CN104356967A - 一种uv固化聚烯烃光学膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种UV固化聚烯烃光学膜及其制备方法，UV固化聚烯烃光学膜是由以重量份计的乙烯-辛烯共聚物100份、含羟基丙烯酸酯单体0.1-2份、光引发剂0.3-2份、助交联剂0-1.0份、光稳定剂0.05-0.5份、抗氧剂0.05-0.5份、偶联剂0-1.0份经过锥形搅拌器预混合后再流延成型。本发明工序简单、加工方便易操作、生产效率高，所制得的UV固化聚烯烃光学膜不但具有易加工、可返修的优点，同时具有优异的水汽阻隔性能、绝缘性能、粘接性能、无腐蚀性能。使用时经过贴合预压后用特定紫外光辐照便可完成固化交联，可取代常规OCA或LOCA光学胶。

Description

一种UV固化聚烯烃光学膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及到一种UV固化聚烯烃光学膜及其制备方法，其应用于触摸屏或液晶显示屏的贴合，属于电子产品封装领域。

背景技术

近年来电子行业发展迅猛，其中触摸屏和液晶显示屏应用越来越广泛，在其加工生产中大量应用到OCA和LOCA作为光学胶粘剂。OCA光学胶简单来说就是一种透明的双面胶带，使用效果较好，应用也较为成熟，但其存在着贴合难度大，精度要求高的缺点，特别是一些大面积触摸屏，非常容易产生气泡，并不能返修。LOCA为液体光学胶，一般为UV固化丙烯酸酯类产品，也适用于触摸屏的粘结，但在大尺寸触摸屏上也一样存在着加工缺陷，如流胶、气泡、生产效率低的问题。因此本领域急需一种加工方便、高效、不易产生缺陷，适用于大尺寸触摸屏或液晶屏的产品。

新的光学膜封装材料近年也在不断开发，如专利CN 103525319A中提到一种紫外光固化EVA光学胶膜，其为一种热熔胶膜，触摸屏贴合使用该材料时在层压机中加热预压，然后在紫外灯下辐射固化完成交联贴合。此方法具有一定优异性，可以改善气泡、流胶、返修等加工问题，但是由于其使用EVA基材，其本身是一种酸性物质，对电极材料可能存在一定腐蚀性，影响电极长期使用，同时其水气阻隔性差，绝缘性差，因此在液晶屏或触摸屏的使用还需进一步验证。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种UV固化聚烯烃光学膜，该聚烯烃光学膜不但具有易加工、可返修的优点，同时具有优异的水汽阻隔性能、绝缘性能、粘接性能、无腐蚀性能。

聚烯烃本身易存在着透光率不足、粘接力低、难交联等问题，同时为赋予其适应于触摸屏或液晶屏的加工条件，需对其进行一定改性，为了实现本发明的目的，本发明采取如下技术方案：

一种UV固化聚烯烃光学膜，其是由以重量份计的以下原料制备而成：

乙烯-辛烯共聚物       100份

含羟基丙烯酸酯单体    0.1-2份

光引发剂              0.3-2份

助交联剂              0-1.0份

光稳定剂              0.05-0.5份

抗氧剂                0.05-0.5份

偶联剂                0-1.0份。

乙烯-辛烯共聚物的透光率与辛烯含量有关，同时为保证生产加工工艺的适合，所述乙烯-辛烯共聚物的熔点在41-73℃，辛烯的重量含量为35-62％，这一参数区间的乙烯-辛烯共聚物光学性能优异，可以满足挤出流延成膜以及触摸屏或液晶屏贴合加工的要求。

优选地，所述的含羟基丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或两种以上混合。这一类单体为多官能团结构，具有多个双键，可以参与并加速聚烯烃的交联，同时因为其分子结构上含有羟基，可以赋予聚烯烃较好的粘接能力，适合粘接触摸屏或液晶屏的玻璃基材，在本发明中的配方体系中，其较佳的添加量为0.5-1.5份。

优选地，所述的光引发剂为安息香二甲醚、1-羟基酮、二苯甲酮、丙烯酸酯化二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、硫代苯基-对氧氮环丙酮、硫代苯基-对氧氮环丙酮中的一种或两种以上混合。光引发剂为光固化领域常用的物质，其不同类别适应于不同种类的物质以及不同波段的光线，对于聚烯烃基材，效率较高，适合应用较佳的是安息香二甲醚、二苯甲酮，其较佳的添加量是0.6-1.8份。

优选地，所述的助交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯中的一种或两种以上混合。助交联剂是橡胶领域提高交联效率或交联密度常用的物质，本发明中较佳的是季戊四醇四丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯，较佳的添加量是0-0.8份。

优选地，所述的光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑、丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、1-(甲基)-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的一种或两种以上混合。其中较佳的是2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑，较佳的添加量是0.1-0.4份。

优选地，所述的抗氧化剂为2,2’-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、硫代二丙酸双酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯中的一种或两种以上混合。其中，较佳的是三(壬基苯基)亚磷酸酯，较佳的添加量是0.1-0.4份。

优选地，所述的偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上混合。其中，较佳的是γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，较佳的添加量是0-0.8份。

本发明还提供了UV固化聚烯烃光学膜的制备方法,其包括以下步骤：

1)按配比将乙烯-辛烯共聚物、含羟基丙烯酸酯单体、光引发剂、助交联剂、光稳定剂、抗氧剂、偶联剂投入壁温为40℃的锥形搅拌器中进行预混合直至助剂全部吸收；

2)接着将步骤1)的预混料投入流延机的料斗中，在80℃下熔融经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷工序制得聚烯烃光学膜。

本发明中的UV固化聚烯烃光学膜厚度可根椐实际需要调节，优选的厚度为0.1-0.5mm，目前使用较多厚度为0.2mm。上述步骤中，所述的聚烯烃光学膜经过60-80℃的真空压机贴合预压后，在光强400W的高压汞灯下辐射1-10min，即完成固化交联。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明所述的UV固化聚烯烃光学膜能够用于触摸屏或液晶显示屏的粘合剂，可取代常规OCA或LOCA光学胶；工序简单，加工方便，不易产生气泡，易返修，适应用于大尺寸屏幕的加工；同时此产品具有优异的透光性、水汽透过率低、使用寿命长，更有利于触摸屏行业的发展。

具体实施方式

为更好的说明本发明内容，下面结合具体实施例作进一步说明。

实施例1:

在100重量份辛烯含量为62％、熔点为41℃的乙烯-辛烯共聚物中加入0.1份的季戊四醇三丙烯酸酯，0.3份的光引发剂安息香二甲醚，1份的助交联剂三烯丙基异氰脲酸酯，0.05份的光稳定剂2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑，0.05份的抗氧剂三(壬基苯基)亚磷酸酯，1.0份的偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，经过混料机混合均匀，投入流延机里，在80℃下经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.2mm的薄膜。

实施例2:

在100重量份辛烯含量为32％、熔点为73℃的乙烯-辛烯共聚物中加入0.1份的双三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，2份的光引发剂二苯甲酮，0.5份的光稳定剂2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑，0.5份的抗氧剂三(壬基苯基)亚磷酸酯，0.6份的偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，经过混料机混合均匀，投入流延机里，在80℃下经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.2mm的薄膜。

实施例3:

在100重量份辛烯含量为55％、熔点为52℃的乙烯-辛烯共聚物中加入2份的季戊四醇三丙烯酸酯，2份的光引发剂安息香二甲醚，1份的助交联剂季戊四醇四丙烯酸酯，0.2份的光稳定剂2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑，0.2份的抗氧剂三(壬基苯基)亚磷酸酯，经过混料机混合均匀，投入流延机里，在80℃下经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.2mm的薄膜。

实施例4:

在100重量份辛烯含量为55％、熔点为52℃的乙烯-辛烯共聚物中加入2份的双三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，0.3份的光引发剂二苯甲酮，0.2份的光稳定剂2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑，0.2份的抗氧剂三(壬基苯基)亚磷酸酯，经过混料机混合均匀，投入流延机里，在80℃下经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.2mm的薄膜。

实施例5:

在100质量份辛烯含量为55％、熔点为52℃的乙烯-辛烯共聚物中加入1份的季戊四醇三丙烯酸酯，1份的光引发剂二苯甲酮，0.6份的助交联剂三烯丙基异氰脲酸酯，0.2份的光稳定剂2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑，0.4份的抗氧剂三(壬基苯基)亚磷酸酯，0.6份的偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，经过混料机混合均匀，投入流延机里，在80℃下经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.2mm的薄膜。

实施例6:

在100重量份辛烯含量为55％、熔点为52℃的乙烯-辛烯共聚物中加入1份的季戊四醇三丙烯酸酯，1份的光引发剂二苯甲酮，0.6份的助交联剂季戊四醇四丙烯酸酯，0.2份的光稳定剂2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑，0.4份的抗氧剂三(壬基苯基)亚磷酸酯，经过混料机混合均匀，投入流延机里，在80℃，经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.2mm的薄膜。

实施例7:

在100重量份辛烯含量为55％、熔点为52℃的乙烯-辛烯共聚物中加入1份的季戊四醇三丙烯酸酯，1份的光引发剂二苯甲酮，0.6份的助交联剂季三烯丙基异氰脲酸酯，0.2份的光稳定剂2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑，0.2份的抗氧剂三(壬基苯基)亚磷酸酯，0.2份的偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，经过混料机混合均匀，投入流延机里，在80℃下经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.2mm的薄膜。

实施例8:

在100重量份辛烯含量为55％、熔点为52℃的乙烯-辛烯共聚物中加入1份的季戊四醇三丙烯酸酯，1份的光引发剂二苯甲酮，0.2份的光稳定剂2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑，0.2份的抗氧剂三(壬基苯基)亚磷酸酯，经过混料机混合均匀，投入流延机里，在80℃下经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.2mm的薄膜。

实施例9:

在100重量份辛烯含量为55％、熔点为52℃的乙烯-辛烯共聚物中加入1份的光引发剂二苯甲酮，0.6份的助交联剂季三烯丙基异氰脲酸酯，0.2份的光稳定剂2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑，0.2份的抗氧剂三(壬基苯基)亚磷酸酯，0.2份的偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，经过混料机混合均匀，投入流延机里，在80℃下经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.2mm的薄膜。

对比实施例1:

在100重量份醋酸乙烯含量为33％、熔点为55℃的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中加入1份的光引发剂二苯甲酮，0.6份的助交联剂季三烯丙基异氰脲酸酯，0.2份的光稳定剂2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑，0.2份的抗氧剂三(壬基苯基)亚磷酸酯，0.2份的偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，经过混料机混合均匀，投入流延机里，在80℃，经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.2mm的薄膜。

对上述的实施例1-9和对比实施例1进行以下性能测试试验：

1.湿热加速老化

制样方法：用两片超白玻璃夹住薄膜，在80℃真空压机中完成预压，然后在400W的汞灯下辐射10min完成固化制得样品。

试验条件：温度65℃，湿度85％，时间500h。

性能表征方法：

A:黄变指数(△YI)按GB2409-80《塑料黄色指数试验方法》进行分析。

B：经湿热老化后，观察样品有无气泡、脱胶现象。

2.透光率

制样方法：用两片超白玻璃夹住薄膜，在80℃真空压机中完成预压，然后在400W的汞灯下辐射10min完成固化制得样品。

性能表征方法：参照GB/T 2410-2008《透明塑料透光率和雾度的测定》进行测试。

3.粘合力

制样方法：按超白玻璃/聚烯烃薄膜/帆布结构层叠，在80℃真空压机中完成预压，然后在400W的汞灯下辐射10min完成固化制得样品。

性能表征方法：参照GB/T 2790-2008《胶粘剂180°剥离强度试验方法》进行测试。

4.水汽透过率

制样方法：按透明氟膜/聚烯烃薄膜/高温布结构层叠，在80℃真空压机中完成预压，然后在400W的汞灯下辐射10min完成固化，剥开高温布与氟膜制得样品。

性能表征方法：参照GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定》进行测试，采用电解传感器法测定水汽透过率(WVTR)，测试条件为38℃，90％相对湿度。

5.绝缘性测试

制样方法：按透明氟膜/聚烯烃薄膜/高温布结构层叠，在80℃真空压机中完成预压，然后在400W的汞灯下辐射10min完成固化，剥开高温布与氟膜制得样品。

性能表征方法：参照GB/T1410-2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率实验方法》进行测试，测试电压为100V，测试时间为120s。

上述性能测试结果如表1所示。

结果分析：实施例1-9和对比例1相比，可发现采用聚烯烃的UV固化光学膜相比EVA基材的光学膜在绝缘性、抗水汽透过性、耐湿热老化性上都有明显优越性，这是由聚烯烃与EVA分子结构差异所决定。

实施例2与实施例1、3-9相比，发现本发明中的乙烯-辛烯共聚物聚烯烃透光率与辛烯含量有关，其含量高则透光率较高，主要原因在于辛烯含量越高则分子结构越不规整，其可以破坏材料的结晶，使材料达到高透光率。对比例1与实施例1、3-9相比，则可确定选用适当参数的乙烯-辛烯共聚物作为基材可达到与EVA相近的透光率。

实施例1、2、5、7与实施例3、4、6、8、9相比，可发现添加含羟基丙烯酸酯单体与偶粘剂具有协同增粘效果，使材料达到与EVA相近的粘接力效果。

综上所述，本发明中所述的产品长期使用性能优异、水汽透过率低，在特定紫外光辐照下可交联贴合，并由于在交联网络中引入了较多羟基，使材料具有了较好的粘合性能；同时由于其特殊的加工方式，可以使贴合过程更加简单高效以及具有可返修性，在未来极有可能取代传统电子行业中显示屏贴合的光学胶OCA和液态光学胶LOCA。

表1性能测试实验结果

上述实施例仅为本发明优选的实施案例，不能以此来限定本发明所要求保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的及替换均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种UV固化聚烯烃光学膜，其特征在于：其是由以重量份计的以下原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的UV固化聚烯烃光学膜，其特征在于：所述的乙烯-辛烯共聚物的熔点为41-73℃，辛烯的重量含量为35-62％。

3.根据权利要求1所述的UV固化聚烯烃光学膜，其特征在于：所述的含羟基丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或两种以上混合。

4.根据权利要求1所述的UV固化聚烯烃光学膜，其特征在于：所述的光引发剂为安息香二甲醚、1-羟基酮、二苯甲酮、丙烯酸酯化二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、硫代苯基-对氧氮环丙酮、硫代苯基-对氧氮环丙酮中的一种或两种以上混合。

5.根据权利要求1所述的UV固化聚烯烃光学膜，其特征在于：所述的助交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯中的一种或两种以上混合。

6.根据权利要求1所述的UV固化聚烯烃光学膜，其特征在于：所述的光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三氮唑、丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、1-(甲基)-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的一种或两种以上混合。

7.根据权利要求1所述的UV固化聚烯烃光学膜，其特征在于：所述的抗氧化剂为2,2’-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、硫代二丙酸双酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯中的一种或两种以上混合。

8.根据权利要求1所述的UV固化聚烯烃光学膜，其特征在于：所述的偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上混合。

9.权利要求1-8中任一项所述的UV固化聚烯烃光学膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)按配比将乙烯-辛烯共聚物、含羟基丙烯酸酯单体、光引发剂、助交联剂、光稳定剂、抗氧剂、偶联剂投入壁温为40℃的锥形搅拌器中进行预混合直至助剂全部吸收；

2)接着将步骤1)的预混料投入流延机的料斗中，在80℃-90℃下熔融经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷工序制得聚烯烃光学膜。

10.根据权利要求9所述的UV固化聚烯烃光学膜的制备方法，其特征在于：所述的聚烯烃光学膜经过60-80℃的真空压机贴合预压后，在光强400W的高压汞灯下辐射1-10min，即完成固化交联。