℃，加入122.1g3-异氰酸酯基亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)，加温至65度反应3h，得到聚氨酯预聚体一。

称取200g粘度为2000聚碳酸酯二醇置于三口烧瓶中，升温至130℃抽真空脱水1h后，降至40℃，加入40.76g聚氨酯预聚体一搅拌均匀后，加温至80℃反应3h，得到聚氨酯预聚体二。

在240.76g聚氨酯预聚体二中加入23.3g异氰酸酯基亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)搅拌均匀后，在75℃下反应3.5h，得到聚氨酯丙烯酸酯三。

称取500g粘度为10000羟基硅油置于三口烧瓶中，升温至130℃抽真空脱水1h后，降至40℃，加入126.4g聚氨酯预聚体三搅拌均匀后，加温至90℃反应3h，得到可湿气固化有机硅聚氨酯丙烯酸酯即预聚体C。

由以上制的有机硅聚氨酯丙烯酸酯预聚体配制成的胶黏剂实施例如下：

实施例1：按照下表配比配制UV粘合剂。取35g甲基丙烯酸羟乙酯和16g甲基丙烯酸月桂酯于三口烧瓶中，升温至115℃下抽真空脱水2h，降温至室温，加入52g有机硅聚氨酯丙烯酸酯A、2g偶联剂A-172、4g光引发剂184和1gTPO搅拌使之溶解，最后加入0.1g基材润湿剂KL-245搅拌均匀，得到有机硅聚氨酯丙烯酸酯UV粘合剂。

实施例2：按照下表配比配制有机硅聚氨酯丙烯酸酯UV粘合剂。配制方法同实施例1。

实施例3：按照下表配比配制有机硅聚氨酯丙烯酸酯UV粘合剂。配制方法同实施例1。

实施例4：按照下表配比配制有机硅聚氨酯丙烯酸酯UV粘合剂。配制方法同实施例1。

实施例5：按照下表配比配制有机硅聚氨酯丙烯酸酯UV粘合剂。配制方法同实施例1。

实施例6：按照下表配比配制有机硅聚氨酯丙烯酸酯UV粘合剂。配制方法同实施例1。

按以下方法对实施例1--6进行粘合实验，并进行相关性能测试。测试样品用1mm厚的TIO玻璃填充100μm的胶水经过能量为2500jm/cm²的紫外光强下固化，光线照不到的地方24h固化后进行测试，结果列于下表中。

测试结果表明，本发明的一种可UV湿气双固化的液态光学透明胶(LOCA)具有低收缩、低硬度、良好的柔韧性、优异的耐黄变性、良好的折射率和高的透光率，同时又具有良好的耐高低温性和高温高湿性。本发明的可UV湿气双固化的LOCA很适用于触摸屏的贴合工艺。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种UV-湿气双固化液态光学透明胶，包括重量份为30～60预聚体、5～50活性稀释剂、0.1～7偶联剂、1～10光引发剂、0.1～3助剂；所述的预聚体具有如下结构式：

2.根据权利要求1所述的一种UV-湿气双固化液态光学透明胶，其特征在于所述的偶联剂为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、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种复配；所述的光引发剂为Irgacure 184、darocure 1173、Irgacure819、Irgacure907、369、TPO、BMF中的一种或多种复配；所述的活性稀释剂为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异辛酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、单官能丙烯酸酯中的一种或多种复配；所述的助剂为稳定剂、附着力促进剂、基材润湿剂中的一种或多种复配，其中稳定剂包括对苯二酚、萘醌，附着力促进剂包括PM-2、EM39，基材润湿剂包括KL245、270。

3.制备权利要求1所述的一种UV-湿气双固化的液态光学透明胶的方法，将活性稀释剂在110～120℃温度下抽真空脱水1～2h，降至室温后加入预聚体以及偶联剂、光引发剂，搅拌使之溶解，最后加入助剂即可；其特征在于所述预聚体的预制方法包含以下步骤：

C)、合成一端有NCO基团的聚氨酯预聚体C：将聚氨酯预聚体B加入二异氰酸酯在70～85℃下，反应2～5小时直至NCO含量达到设计值时停止加热，得到一端为NCO基团的聚氨酯预聚体C；所述聚氨酯预聚体B与二异氰酸酯的摩尔比为1∶1～1.1。

4.根据权利要求3所述的一种UV-湿气双固化的液态光学透明胶的方法，其特征在于A)步骤所述的羟烷基丙烯酸酯为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或多种复配。

5.根据权利要求3所述的一种UV-湿气双固化的液态光学透明胶的方法，其特征在于A)步骤所述的二异氰酸酯为IPDI，MDI，HMDI、HDI，TDI中的一种或者多种复配。

6.根据权利要求3所述的一种UV-湿气双固化的液态光学透明胶的方法，其特征在于B)步骤所述的端羟基化合物为羟烷基硅油、聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇、端羟基液体丁腈橡胶中的一种或多种复配。

7.根据权利要求3所述的一种UV-湿气双固化的液态光学透明胶的方法，其特征在于D)步骤所述的羟基硅油为粘度为1000cp、2000cp、4000cp、10000cp、50000cp羟基硅油中的一种或多种复配。。