CN104531046A

CN104531046A - 胶粘剂组合物及其使用方法和用途

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Publication number: CN104531046A
Application number: CN201510056914.4A
Authority: CN
Inventors: 朱建国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2015-04-22

Abstract

本发明提供了一种胶粘剂组合物，包含如下组分(重量百分比)：10％～50％的聚氨酯丙烯酸酯低聚物；20％～60％的(甲基)丙烯酸酯单体；0％～50％的含异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯；1％～6％的光引发剂；0.1％～10％的紫外线吸收剂；0％～10％的丙烯酸。本发明的胶粘剂组合物可吸收紫外线及通过光固化。本发明还提供使用此胶粘剂组合物的方法以及该胶粘剂组合物在太阳玻璃眼镜、光学镜片中的用途。该胶粘剂组合物是单组分，无需现场混料；相较于传统热固环氧胶水需长达数小时的固化时间，本发明的胶水可以在一分钟内固化，且能有效吸收380nm以下的紫外线。

Description

胶粘剂组合物及其使用方法和用途

技术领域

本发明涉及一种胶粘剂组合物，尤其是一种可吸收紫外线的光固化胶粘剂组合物及其使用方法和用途。

背景技术

在现在的光学偏光镜片制作上，可通过两种工艺结构来实现：(1)偏光膜置于模具凹面，再灌注树脂，一体成型。(2)偏光膜通过胶贴于两片透光材料之间，是一个三层结构。第一种工艺制作的偏光膜片容易刮花，同时只适用于CR39(烯丙基二甘醇碳酸酯)树脂镜片。对于高端的玻璃镜片市场，只能通过第二种工艺结构。对于第二种工艺结构，目前市场所使用的胶粘剂主要是双组分热固型环氧胶粘剂，存在着两个主要问题：(1)操作复杂，工人使用时需要将两种组分混合在一起才能使用，容易造成品质不稳定；(2)热固型环氧需要长时间的加热固化，生产耗能大，且占空间。

同时，对于光学偏光镜片在太阳眼镜上的应用，还需要最终产品能够阻隔380nm以下的紫外线。对应此类要求，目前市场通用的方案是在玻璃片成型时加入紫外线吸收剂来达到。这种工艺所生产的玻璃片成本非常高，不易于推广。

基于以上市场需求，我们需要一个既能快速固化，又能达到节能环保要求的胶粘剂。此胶粘剂如能同时阻隔紫外线，那就将大大降低生产成本。此外，胶粘剂除了要满足以上性能要求之外，还需要能通过玻璃眼镜片的老化测试。

发明内容

针对现有技术存在的问题和以上的要求，本发明提供一种新型的可吸收紫外线的光固化胶粘剂组合物。本发明提供的一种胶粘剂组合物，以重量百分比计，其包含(1)10％～50％的聚氨酯丙烯酸酯低聚物；(2)20％～60％的(甲基)丙烯酸酯单体；(3)0％～50％的含异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯；(4)1％～6％的光引发剂；(5)0.1～10％的紫外线吸收剂；(6)0％～10％的丙烯酸。

进一步地，所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物是脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸异冰片酯的混合物。

进一步地，所述的(甲基)丙烯酸酯单体是选自(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、(甲基)丙烯酸异辛酯和(甲基)丙烯酸四氢糠基酯的一种或多种。

优选地，所述的(甲基)丙烯酸酯单体是(甲基)丙烯酸异冰片酯和(甲基)丙烯酸羟基乙酯的组合。

进一步地，所述的含异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯是含有1，6-六亚甲基二异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯。

进一步地，所述的光引发剂是1-羟基环已基苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的混合物。

进一步地，所述的苯甲酮类紫外线吸收剂是2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮-2。

进一步地，所述的丙烯酸是冰晶级丙烯酸。

本发明还提供使用此胶粘剂组合物的方法，包括如下步骤：(1)将胶粘剂涂覆在镜片-偏光膜-镜片中间；(2)将上述结构挤压，排泡贴合；(3)使用紫外线固化设备固化上述结构；(4)将上述部件室温冷却后切割打磨。

本发明还提供了所述胶粘剂组合物在太阳玻璃眼镜、光学镜片中的用途。

本发明的有益效果是：胶水是单组分，无需现场混料；相较于传统热固环氧胶水需长达数小时的固化时间，本发明的胶水可以在一分钟内固化，且能有效吸收380nm以下的紫外线。

具体实施方案

除非另外定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员通常理解的相同含义。若存在矛盾，则以本申请提供的定义为准。

当以范围、优选范围、或者优选的数值上限以及下限的形式表述某个量、浓度或其它值或参数的时候，应当理解相当于具体揭示了通过将任意一对范围上限或优选数值与任意范围下限或优选数值结合起来的任何范围，而不考虑该范围是否具体揭示。除非另外指出，本文所列出的数值范围值在包括范围的端点，和该范围之内的所有整数和分数。

当术语“约”和“大约”用于描述数值或范围的端值时，所公开的内容应理解为包括具体值或涉及的端值。

除非另外说明，本文中所有的百分比、份数、比值等均是按重量计。

本文的材料、方法和实施例均是示例性的，并且除非特别说明，不应理解为限制性的。

本发明详述如下：

根据本发明的一个方面，提供了可吸收紫外线的光固化胶粘剂组合物，以重量百分比计其包含(1)10％～50％的聚氨酯丙烯酸酯低聚物；(2)20％～60％的(甲基)丙烯酸酯单体；(3)0％～50％的含异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯；(4)1％～6％的光引发剂；(5)0.1～10％的紫外线吸收剂；(6)0％～10％的丙烯酸。

在本发明中，“含量为0”表示在本发明的胶粘剂组合物也可以不包含该组分。

聚氨酯丙烯酸酯低聚物

本发明中所述的“聚氨酯丙烯酸酯低聚物”广义上是指一种含有不饱和官能团的端丙烯酸酯的低聚物。本发明中优选使用的是脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。其分子单元内包含一个或更多个(甲基)丙烯酸酯官能团，并且所述的(甲基)丙烯酸酯官能团可在分子链或在分子支链上存在。本发明进一步优选脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，其粘度为约20000mPa.s～约50000mPa.s(60摄氏度测量值)。

本发明所述的胶粘剂组合物中，所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的含量为基于所述粘合剂组合物的总重量，0重量％～50重量％的范围，优选约5重量％～40重量％，进一步优选15重量％～30重量％。

本发明使用的聚氨酯丙烯酸酯低聚物可以是市售的，也可以通过现有技术中已知的方法进行制备。

(甲基)丙烯酸酯单体

对本发明所述的(甲基)丙烯酸酯单体没有特别限制。在此术语“(甲基)丙烯酸酯单体”包括但不限于相应的丙烯酸和/或甲基丙烯酸的衍生物。本发明所述的(甲基)丙烯酸酯单体是指单分子的(甲基)丙烯酸酯单体，其实例包括但不限于脂族(甲基)丙烯酸酯单体和环氧(甲基)丙烯酸酯单体等。所述(甲基)丙烯酸酯单体可以是单官能团的(甲基)丙烯酸酯单体，即分子内含有一个(甲基)丙烯酸酯官能团，其也可以是多官能团的(甲基)丙烯酸酯单体，即分子内含有二个或二个以上(甲基)丙烯酸酯官能团。

所述的(甲基)丙烯酸酯单体是选自(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、(甲基)丙烯酸异辛酯和(甲基)丙烯酸四氢糠基酯等。

这些(甲基)丙烯酸酯单体可单独使用或将两种或更多种单体组合使用。

在本发明的一个优选方案中，所述的(甲基)丙烯酸酯单体是(甲基)丙烯酸异冰片酯和(甲基)丙烯酸羟基乙酯的组合。

本发明所述的胶粘剂组合物中，基于所述胶粘剂组合物的总重量，所述的(甲基)丙烯酸酯单体的含量为30重量％～55重量％，优选为40重量％～55重量％.

本发明所使用的(甲基)丙烯酸酯单体可以是市售的，实例中使用的是购自DBC公司的(甲基)丙烯酸异冰片酯和RBL公司的(甲基)丙烯酸羟基乙酯。本发明所使用的(甲基)丙烯酸酯单体也可以通过现有技术中已知的方法进行制备。

含异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯

在本发明的一个实施方案中，所述的含异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯是含有1，6-六亚甲基二异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯，其粘度没有特别限制，但可以在约2000mPa.s～约500000mPa.s,优选约为5000mPa.s～约20000mPa.s。

本发明所述的胶粘剂组合物中，基于所述胶粘剂组合物的总重量，所述含异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯的含量为约0重量％～50重量％，优选为约10重量％～25重量％。

本发明说使用的含异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯可以是市售的，实例中使用的是购自Allnex Belgium Ltd.的VP LS 2396。本发明使用的含异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯也可以通过现有技术中已知的方法进行制备。

光引发剂

光引发剂一般用于引发不饱和单体或低聚物发生光聚合反应。在本发明中，所述光引发剂用于使所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物、(甲基)丙烯酸酯单体和含异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯的官能团发生交联反应。

本发明所使用的光引发剂可以是任何已知的自由基引发剂，其选自2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮，1-羟基环已基苯基甲酮，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮，安息香双甲醚BDK，2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦，异丙基硫杂蒽酮(2、4异构混合)，4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯，二苯甲酮，4-氯二苯甲酮，邻苯甲酰苯甲酸甲酯，二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐，对位N,N-二甲氨基苯甲酸异辛酯，4-甲基二苯甲酮，邻苯甲酰基苯甲酸甲酯，4-苯基二苯甲酮。可单独使用或组合使用。

本发明的一个优选方案中，所述的光引发剂是1-羟基环已基苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的混合物。

本发明所述的胶粘剂组合物中，基于所述胶粘剂组合物的总重量，所述光引发剂的含量约2重量％～5重量％。

本发明所使用的光引发剂可以是市售的，其实例包括如购自BASF公司的Irgacure 184以及Lucirin TPO。

紫外线吸收剂

本发明所使用的紫外线吸收剂是苯甲酮类紫外线吸收剂，优选使用的是2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮-2，它为浅黄色粉末，可有效吸收390nm以下的紫外线。

本发明所述的胶粘剂组合物中，基于所述胶粘剂组合物的总重量，所述紫外线吸收剂的含量是1重量～10重量％。

本发明所使用的紫外线吸收剂可以是市售的，也可以通过现有技术中已知的方法进行制备。

丙烯酸

本发明所述的丙烯酸没有特别限制，优选为冰晶级丙烯酸，其分子量为72。

本发明所述的胶粘剂组合物中，基于所述胶粘剂组合物的总重量，所述丙烯酸的含量是1重量～10重量％。

本发明所使用的丙烯酸可以是市售的，其实例购自BASF的ACRYLIC ACID GLACIAL。

胶粘剂组合物的制备方法

按上述各胶粘剂组合物的原料比例，将物料顺序投入搅拌缸中，按照一定的速率与时间进行搅拌可制备本发明的胶粘剂组合物。所述制备过程在常温常压下进行，需要避光。以实施例1为例，第一步把脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯和VP LS 2396称重后投入搅拌缸中进行搅拌，搅拌速度设定为约60～120rpm，搅拌约60分钟；第二步，将1-羟基环已基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮-2称重或投入搅拌缸中搅拌，搅拌速度设为约100～120rpm,搅拌时间约为40分钟；第三步，将ACRYLIC ACID GLACIAL投入搅拌缸搅拌，搅拌速度设为约15～30rpm，搅拌时间约为5分钟。最后将混合物过滤包装即可。

胶粘剂组合物的使用方法

本发明还提供了所述胶粘剂组合物的使用方法，其包括以下步骤：

(1)将胶粘剂涂覆在镜片-偏光膜-镜片中间；

(2)将上述结构挤压，排泡贴合；

(3)使用紫外线固化设备固化上述结构；

(4)将上述部件室温冷却后切割打磨成型。

关于步骤(1)，可以通过自动点胶机或手工将本发明的胶粘剂沿着预先设定好的点胶路径加压打出至材料表面。然后将另一材料压合到所述胶粘剂上，在把所述胶粘剂点在第二个材料上，最后把第三个材料压合到所述胶粘剂上，通过手工或贴合机控制胶水厚度。随后使用LED紫外灯，如IGE的XR210,进行固化，时间一般为约20秒～约45秒。

本发明的胶粘剂组合物可以用于在太阳眼镜、光学镜片中。

按照以上所述的制备方法制备本发明所述的胶粘剂组合物。表1中列出了各组分的名称及其含量。

表1

性能测试

对表1中各胶粘剂组合物的各性能测试方法具体描述如下：

测试1-LED固化：通过LED紫外灯，如IGE的XR210(波长为395nm),进行固化。其光强约为800mw/cm²～约1200mw/cm²时间一般为约20秒～约45秒。

测试2-粘接强度：用来表征胶粘剂组合物充分固化后赋予2个片材之间的结合强度。通常胶层厚度在100μm。这里所述的片材是玻璃。所使用的测试设备是万能拉力机(Instron3367，Instron Inc.)测试时，将搭接在一起的两个片材沿垂直相反方向拉开。将所测得的力值除以搭接面积即为粘接强度(MPa)。

测试3-老化测试：用玻璃粘接PVA膜，固化好后沸水煮30分钟，观察PVA膜与玻璃之间是否开裂。

测试4-紫外线吸收性能：测试200μm厚的胶粘剂组合物固化后对380nm以内的紫外线的吸收比例，所使用的测试设备为Topcon分光光度计。

测试结果

在表2中列出了根据表1所制备的各胶粘剂组合物在各测试方法下的测试结果：

表2

结果评价

实验结果表明，实施例1～4均可实现LED光固化，且固化后有良好的性能。其对玻璃的粘接强度大，尤其以实施例2为最大，达到16MPa以上。此高强度的粘接性能保证产品经过老化测试后仍然有较佳的粘接力。同时，本发明所述的胶粘剂组合物对PVA膜的粘接力较佳，通过老化测试后保持不开裂。对于低于380nm的紫外线吸收比例达到100％，符合市场的需求。

Claims

1.一种胶粘剂组合物，其特征在于包含如下组分(重量百分比)：

(1)10％～50％的聚氨酯丙烯酸酯低聚物；

(2)20％～60％的(甲基)丙烯酸酯单体；

(3)0％～50％的含异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯；

(4)1％～6％的光引发剂；

(5)0.1％～10％的紫外线吸收剂；

(6)0％～10％的丙烯酸。

2.如权利要求1所述的胶粘剂组合物，其特征在于：所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物是脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。

3.如权利要求1所述的胶粘剂组合物，其特征在于：所述(甲基)丙烯酸酯单体是选自(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、(甲基)丙烯酸异辛酯和(甲基)丙烯酸四氢糠基酯的一种或多种。

4.如权利要求3所述的胶粘剂组合物，其特征在于：所述(甲基)丙烯酸酯单体是(甲基)丙烯酸异冰片酯和(甲基)丙烯酸羟基乙酯的组合。

5.权利要求1所述的胶粘剂组合物，其特征在于：所述含异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯是含有1，6-六亚甲基二异氰酸酯的聚氨酯丙烯酸酯。

6.权利要求1所述的胶粘剂组合物，其特征在于：所述光引发剂是选自2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮，1-羟基环已基苯基甲酮，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮，安息香双甲醚BDK，2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，异丙基硫杂蒽酮(2、4异构混合)，4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯，二苯甲酮，4-氯二苯甲酮，邻苯甲酰苯甲酸甲酯，二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐，对位N,N-二甲氨基苯甲酸异辛酯，4-甲基二苯甲酮，邻苯甲酰基苯甲酸甲酯，4-苯基二苯甲酮的一种或多种。

7.权利要求6所述的胶粘剂组合物，其特征在于：所述光引发剂是1-羟基环已基苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的混合物。

8.权利要求1所述的胶粘剂组合物，其特征在于：所述紫外线吸收剂是苯甲酮类紫外线吸收剂。

9.权利要求8所述的胶粘剂组合物，其特征在于：所述苯甲酮类紫外线吸收剂是2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮-2。

10.权利要求1所述的胶粘剂组合物，其特征在于：所述丙烯酸是冰晶级丙烯酸。

11.使用权利要求1-10任意一项所述的胶粘剂组合物的方法，其包括：

(1)将胶粘剂涂覆在镜片-偏光膜-镜片中间；

(2)将上述结构挤压，排泡贴合；

(3)使用紫外线固化设备固化上述结构；

(4)将上述部件室温冷却后切割打磨成型。

12.权利要求1-10任意一项所述的胶粘剂组合物在太阳玻璃眼镜、光学镜片中的用途。