CN103555210A

CN103555210A - 一种液态光学胶粘剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103555210A
Application number: CN201310510691.5A
Authority: CN
Inventors: 熊远钦; 姚伏恒; 杨忠奎; 李坤; 夏新年; 周自立; 卢彦兵; 周卫华; 徐伟箭; 刘海峰
Original assignee: CHINA SHENZHEN DISPLAY TECHNOLOGY Co Ltd; Hunan University
Current assignee: CHINA SHENZHEN DISPLAY TECHNOLOGY Co Ltd; Hunan University
Priority date: 2013-10-26
Filing date: 2013-10-26
Publication date: 2014-02-05

Abstract

本发明涉及一种用于电容式触摸屏制作过程中，可通过紫外线固化的，实现玻璃与触控感应屏之间的固定粘接的液态光学胶粘剂及其制备方法，包括由按下述重量配比的原料制成的粘接剂：树脂齐聚物：35%~48%，活性稀释剂:50%~63%，光敏剂:0.5%~1.3%，光敏促进剂:0.8%~1.6%，交联增粘剂:0.4%~1.4%,该树脂齐聚物可以使用聚氨酯丙烯酸酯或环氧丙烯酸酯或，前述两种丙烯酸酯的混合物；通过混料溶解、真空脱泡、过滤制得的本发明所述胶粘剂，具有在紫外光下固化充分，生产效率高，粘接强度高、透光性高、固化收缩率小、耐黄变，制作工艺简单、环保等优点。

Description

一种液态光学胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种液态光学胶粘剂及其制备方法，属于化工合成胶粘剂技术领域，尤其涉及一种主要用于电容式触摸屏制作过程中，可通过紫外线固化的，实现玻璃与触控感应屏之间的固定粘接的胶粘剂及其制备方法。

背景技术

手机及电子仪器显示屏正在经历着一场变革，传统的电阻式触摸屏正逐渐被电容式触摸屏所取代。电容式触摸屏不仅应用于手机、电脑、电视显示屏，在国民经济各个部门的工艺现场监控、信息远传等装置上都有大量应用。

典型的电容式触控屏是一块四层复合玻璃屏，其最外面的矽土玻璃保护层与触控感应屏(Sensor屏)之间需要胶合固定。现有技术曾使用双面胶或者固体胶膜予以粘合，传统的双面胶带(OCA胶带)产品，对于每款待粘接的产品均需使用对应尺寸双面胶带(OCA)产品，工艺效率很低，且在综合材料消耗上， OCA 胶带的裁切费用较高、材料浪费现象都很严重。

在缝隙填充性及不规则表面填充方面，OCA胶带一般只能填充不小于0.1 μm缝隙，对于一些具有曲面及复杂形面、有较高印刷墨迹厚度或者不平整表面等粗糙表面的贴合，OCA胶带并不能完全满足使用要求，有时还存在气泡残留和尺寸不敏感等问题。此外，OCA 胶带生产过程中采用的滚压、真空贴合、脱泡等复杂工序，也往往使得胶结贴合面的质量并不稳定，如存在透光率不高、折光率也较大，易黄变等缺陷，因此，使用液态光学透明胶粘剂（LOCA）已是大势所趋。

发明内容

本发明旨在克服传统的OCA胶带贴合时易产生气泡，成本高，厚度有限制，胶带粘接力差、透光率低、折射和雾化偏高及柔韧性不够等性能上的不足，提供一种通过紫外线固化（UV）的，用于实现触摸屏中的玻璃与触控感应屏之间的固定粘接的液态光学透明胶粘剂，以适应电子显示屏（触摸屏）对文字、影像信息无差别化传递再现的要求，满足触摸屏中的玻璃保护层与触控感应屏(Sensor屏)之间在胶合、粘接、固定后，实现文字、影像信息无差别化传递再现等多项技术指标。本发明同时还提供该胶粘剂的制备方法。

本发明所述的一种液态光学胶粘剂，其特征在于，是由按下述重量配比的原料制成的粘接剂：树脂齐聚物：35%~48%，活性稀释剂: 50%~63%，光敏剂: 0.5%~1.3%，光敏促进剂: 0.8%~1.6%，交联增粘剂: 0.4%~1.4%。

上述树脂齐聚物可以使用聚氨酯丙烯酸酯或环氧丙烯酸酯或，前述两种丙烯酸酯的混合物；前述聚氨酯丙烯酸酯（代号PUA）是指分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键的丙烯酸酯；前述环氧丙烯酸酯（代号EA）是指其主要成分包括双酚A型环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯或环氧化油丙烯酸酯或，前述三种丙烯酸酯的混合物。

上述活性稀释剂是双官能团或多官能团的丙烯酸酯或烯丙酯中的一种或多种；如代号为HDDA 的6-己二醇二丙烯酸酯，代号为TPGDA的三缩丙二醇双丙烯酸酯。

上述光敏剂可以选用自由基型的光引发剂，如化学名称为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的物质，即HMPF；光敏促进剂可以采用乙基-对-二甲氨基苯甲酸酯(EDAB)；所述的交联增粘剂可以采用硅烷偶联剂，比如代号为KH-550、化学名称γ-氨丙基三乙氧基硅烷、或代号为KH-170、化学名称为双γ-三甲氧基甲硅烷基丙基胺中的一种或几种物质的混合物。

本发明还提供一种上述液态光学胶粘剂的制备方法，包括步骤a：混料溶解，即按照上述配比称取树脂齐聚物、活性稀释剂的单体加入反应釜中，在室温20℃~40℃的条件下搅拌0.5~3小时；步骤b：再按百分比分别加入光敏剂、光敏促进剂、交联增粘剂，搅拌2~4小时，直至混合均匀；步骤c：对步骤b所得物进行真空脱泡；步骤d：对步骤c所得物过滤出料，即得本发明所述的UV固化电容式触摸屏用液态光学透明胶粘剂。

本发明的技术方案具有如下优点或有益效果：本发明所得液态光学透明胶粘剂可用于电容式触摸屏保护玻璃与触控感应屏之间之间的固定粘接，对于500 nm厚的固化胶膜透光率，其透光率在99% 以上，折射率稳定在1.40±0.2，可在室温条件时、2000 mJ/cm²的紫外光能量辐射下充分固化，生产效率高，适合于连续化生产。本发明产品的粘接强度高、透光性高、固化收缩率小、耐黄变，制作工艺简单、环保等优点，尤其是透光率明显提高，折光率低，且耐黄变等性能，较现有技术明显改善，能够广泛应用在手机、电视机、液晶电脑、工业监控器等电子产品上。

附图说明

附图1本发明所述液态光学胶粘剂的制备方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本发明所述的一种液态光学透明胶粘剂的制作原料，包括按重量配比的以下成分：

粘结料用的树脂齐聚物：聚氨酯丙烯酸酯PUA 22%

环氧丙烯酸酯EA 20%

活性稀释剂： HDDA 24.5%

TPGDA 30%

光敏剂： HMPF 1.5%

光敏促进剂： EDAB 1.3%

交联增粘剂： KH-170 1.7%

按照上述重量百分比配比称取的树脂齐聚物、活性稀释剂加入反应釜中，在室温下（25℃）搅拌1.5小时，再按配料百分比加入光敏剂、光敏促进剂、交联增粘剂，搅拌3.5小时，直至混合均匀；再对前述步骤所得物进行常规的真空脱泡，并经过滤出料后，制成的成品中，取样对照技术指标，以通常检测方式进行质量参数的检测，测得产品的粘度为1480 mPa·s，液体透光率99.0%，折光率为1.50。

将实施例1所得的UV固化电容式触摸屏用液态光学胶粘剂按照涂胶量70 g/m²施胶，用于两片无机玻璃的粘结时，在2000 mJ/cm²的条件下进行固化，以通常检测方式测得的接着强度为0.21N/ mm²，固化膜的透光率大于99.1%，折光率1.51，固化时的体积收缩率1.8%。均比传统的双面胶粘带以及其他胶水的性能有显著的改善或提高。

实施例2：

实施例2的液态光学透明胶粘剂的制作原料，包括按重量配比的以下成分：

粘结料树脂齐聚物：聚氨酯丙烯酸酯PUA 35%

活性稀释剂： TPGDA 63%

光敏剂： HMPF 0.8%

光敏促进剂： EDAB 0.6%

交联增粘剂： KH-550 0.7%

同样，按照上述重量百分比配比称取粘结料树脂齐聚物、活性稀释剂加入反应釜中，在40℃下搅拌0.5小时，再按上述配料百分比加入光敏剂、光敏促进剂、交联增粘剂，搅拌4小时，直至混合均匀；再对前述步骤所得物进行常规的真空脱泡，并经过滤出料后，制成的成品中，取样对照技术指标，以通常检测方式进行质量参数的检测，测得产品的粘度为1350 mPa·s，液体透光率99.3%，折光率为1.51。

将实施例1所得的UV固化电容式触摸屏用液态光学胶粘剂按照涂胶量68 g/m²施胶，用于两片无机玻璃的粘结时，在2000 mJ/cm²的条件下进行固化，以通常检测方式测得的接着强度为0.20N/ mm²，固化膜的透光率大于99.4%，折光率1.50，固化时的体积收缩率2.0%。

实施例3：

实施例3的液态光学胶粘剂，包括按重量配比的以下原料配方投料制作：

粘结料树脂齐聚物：环氧丙烯酸酯EA 45%

活性稀释剂： HDDA 29%

TPGDA 23%

光敏剂： HMPF 1.2%

光敏促进剂： EDAB 0.8%

交联增粘剂： KH550 1.0%

按照上述重量百分比配比称取的树脂齐聚物、活性稀释剂加入反应釜中，在30℃下搅拌2.5小时，再按配料百分比加入光敏剂、光敏促进剂、交联增粘剂，搅拌2.5小时，直至混合均匀，取其清样，对照技术指标进行质量检测，测得产品的粘度为2530 mPa·s，液体透光率99.2%，折光率为1.48。

将实施例1所得的UV固化电容式触摸屏用液态光学胶粘剂按照涂胶量65 g/m²施胶，用于两片无机玻璃的粘结时，在2000 mJ/cm²的条件下进行固化，测得的接着强度为0.21N/ mm²，固化膜的透光率大于99.1%，折光率1.49，固化时的体积收缩率1.9%。

实施例4：

本发明的一种UV固化电容式触摸屏用液态光学胶粘剂，制作原料包括以下成分：：

粘结料树脂齐聚物：聚氨酯丙烯酸酯PUA 22%

环氧丙烯酸酯EA 26%

活性稀释剂： HDDA 50%

光敏剂： HMPF 0.8%

光敏促进剂： EDAB 0.7%

交联增粘剂： KH-170 0.6%

按照上述重量百分比配比称取的树脂齐聚物、活性稀释剂加入反应釜中，在35℃下搅拌2.0小时，再按配料百分比加入光敏剂、光敏促进剂、交联增粘剂，搅拌3.5小时，直至混合均匀，取其清样，对照技术指标进行质量检测，测得产品的粘度为2850 mPa·s，液体透光率99.0%，折光率为1.53。

将实施例4所得的UV固化电容式触摸屏用液态光学胶按照涂胶量70 g/m²施胶，用于两片无机玻璃的粘结时，在2000 mJ/cm²的条件下进行固化，测得的接着强度为0.22N/ mm²，固化膜的透光率大于99.0%，折光率1.54，固化时的体积收缩率1.7%。

以本领域的普通技术人员，从上述各实施例来看，本发明主要着眼于粘结料----树脂齐聚物以及活性稀释剂的物质和组分的选取，而对于光敏剂、光敏促进剂、交联增粘剂的物质和组分，可依照通常方法或经验予以适当调配，均可制得成品。

从上述各项实施例的检测数据，可以看出，与现有技术相比较，本发明的UV固化电容式触摸屏用液态光学胶粘剂具有以下优势：

1.不含易挥发的有机溶剂，所有配方原料在紫外光辐射固化过程中都发生交联反应进入到固化的胶黏剂膜层里，无毒，无污染，绿色环保，符合我国的环保政策和产业发展方向；

2. 本发明的UV固化电容式触摸屏用液态光学胶粘剂，经UV光辐照固化后成膜，该固化膜粘接强度高，抗剥离好，透光率高于99%，胶膜柔软，富于弹性，低温下不冷脆，能耐水、弱酸弱碱和80℃以下的使用环境；

3. 本发明的液态光学胶粘剂，初固时间短，固化收缩率小，定位迅速、准确，适合于自动化施工和控制，提高工作效率，固化过程所需的能量低，适合节能减排的产业发展方向。

本发明所得粘接剂的以上优点中，尤其是透光率明显提高，折光率低，且耐黄变等性能，较现有技术明显改善，特别适合应用在手机、电视机、液晶电脑、工业监控器等电子产品的触摸屏的粘接工艺。

Claims

1.一种液态光学胶粘剂，其特征在于，是由按下述重量配比的原料制成的粘接剂：树脂齐聚物：35%~48%，活性稀释剂: 50%~63%，光敏剂: 0.5%~1.3%，光敏促进剂: 0.8%~1.6%，交联增粘剂: 0.4%~1.4% 。

2.根据权利要求1所述的液态光学胶粘剂，其特征在于，所述的树脂齐聚物可以使用聚氨酯丙烯酸酯或环氧丙烯酸酯或，前述两种丙烯酸酯的混合物。

3.根据权利要求2所述的液态光学胶粘剂，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯是指分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键的丙烯酸酯；所述环氧丙烯酸酯是指其主要成分包括双酚A型环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯或环氧化油丙烯酸酯或，前述三种丙烯酸酯的混合物。

4.根据权利要求1所述的液态光学胶粘剂，其特征在于，所述活性稀释剂是双官能团或多官能团的丙烯酸酯或烯丙酯中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的液态光学胶粘剂，其特征在于，所述活性稀释剂是代号为HDDA 的6-己二醇二丙烯酸酯或代号为TPGDA的三缩丙二醇双丙烯酸酯。

6.根据权利要求1所述的液态光学胶粘剂，其特征在于，所述光敏剂选用自由基型的光引发剂。

7.根据权利要求1所述的液态光学胶粘剂，其特征在于，所述光敏剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的物质；所述光敏促进剂采用乙基-对-二甲氨基苯甲酸酯；所述的交联增粘剂采用硅烷偶联剂。

8.根据权利要求1所述的液态光学胶粘剂，其特征在于，所述的交联增粘剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或双γ-三甲氧基甲硅烷基丙基胺中的一种或两种物质的混合物。

9.如权利要求1所述的液态光学胶粘剂的制备方法，依次包括

步骤a：混料溶解，即按照权利要求1所述配比称取树脂齐聚物、活性稀释剂的单体加入反应釜中，在室温20℃~40℃的条件下搅拌0.5~3小时；

步骤b：再按百分比分别加入光敏剂、光敏促进剂、交联增粘剂，搅拌2~4小时，直至混合均匀；

步骤c：对步骤b所得物进行真空脱泡；

步骤d：对步骤c所得物过滤出料，即得成品。