CN103525355B - 一种液晶电视边框用紫外光固化胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶电视边框用紫外光固化胶，由如下重量份数的原料组成：制双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体20～40份、自制惰性聚氨酯预聚体5～30份、含氮功能性单体10～30份、单官能度丙烯酸酯单体10～30份、双官能度丙烯酸酯单体1～5份、光引发剂1～5份、气相法二氧化硅1～5份、硅烷偶联剂1～4份。本发明还提供这种紫外光固化胶的制备方法及使用方法。该固化胶可以应用于液晶电视边框的装配中，替代现有的硅胶条或其它橡胶条，提高生产效率，提升产品质量，并降低成本。

Description

一种液晶电视边框用紫外光固化胶及其制备方法

技术领域

    本发明涉及一种紫外光固化胶，尤其涉及一种用于液晶电视边框的紫外光固化胶

及其制备方法。

背景技术

    随着图像显示技术的不断更新换代，液晶显示技术现在成为市场的主流，液晶电视就是典型终端产品。作为液晶电视核心部件的液晶显示模组是由液晶面板和背光模组构成，而绝大部分的液晶面板都是通过胶框上的缓冲胶条来支撑。这种缓冲胶条主要起到减震和密封作用，一般为硅胶或其它橡胶材质，人工通过双面胶贴附于胶框之上，最后组装在背光模组上后再组装液晶玻璃及其它部件。人工操作的缺点是精度不高，产品的良率下降。

  紫外光固化胶由于其具有固化速度快、成本相对较低而被应用于玻璃器皿的修

复、玻璃元器件的组装。随着紫外光固化技术应用领域的不断扩展，手机、电视机、电脑、导航仪、车载显示器等产品中紫外光固化胶都发挥着重要的作用。

发明内容

  本发明所要解决的技术问题是提供一种具有适宜的触变性粘度，弹性好，成本低，适用于液晶电视边框，在装配初期起到贴附作用，在固化之后起到减震、密封作用的紫外光固化胶；本发明的另一目的是提供这种紫外光固化胶的制备方法；本发明还提供这种紫外光固化胶的使用方法。

  为实现第一个发明目的的技术方案如下：一种液晶电视边框用紫外光固化胶，粘度为15000m～50000mPa.s，触变指数1.2～4，由如下重量份的原料化合而成：自制双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体20～40份、自制惰性聚氨酯预聚体5～30份、含氮功能性单体10～30份、单官能度丙烯酸酯单体10～30份、双官能度丙烯酸酯单体1～5份、光引发剂1～5份、气相法二氧化硅1～5份、硅烷偶联剂1～4份；其中所述自制双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体包括聚酯二元醇、二异氰酸酯、催化剂、阻聚剂、抗氧剂、含羟基丙烯酸酯，且聚酯二元醇：二异氰酸酯：含羟基丙烯酸酯为1：1.2～2.0：0.4～2.0（摩尔比），催化剂、阻聚剂和抗氧剂均各占自制双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体重量的0.1‰～1‰；所述自制惰性聚氨酯预聚体包括聚酯二元醇、二异氰酸酯、催化剂、阻聚剂、抗氧剂、一元醇，且聚酯二元醇：二异氰酸酯：一元醇为1：1.5～2.0：1.0～2.0（摩尔比），催化剂、阻聚剂和抗氧剂均各占自制惰性聚氨酯预聚体重量的0.1‰～1‰。

  紫外光固化胶具有一定的触变性粘度，需在一合适的范围内，若触变性粘度过高，或从自动点胶机打出的胶条厚度过高，或点胶移动速度过快易断线，这些都会造成液晶电视边框装配后密封不严；若触变性粘度过低，从自动点胶机打出的胶条或厚度过低，或点胶量过大易造成溢胶。因此，紫外光固化胶的粘度（Brookfield RV旋转粘度计，5#转子，20rpm，25℃）优选为前述的15000～50000mPa.s，更优选20000～45000mPa.s，触变指数优选为前述的1.2～4，更优选1.5～3。

  为实现第二个发明目的，本发明的这种液晶电视边框用紫外光固化胶的制备方法包括如下步骤：

（1）双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体的制备

将聚酯二元醇在110℃～120℃的温度下抽真空脱水1小时～2小时；接着，依次加入二异氰酸酯、催化剂并在50℃～70℃的温度下充分搅拌，反应2小时～3小时；再接着，依次加入阻聚剂、抗氧剂、含羟基丙烯酸酯并在60℃～80℃的温度下充分搅拌，继续反应，直至取样测红外光谱确认异氰酸酯基团的红外吸收峰消失，降温出料备用；

（2）惰性聚氨酯预聚体的制备

惰性聚氨酯预聚体的制备方法与步骤（1）双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体的制备方法相似，只是用一元醇取代含羟基丙烯酸酯；

（3）紫外光固化胶的制备

按照前述各原料的重量份将双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体、惰性聚氨酯预聚体、含氮功能性单体、单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、气相法二氧化硅依次加入至双行星动力混合釜中，开启公转搅拌和高速分散，持续搅拌2～3小时，使体系混合均匀；接着加入光引发剂和硅烷偶联剂，继续搅拌1～2小时，抽真空脱泡，出料。

  为实现第三个发明目的，本发明提供的这种液晶电视边框用紫外光固化胶的使用方法具体是将其注入液晶显示模组的胶框上的支撑液晶面板的表面凹槽中，然后紫外光照射使其完全固化，形成具有弹性的缓冲胶条，进而起到支撑缓冲液晶面板的作用，提升液晶电视的产品质量，提高生产效率。

  本发明进一步，所述紫外光固化胶是通过自动点胶机注入到所述凹槽内的，可以节约生产成本，进而提高生产效率，提升产品质量。

  本发明进一步，所述紫外光固化胶是通过能够发射紫外线的光源照射完成固化的，紫外线照射能量在1500mJ/cm2以下。

  本发明进一步，所述双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体制备所用的聚酯二元醇包括聚己二酸乙二醇酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚己二酸二乙二醇酯二元醇、聚己二酸己二醇酯二元醇、聚己二酸复合多元醇酯二元醇系列、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、脂肪酸改性的聚酯二元醇中的一种，聚酯二元醇的分子量在500～3000。

  本发明进一步，所述双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体制备所用的二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种。

  本发明进一步，所述双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体制备所用的含羟基丙烯酸酯包括丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸-β-羟丁酯、端羟基的丙烯酸二己内酯、叔癸酸缩水甘油酯丙烯酸酯、二乙二醇单丙烯酸酯、二丙二醇单丙烯酸酯、1,3-丙二醇单丙烯酸酯、1,4-丁二醇单丙烯酸酯中的一种或任意几种的混合物。

  本发明进一步，所述惰性聚氨酯预聚体制备所用的一元醇包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇、正癸醇、月桂醇、环己醇、乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、四乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚、1,3-丙二醇单乙醚、1,2-丙二醇单乙醚中的一种或任意几种的混合物。

  本发明进一步，所述含氮功能性单体包括丙烯酰吗啉、N,N’-二甲基丙烯酰胺、N,N’-二乙基基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N－乙烯基－2－己内酰胺中的一种或任意几种的混合物。

  本发明进一步，所述单官能度丙烯酸酯单体包括丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸-2-丙基庚酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸乙氧基乙氧基乙基酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯酸十三烷基酯、乙氧基化苯酚丙烯酸酯中的一种或任意几种的混合物。

  本发明进一步，所述双官能度丙烯酸酯单体包括乙氧化双酚 A 二丙烯酸酯、烷氧化已二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三缩四乙二醇二丙烯酸酯、1,4- 丁二醇二丙烯酸酯、1,6- 已二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或任意几种的混合物。

  本发明进一步，所述气相法二氧化硅包括卡博特公司的TS-720、TS-530、赢创公司的R202、R972、瓦克公司的H18、H20中的一种。

  与现有技术相比，本发明的主要创新点在于：以自制双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体、自制惰性聚氨酯预聚体、含氮功能性单体以及丙烯酸酯类单体为主要原料，适合的重量比配成紫外光固化胶，并可以应用于液晶电视边框的装配中，替代现有的硅胶条或其它橡胶条，提高生产效率，提升产品质量，并降低成本。

具体实施方式

  以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

  实施例1

将100克羟值为56的聚酯二元醇（青岛新宇田化工POL-156）加入到反应器中，在115℃的温度下抽真空脱水2小时，降温至40℃以下，加入13.1克甲苯二异氰酸酯，0.1克二月桂酸二丁基锡，在60℃反应2.5小时，依次加入0.3克对羟基苯甲醚、0.45克抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯、6.1克丙烯酸羟乙酯，继续在75℃反应2小时，取样测红外光谱确认异氰酸酯基团的红外吸收峰消失，冷却出料即为双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体[DP1]。

  惰性聚氨酯预聚体[IU1]的制备方法同[DP1]，只是甲苯二异氰酸酯的加料量为17.4g，将6.1克丙烯酸羟乙酯替换为11.6g正丁醇，其余加料量相同。

  将36.5g双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体[DP1]、16g惰性聚氨酯预聚体[IU1]、19gN,N’-二甲基丙烯酰胺、17g丙烯酸四氢呋喃酯、2g二缩三丙二醇二丙烯酸酯、2.5g气相法二氧化硅（赢创公司的R972）依次加入至双行星动力混合釜中，开启公转搅拌和高速分散，持续搅拌2.5小时，使体系混合均匀；接着加入4g1-羟基-环已基苯基甲酮、1g2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，继续搅拌1.5小时，抽真空脱泡，出料。

  实施例2

将100克羟值为38的聚酯二元醇（青岛新宇田化工POL-138）加入到反应器中，在115℃的温度下抽真空脱水2小时，降温至40℃以下，加入8.1克甲苯二异氰酸酯，0.1克二月桂酸二丁基锡，在60℃反应2.5小时，依次加入0.3克对羟基苯甲醚、0.45克抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯、4.1克丙烯酸-β-羟基丁酯，继续在75℃反应2小时，取样测红外光谱确认异氰酸酯基团的红外吸收峰消失，冷却出料即为双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体[DP2]。

  惰性聚氨酯预聚体[IU2]的制备方法同[DP2]，只是甲苯二异氰酸酯的加料量为11.6g，将4.1克丙烯酸-4-羟基丁酯替换为3.1g乙醇，其余加料量相同。

  将25g双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体[DP2]、25g惰性聚氨酯预聚体[IU2]、26g丙烯酰吗啉、13g丙烯酸月桂酯、4g1,6-己二醇二丙烯酸酯、1.5g气相法二氧化硅（卡博特公司的TS-720）依次加入至双行星动力混合釜中，开启公转搅拌和高速分散，持续搅拌2.5小时，使体系混合均匀；接着加入4g1-羟基-环已基苯基甲酮、1g2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，继续搅拌1.5小时，抽真空脱泡，出料。

  实施例3

将100克羟值为112的聚酯二元醇（青岛新宇田化工POL-3112）加入到反应器中，在115℃的温度下抽真空脱水2小时，降温至40℃以下，加入22.6克甲苯二异氰酸酯，0.1克二月桂酸二丁基锡，在60℃反应2.5小时，依次加入0.3克对羟基苯甲醚、0.45克抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯、8.2克丙烯酸-β-羟丙酯，继续在75℃反应2小时，取样测红外光谱确认异氰酸酯基团的红外吸收峰消失，冷却出料即为双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体[DP3]。

  惰性聚氨酯预聚体[IU3]的制备方法同[DP3]，只是甲苯二异氰酸酯的加料量为34.8g，将8.2克丙烯酸羟丙酯替换为39.1g月桂醇，其余加料量相同。

  将30g双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体[DP3]、10g惰性聚氨酯预聚体[IU3]、12gN,N’-二乙基丙烯酰胺、27g丙烯酸异冰片酯、1.6g三缩四乙二醇二丙烯酸酯、4g气相法二氧化硅（瓦克公司的H20）依次加入至双行星动力混合釜中，开启公转搅拌和高速分散，持续搅拌2.5小时，使体系混合均匀；接着加入4g1-羟基-环已基苯基甲酮、1g2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，继续搅拌1.5小时，抽真空脱泡，出料。

  实施例4

DP4同DP1，IU4同IU2

将20g DP4、5g IU4、3gN,N’-二甲基丙烯酰胺、7gN－乙烯基－2－己内酰胺、4g丙烯酸四氢呋喃酯、6g乙氧基化苯酚丙烯酸酯、0.2g二缩三丙二醇二丙烯酸酯、0.3g 1,4- 丁

二醇二丙烯酸酯、0.5g聚乙二醇二丙烯酸酯、1g气相法二氧化硅（瓦克公司的H20）依次加入至双行星动力混合釜中，开启公转搅拌和高速分散，持续搅拌2.5小时，使体系混合均匀；接着加入0.3g1-羟基-环已基苯基甲酮、0.7g2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、1gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，继续搅拌1.5小时，抽真空脱泡，出料。

  实施例5

DP5同DP2，IU5同IU3 

将40g DP5、30g IU5、30g丙烯酰吗啉、30g丙烯酸月桂酯、5g1,6-己二醇二丙烯酸酯、5g气相法二氧化硅（卡博特公司的TS-720）依次加入至双行星动力混合釜中，开启公转搅

拌和高速分散，持续搅拌2.5小时，使体系混合均匀；接着加入2.5g1-羟基-环已基苯基甲酮、2.5g2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、4gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，继续搅拌1.5小时，抽真空脱泡，出料。

  表1实施例的分析测试结果

测试方法如下：

（1）粘度和触变指数的测定

根据GB/T 2794-1995，通过Brookfield RV粘度计测试胶样在2.5rpm和20rpm下的粘度，测试温度25℃。2.5rpm下粘度与20rpm下的粘度的比值即为触变指数；

（2）硬度的测定

将胶样盛于杯形样品槽内，厚度6mm，直径20mm，以强度为15mw/cm

2的紫外光辐照9分钟，获得光固化样块，依照ASTM D2240标准测试固化块的邵氏硬度；

（3）拉伸强度和断裂伸长率的测定

根据GB/T 1040-1992，胶样固化成哑铃形状，通过电子万能拉力机测试其拉伸强度和断裂伸长率；

（4）老化测试

按照方法（2）制备固化样块，在70℃×85%RH条件下放置168小时，取出室温下放置半小时后，测试硬度。

  结果表明，实施例1-5得到的紫外光固化胶的触变性粘度适中，而且固化物邵氏A硬度在40-70，断裂伸长率均在150%以上，强度较高，而且耐老化性能良好，非常适合用于液晶电视边框的装配。

  以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种液晶电视边框用紫外光固化胶，粘度为15000～50000mPa.s，触变指数1.2～4，由如下重量份的原料化合而成：自制双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体20～40份、自制惰性聚氨酯预聚体5～30份、含氮功能性单体10～30份、单官能度丙烯酸酯单体10～30份、双官能度丙烯酸酯单体1～5份、光引发剂1～5份、气相法二氧化硅1～5份、硅烷偶联剂1～4份；其中所述自制双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体包括聚酯二元醇、二异氰酸酯、催化剂、阻聚剂、抗氧剂、含羟基丙烯酸酯，且聚酯二元醇：二异氰酸酯：含羟基丙烯酸酯三者的摩尔比为1：1.2～2.0：0.4～2.0，催化剂、阻聚剂和抗氧剂均各占自制双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体重量的0.1‰～1‰；所述自制惰性聚氨酯预聚体包括聚酯二元醇、二异氰酸酯、催化剂、阻聚剂、抗氧剂、一元醇，且聚酯二元醇：二异氰酸酯：一元醇三者的摩尔比为1：1.5～2.0：1.0～2.0，催化剂、阻聚剂和抗氧剂均各占自制惰性聚氨酯预聚体重量的0.1‰～1‰。

2.权利要求1的一种液晶电视边框用紫外光固化胶，所述的粘度20000～45000mPa.s，触变指数1.5～3。

3. 根据权利要求1所述的一种液晶电视边框用紫外光固化胶，其特征在于所述的液晶电视边框用紫外光固化胶的制备方法包括如下步骤：

（1）双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体的制备：

将聚酯二元醇在110～120℃的温度下抽真空脱水1～2小时；接着，依次加入二异氰酸酯、催化剂并在50～70℃的温度下充分搅拌，反应2～3小时；再接着，依次加入阻聚剂、抗氧剂、含羟基丙烯酸酯并在60～80℃的温度下充分搅拌，继续反应，直至取样测红外光谱确认异氰酸酯基团的红外吸收峰消失，降温出料备用；

（2）惰性聚氨酯预聚体的制备：

惰性聚氨酯预聚体的制备方法与步骤（1）双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体的制备方法相似，只是用一元醇取代含羟基丙烯酸酯；

（3）紫外光固化胶的制备：

按照权利要求1各原料的重量份，将双官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体、惰性聚氨酯预聚体、含氮功能性单体、单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、气相法二氧化硅依次加入至双行星动力混合釜中，开启公转搅拌和高速分散，持续搅拌2～3小时，使体系混合均匀；接着加入光引发剂和硅烷偶联剂，继续搅拌1～2小时，抽真空脱泡，出料。

4.权利要求1所述一种液晶电视边框用紫外光固化胶或权利要求3所述一种液晶电视边框用紫外光固化胶的制备方法，其特征在于所述的聚酯二元醇为如下分子量为500～3000的二元醇中的一种：聚己二酸乙二醇酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚己二酸二乙二醇酯二元醇、聚己二酸己二醇酯二元醇、聚己二酸复合多元醇酯二元醇系列、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、脂肪酸改性的聚酯二元醇；所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种；所述的含羟基丙烯酸酯为丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸-β-羟丁酯、端羟基的丙烯酸二己内酯、叔癸酸缩水甘油酯丙烯酸酯、二乙二醇单丙烯酸酯、二丙二醇单丙烯酸酯、1,3-丙二醇单丙烯酸酯、1,4-丁二醇单丙烯酸酯中的一种或任意几种的混合物；所述的一元醇为甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇、正癸醇、月桂醇、环己醇、乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、四乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚、1,3-丙二醇单乙醚、1,2-丙二醇单乙醚中的一种或任意几种的混合物；所述含氮功能性单体为丙烯酰吗啉、N,N’-二甲基丙烯酰胺、N,N’-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N－乙烯基－2－己内酰胺中的一种或任意几种的混合物；所述单官能度丙烯酸酯单体为丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸-2-丙基庚酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸乙氧基乙氧基乙基酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯酸十三烷基酯、乙氧基化苯酚丙烯酸酯中的一种或任意几种的混合物；所述双官能度丙烯酸酯单体为乙氧化双酚 A 二丙烯酸酯、烷氧化已二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三缩四乙二醇二丙烯酸酯、1,4- 丁二醇二丙烯酸酯、1,6- 已二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或任意几种的混合物；所述气相法二氧化硅为卡博特公司的TS-720或TS-530、赢创公司的R202或R972或瓦克公司的H18或H20。