CN105733492A - 可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物 - Google Patents

可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，按质量分数计，包括如下组分：聚氨酯丙烯酸酯低聚物30?70％、丙烯酸酯单体20?60％、光引发剂1?6％，炭黑0.1?5％，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的表面张力在48dyne/cm以上，25℃时粘度为8000mPa.s?10000mPa.s。本发明的可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，采用聚氨酯为基胶，具有较好的耐老化性能，用UV光固化，不但不受环境温度的影响，也避免了为缩短固化时间而加温导致摄像头模组中的有些不耐温配件损坏的问题，同时引入丙烯酸单体，增加了聚氨酯材料的粘接性能，且该胶粘剂为无溶剂胶粘剂，无污染、安全性高。

Description

可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，具体是涉及一种可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物；并且涉及它们的制备方法和它们的用途。
背景技术
聚氨酯(PU)胶粘剂是一类由异氰酸酯和低聚物多元醇聚合而成的高聚物。由于其主链上含有大量的氨基甲酸酯基团，赋予聚氨酯材料高强度、高耐磨性、高弹性和优异的耐低温性能等优点，并且其软硬度可在很大范围内进行调节，因而其在胶粘剂、涂料和复合材料等诸多领域中得到广泛应用。
现代生活对摄像头的成像清晰度要求不断提高，摄像头生产厂家通过不断提高镜头像素来满足消费者对于清晰度的要求。现有手机、平板电脑等的摄像模组，包过镜头、音圈马达、滤光片、传感器、成像芯片、电路板等部件组成。成像芯片与镜头之间一般采用胶粘剂进行密封，由于封装工艺受限，不断有细微颗粒通过成像芯片和镜头之间的缝隙进入摄像头模组内，以及摄像头部件震动摩擦产生的颗粒也会不断累积。这些不断累积的颗粒物会导致摄像头成像效果越来越差，清晰度不断降低。目前尚无有效技术手段去解决这个问题。
对于摄像头模组使用的胶粘剂，要求粘结性好，能有效吸附摄像头模组内漂浮的颗粒物，能在室温下快速固化，不能含有挥发性的物质以及具有优异的耐老化性能。
中国专利号CN104830263A公开了“软包装用无溶剂聚氨酯胶粘剂”，该聚氨酯胶粘剂由A组分端-OH聚酯多元醇和B组分端NCO-聚氨酯预聚体组成，所述A组分中含有咪唑基团，所述B组分中含有磺化聚酰亚胺预聚体，且官能团摩尔比NCO/OH＝(1.1-2.0):1.0，其具有快速固化和高剥离强度的特点，用于软包装，但是其为双组份，使用不方便，且存在A、B两种组分混合后粘度急剧上升，导致涂布不均匀甚至无法涂布的问题；另外，无溶剂型胶粘剂的分子量远远小于溶剂型胶粘剂，存在表面张力低，润湿性差等多方面的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种表面张力高，能有效吸附摄像头模组内漂浮的颗粒物，且在在室温下能快速固化的胶粘剂组合物。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，按质量分数计，包括如下组分：聚氨酯丙烯酸酯低聚物30-70％、丙烯酸酯单体20-60％、光引发剂1-6％、炭黑0.1-5，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的表面张力在48dyne/cm以上，25℃时粘度为8000mPa.s-10000mPa.s。
进一步优选为：所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
进一步优选为：其中丙烯酸酯单体是选自丙烯酸异癸酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基丙酯以及丙烯酸异辛酯中的一种或多种。
进一步优选为：其中丙烯酸酯单体是丙烯酸异癸酯和丙烯酸异辛酯的组合。
进一步优选为：所述丙烯酸异癸酯和丙烯酸异辛酯的质量比为2：3。
进一步优选为：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，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。
进一步优选为：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。
进一步优选为：所述1-羟基环已基苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的质量比为1:3。
所述的可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物使用于摄像头模组。
进一步地：可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物使用于摄像头模组的方法，包括以下步骤：
(1)将光固化胶粘剂组合物通过点胶机或用手机沿着预先设定好的点胶路
径加压打出至芯片四周；
(2)随后，使用LED紫外灯进行固化，时间为15s-45s；
(3)镜头封装。
本发明的有益效果在于：
(1)现有用于摄像头模组的胶水一般为环氧胶粘剂，该胶粘剂老化性能较差且一般含有挥发溶剂，在使用的过程中，挥发性溶剂挥发出来粘附与摄像头模组上，导致摄像头成像越来越模糊，而本发明的可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，采用聚氨酯为基胶，具有较好的耐老化性能，用UV光固化，不但不受环境温度的影响，也避免了为缩短固化时间而加温导致摄像头模组中的有些不耐温配件损坏的问题，同时引入丙烯酸单体，增加了聚氨酯材料的粘接性能，且该胶粘剂为无溶剂胶粘剂，无污染、安全性高。
(2)本发明可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物固化后胶的表面张力不低于48dyne/cm，表面张力越高说明表面能越高，表面能越高说明电子不饱和度越高，从而能有效地吸附微小颗粒，有效解决摄像头模组内灰尘对镜头清晰度的影响，同时黑色胶能有效吸收杂光，提高成像清晰度。
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，其中：
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聚氨酯丙烯酸酯，其分子单元内包含一个或更多个丙烯酸酯官能团，并且所述的丙烯酸酯官能团可在分子链或在分子支链上存在。
丙烯酸酯单体
对本发明所述的丙烯酸酯单体没有特别限制。在此术语“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。本发明所述的丙烯酸酯单体是指单分子的丙烯酸酯单体，其实例包括但不限于脂族丙烯酸酯单体和环氧丙烯酸酯单体等。所述丙烯酸酯单体可以是单官能团的丙烯酸酯单体，即分子内含有一个丙烯酸酯官能团，其也可以是多官能团的丙烯酸酯单体，即分子内含有二个或二个以上丙烯酸酯官能团。
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、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。
具体实施方式
下面将结合具体的实施方法，对本发明进行详细的描述。
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。
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：本发明可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，按质量分数计，包括如下组分：聚氨酯丙烯酸酯低聚物30-70％、丙烯酸酯单体20-60％、光引发剂1-6％，炭黑0.1-5％。以上组分的总量总和是100％，其中：
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。
本发明所使用的丙烯酸酯单体可以是市售的，实例中使用的是购自台湾长兴公司的丙烯酸异癸酯和丙烯酸异辛酯。本发明所使用的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。
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。
本发明所使用的炭黑可以是市售的，其实例购自CABOT卡博特碳黑REGAL400R。
可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物的制备方法，包括以下步骤：
按照配比要求。把胶粘剂组合物的各个原料依次投入搅拌缸中，按照一定的速率与时间进行搅拌即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。
实施例1：
第一步把45kg表面张力为48dyne/cm，黏度为8000mPa.s聚氨酯丙烯酸酯低聚物、20kg丙烯酸异癸酯和30kg丙烯酸异辛酯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10分钟；第二步，将3kg 1-羟基环已基苯基甲酮和1kg 2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦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20分钟；第三步，将1kg炭黑投入搅拌缸搅拌，搅拌速度设为约15-30rpm，搅拌时间为25分钟，最后将混合物过滤包装即可。
在该实施例中，采用丙烯酸异癸酯和丙烯酸异辛酯的质量比为2：3，这两种丙烯酸酯的配合使用，有利于增加胶粘剂组合物的弹性，使得固化胶表面的吸附能力进一步增强；
且采用短波吸收的1-羟基环已基苯基甲酮和长波吸收的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的质量比为3:1，这样配合使用有利于延缓胶粘剂组合物的固化速度，由于胶粘剂在使用的过程中，固化速度较快，容易导致粘接不均匀，胶层之间残留气泡的问题；
实施例2：
第一步把35kg表面张力为48dyne/cm，黏度为10000mPa.s聚氨酯丙烯酸酯低聚物、18kg丙烯酸异癸酯、25kg丙烯酸羟基乙酯和13kg丙烯酸羟基丙酯，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10分钟；第二步，将1kg 2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、0.5kg异丙基硫杂蒽酮(2、4异构混合)、1kg对位N,N-二甲氨基苯甲酸异辛酯、2.5kg邻苯甲酰基苯甲酸甲酯和4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯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20分钟；第三步，将4kg炭黑投入搅拌缸搅拌，搅拌速度设为约15-30rpm，搅拌时间为25分钟，最后将混合物过滤包装即可。
实施例3：
第一步把50kg表面张力为52dyne/cm，黏度为9000mPa.s聚氨酯丙烯酸酯低聚物、5kg丙烯酸异癸酯、27kg丙烯酸羟基乙酯和13kg丙烯酸羟基丙酯，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10分钟；第二步，将2kg 2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和1kg 2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦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20分钟；第三步，将2kg炭黑投入搅拌缸搅拌，搅拌速度设为约15-30rpm，搅拌时间为25分钟，最后将混合物过滤包装即可。
实施例4：
第一步把60kg表面张力为55dyne/cm，黏度为8500mPa.s聚氨酯丙烯酸酯低聚物、36kg丙烯酸羟基乙酯，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10分钟；第二步，将3kg二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐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20分钟；第三步，将1kg炭黑投入搅拌缸搅拌，搅拌速度设为约15-30rpm，搅拌时间为25分钟，最后将混合物过滤包装即可。
实施例5：
第一步把65kg表面张力为56dyne/cm，黏度为9200mPa.s聚氨酯丙烯酸酯低聚物、30kg丙烯酸羟基丙酯，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10分钟；第二步，将3kg 1-羟基环已基苯基甲酮和2.5kg2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦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20分钟；第三步，将0.5kg炭黑投入搅拌缸搅拌，搅拌速度设为约15-30rpm，搅拌时间为25分钟，最后将混合物过滤包装即可。
在实施例1中，
性能测试
对实施例1-实施例5的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15s-45s。
测试2-粘接力：用来表征胶粘剂组合物充分固化后吸收颗粒的强度。通常胶层厚度在100μm。这里所述的片材是PC。所使用的测试设备是万能拉力机(Instron 3367，Instron Inc.)测试时，将胶水涂覆在一个PC片材上，固化后与另外一个PC片材搭接在一起，用5KG力压实，最后将粘好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(N/inch2)。
测试3-老化测试：用玻璃粘接PC膜，固化好后沸水煮30分钟，观察PC膜与玻璃之间是否开裂。
测试4-表面张力测试：用达因笔测试固化好的皮膜的表面张力。
测试结果
在表1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1
实验结果表明，实施例1-5均可实现LED紫外光固化，且固化后有良好的性能，固化后的吸附力达到要求，尤其以实施例1为最大，达到158N/inch2以上，固化后胶层的表面张力也都在48dyne/cm以上，而一般的聚氨酯胶粘剂固化后其表面张力小于30dyne/cm，比一般的胶粘剂胶粘剂胶层至少提高了60％。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，其特征在于：按质量分数计，包括如下组分：聚氨酯丙烯酸酯低聚物30-70％、丙烯酸酯单体20-60％、光引发剂1-6％，炭黑0.1-5％，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的表面张力在48dyne/cm以上，25℃时粘度为8000mPa.s-10000mPa.s。
2.根据权利要求1所述的可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，其特征在于：所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述的可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，其特征在于：其中丙烯酸酯单体是选自丙烯酸异癸酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基丙酯以及丙烯酸异辛酯中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，其特征在于：其中丙烯酸酯单体是丙烯酸异癸酯和丙烯酸异辛酯的组合。
5.根据权利要求4所述的可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，其特征在于：所述丙烯酸异癸酯和丙烯酸异辛酯的质量比为2：3。
6.根据权利要求1所述的可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，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、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、异丙基硫杂蒽酮、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以及4-苯基二苯甲酮中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，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.根据权利要求7所述的可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物，其特征在于：所述1-羟基环已基苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的质量比为3:1。
9.根据权利要求1-8任一项所述的可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物使用于摄像头模组。
10.一种根据权利要求1-8中任一项所述的可吸附微尘的光固化胶粘剂组合物的应用方法，包括以下步骤：
(1)将光固化胶粘剂组合物通过点胶机或用手工沿着预先设定好的点胶路径加压打出至芯片四周；
(2)随后使用LED紫外灯进行固化，时间为15s-45s；
(3)镜头封装。
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