CN106243297B - 可热聚合的组成物以及由此形成的组成液 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可热聚合的组成物，包括具有一或多个的官能基的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物、热起始剂以及塑化剂。本发明还提供一种由所述可热聚合的组成物经一无溶剂的热聚合反应形成的组成液，其可应用于黏着、涂布或封装。

Description

可热聚合的组成物以及由此形成的组成液
技术领域
本发明是有关于一种可热聚合的组成物以及由此形成的组成液，特别是有关于一种无溶剂的可热聚合的组成物以及由所述可热聚合的组成物经一无溶剂的热聚合反应形成的组成液。
背景技术
随着信息产业快速发展，诸如移动电话、个人数字助理、笔记本电脑等电子产品已成为人们日常生活中的必需品。在这些电子产品中，显示器是不可或缺的人机沟通界面。如何提供更轻、更薄且视觉效果更佳的产品，一直是产业主要研发目的之一。近年来，业界更将触控面板(Touch Panel)与显示面板整合成触控显示器，并应用于各种电子产品中，让用户可直接在面板上点选进行各项操作，提供更便捷且人性化的操作模式。
为了让触控式显示器更轻更薄且具有更好的视觉效果，业界不仅发展出各种迭层方式，也在贴合技术上力求突破。在贴合技术方面，全平面贴合(full lamination)使得两层板之间完全被黏着剂层紧密贴合，没有任何缝隙与空气，藉此显示面板的背光能够比较顺利地穿透迭层，不会由于传递介质的折射率不同(玻璃保护层折射率约是1.52，空气折射率是约1)而发生反射现象，造成显示画面亮度降低或在强烈光源环境下发生眩光的情况。全平面贴合不仅能提供较高质量的画面、还可提高结合强度和面板耐冲击性。
图1为习知采用全平面贴合技术的触控式显示器的示意图。图2为习知采用全平面贴合技术的触控式显示器的剖面示意图。触控式显示器1包含触控面板10、黏着剂层12以及显示面板20，其中黏着剂层12包含液态光学胶(liquid optically clear adhesive，LOCA)14与可光固化的框胶16。
液态光学胶14用来将触控面板10贴合至显示面板20上，且液态光学胶14通常具有较低黏度，以在贴合过程中均匀流平，达到较佳的贴合性。较低黏度的液态光学胶14俗称水胶。框胶16通常具有高黏度，其主要目的是用来防止液态光学胶14的溢胶情形，这在大吋面板的贴合尤其需要。框胶16还可阻挡液态光学胶14渗入液晶面板20与边框之间的狭缝22，避免液晶受到污染。
进行贴合时，通常先将框胶16以边点胶边固化的方式，沿着显示面板20的边缘涂布一圈，以形成一具有固定高度的阻挡墙。固化后的框胶16与显示面板20构成一可容纳液态光学胶14的凹槽。接着，将液态光学胶14以双Y字型或工字型的点胶路径涂布至凹槽内，然后进行上下面板的贴合。在贴合过程中，固化后的框胶16还可维持两面板间的固定间隙。
依组成的高分子种类，目前业界使用的液态光学胶14可分为橡胶系光学胶和压克力系光学胶。橡胶系光学胶较早出现于市面上，其包含例如聚异戊二烯(polyisoprene)、聚丁稀(polybutadiene)或聚氨酯(polyurethane)等弹性聚合物的组份。虽然橡胶系光学胶具有优良的抗黄变性、弹性、高黏着力以及高折射率等优点，但原料较昂贵，重工时又容易有残胶，造成良率损失，因此总体量产成本偏高。
后来开发出的压克力系光学胶包含例如聚丙烯酸酯(polyacrylate)的聚合物。虽然压克力系光学胶同样具备高透明度、高黏着力、优良的抗黄变性的特点，但其原料价格较低，不留残胶易于重工，总体量产成本较低。因此，已有越来越多厂商选用压克力系光学胶作为贴合触控面板10与显示面板20的液态光学胶14。
目前，业界是针对不同产品与不同贴合机台的需求来开发不同的液态光学胶14，例如具有特定介电系数或黏度范围的液态光学胶14，然后再另外制作与所述特定液态光学胶14匹配的框胶16。
一般而言，如上所述，触控面板与显示面板之间贴合态样可以是透过具光学透明性的框胶及水胶来黏合。然而，由于框胶与水胶在黏度上有所差异，框胶与水胶之间通常具有不匹配的折射率和光学特性。如此一来，框胶与水胶的交界处容易产生明显可分辨出的界面，进而影响视觉效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种可热聚合的组成物，所述组合物不需使用有机溶剂，且由其所制得的组成液可应用于触控显示器等光学组件中作为框胶，并使得所述框胶与相应的水胶具有匹配的折射率和光学特性，以及良好的兼容性。
本发明的目的还在于提供一种可热聚合的组成物，其包括具有一或多个的官能基的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物、热起始剂以及塑化剂。
本发明的另一目的在于提供一种组成液，所述组合液由如上所述的可热聚合的组成物经无溶剂的热聚合反应所形成。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明的可热聚合的组成物，通过包括具有一或多个的官能基的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物、热起始剂以及塑化剂，至少具有下列优点：1)可在无需使用有机溶剂的情况下进行热聚合反应而制备出组成液。2)所述组成液可应用于触控显示器等光学组件中作为框胶，并使得所述框胶与相应的水胶具有匹配的折射率和光学特性，以及良好的兼容性。3)上述组成液也可应用在涂布或封装材料领域中。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施方式，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为习知采用全平面贴合技术的触控式显示器的示意图；
图2为习知采用全平面贴合技术的触控式显示器的剖面示意图；
图3是依照本发明一实施方式的组成液的制备流程图；
其中，1为触控式显示器；10为触控面板；12为黏着剂层；14为液态光学胶；16为框胶；20为显示面板；S10～S16为步骤。
应当注意的是，所有的图式皆为概略性的。为方便和在图纸上清晰起见，图式的相对尺寸和部分零件比例是以夸大或缩小规模呈现。相同的标号一般是用来在不同的实施例中指示相对应或类似的组件。
具体实施方式
本文中，由“一数值至另一数值”表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举所述范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，某一特定数值范围的记载，涵盖所述数值范围内的任意数值以及由所述数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，如同在说明书中明文写出所述任意数值和所述较小数值范围一样。
本发明首先提供一种可热聚合的组合物，其包含具有一或多个的官能基的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物；热起始剂；以及塑化剂。
根据本发明一实施方式，其中所述塑化剂的沸点高于所述热起始剂的热聚合引发温度。
详细而言，在本实施方式中，以可热聚合的组成物的总重量计，所述塑化剂的用量为40wt％至94.99wt％，较佳为50wt％至85wt％；所述具有一或多个的官能基的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的用量为5wt％至50wt％，较佳为10wt％至35wt％，更佳为15wt％至25wt％；所述热起始剂的含量为0.01wt％至10wt％，较佳为0.01wt％至6wt％。若以可热聚合的组成物的总重量计，热起始剂的用量大于10wt％，则因过多的热起始剂导致组成物的反应速率过快，使得反应发生失控胶化产生；而以可热聚合的组成物的总重量计，热起始剂的用量小于0.01wt％，则因过少的热起始剂导致组成物易于热聚合条件下，因过少的起始剂而聚合不完全。另外，在本实施方式中，可热聚合的组成物的黏度介于2000cps至300000cps之间。
更详细而言，在本实施方式中，所述(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的种类包括但不限于：聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(urethane(meth)acrylate)，如脂肪族聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(aliphatic urethane(meth)acrylate)、芳香族聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(aromaticurethane(meth)acrylate)、脂肪族聚氨酯二(甲基)丙烯酸酯(aliphatic urethane di(meth)acrylate)、芳香族聚氨酯二(甲基)丙烯酸酯(aromatic urethane di(meth)acrylate)、硅氧烷聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(siliconized urethane(meth)acrylate)、脂肪族聚氨酯六(甲基)丙烯酸酯(aliphatic urethane hexa(meth)acrylate)、芳香族聚氨酯六(甲基)丙烯酸酯(aromatic urethane hexa(meth)acrylate)；环氧(甲基)丙烯酸酯(epoxy(meth)acrylate)，如双酚A环氧二(甲基)丙烯酸酯(bisphenol-A epoxy di(meth)acrylate)、酚醛环氧(甲基)丙烯酸酯(novolac epoxy(meth)acrylate)；聚酯(甲基)丙烯酸酯(polyester(meth)acrylate)，如聚酯二(甲基)丙烯酸酯(polyester di(meth)acrylate)；(甲基)丙烯酸酯寡聚物((meth)acrylate)；或它们的混合物。在本实施方式中，(甲基)丙烯酸酯类寡聚物较佳为聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。
另外，在本实施方式中，作为(甲基)丙烯酸酯类寡聚物，也可使用市售产品。适合用作(甲基)丙烯酸酯类寡聚的市售产品的实例包括：6101-100、611A-85、6112-100、6113、6114、6123、6127、6131、6144-100、6145-100、6150-100、6160B-70、621A-80、621-100、EX-06、6315、6320、6323-100、6325-100、6327-100、6336-100或6361-100(由Eternal公司生产)；CN9001、CN9002、CN9004、CN9006、CN9014、CN9021、CN963J75、CN966J75、CN973J75、CN962、CN964、CN965、CN940、CN945或CN990(由Sartomer公司生产)；或O-888(由吉正宏公司提供)。
在本实施方式中，热起始剂并无特殊限制，且在热起始剂的热聚合引发温度下，热起始剂会产生自由基(free radical)，而所述自由基会起始第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的聚合反应。另外一提的是，在本实施方式中，所选塑化剂的沸点高于热起始剂的热聚合引发温度，以避免塑化剂发生沸腾而不利进行均相反应。另外，在本实施方式中，更佳地，所选塑化剂的沸点及裂解温度皆高于热起始剂的热聚合引发温度，以避免塑化剂发生沸腾或裂解。
具体而言，在本实施方式中，热起始剂可以是任何所属技术领域中具有通常知识者所周知的任一热起始剂，其例如是热分解型起始剂，但并不限于此。根据本发明一实施方式，上述的热起始剂是选自由过氧化苯(benzoyl peroxide)、过氧化氢异丙苯(cumylhydroperoxide)、过氧化二异丙苯(dicumyl peroxide)、第三丁基过氧化氢(tert-butylhydroperoxide)、过氧化第三丁基顺丁烯二酸(tert-butyl monoperoxymaleate)、二乙酰过氧化物(acetyl peroxide)、月桂酰过氧化物(dilauroyl peroxide)、上述过氧化物中的一或多种与胺酸(amino acid)或磺酸(sulfonic acid)的混合物、上述过氧化物中的一或多种与含钴化合物的混合物、偶氮二异丁腈(azobisisobutyronitrile，AIBN)、及上述物质的混合物所组成的族群。在本实施方式中，较佳的热起始剂选自由第三丁基过氧化氢、过氧化第三丁基顺丁烯二酸、二乙酰过氧化物、月桂酰过氧化物及其混合物所组成的族群。
本发明提供的可热聚合的组成物，不需要使用有机溶剂，以塑化剂取代传统有机溶剂，作为热聚合反应的介质。故可免除溶剂热聚合反应中溶剂逸散和后续从产物中去除有机溶剂的步骤，且因为不需要额外的处理或回收步骤，所以符合环保要求与可降低成本。本发明所使用的塑化剂，需具备耐高温、不易挥发的特性，且所述塑化剂的沸点高于所述热起始剂的热聚合引发温度。
本发明的塑化剂的用量必须足够，才可均匀混合组成单体和热起始剂，促进聚合反应，以及避免反应过程中黏度过高造成反应或散热不均匀的问题。根据本发明一实施方式，所述塑化剂的用量以所述可热聚合的组合物的总重量计，为40wt％至94.99wt％，较佳为50wt％至85wt％。
在本实施方式中，上述塑化剂包含第一塑化剂，且所述第一塑化剂的沸点高于所述热起始剂的热聚合引发温度。所述第一塑化剂为一种惰性有机物质，且第一塑化剂呈液态并能够以物理方式与(甲基)丙烯酸酯类寡聚物结合产生一均匀相。
在本实施方式中，第一塑化剂具有1.5以上的折射率，较佳具有1.52以上的折射率。另外，在本实施方式中，第一塑化剂的种类为任何所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，例如包括：邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、磷酸酯、苯多酸酯、烷基磺酸酯、多元醇酯、环氧化合物或其混合物。在本实施方式中，第一塑化剂较佳包括邻苯二甲酸酯、磷酸酯或其混合物。另外，在本实施方式中，第一塑化剂可包括单一种塑化剂或多种塑化剂。
在一实施方式中，第一塑化剂包括式2、式3或式4所示的磷酸酯：
其中R3、R4及R5各自独立为直链或分枝链C1-C12烷基或苯基，所述苯基不经取代或经1至3个直链或分枝链C1-C4烷基取代；R6为直链或分枝链C1-C12伸烷基或伸苯基，所述伸苯基不经取代或经1至3个直链或分枝链C1-C4烷基取代。
在另一实施方式中，第一塑化剂包括式5所示的磷酸酯：
其中n各自独立为0、1、2或3，R各自独立为直链或分枝链C1-C4烷基，较佳各自独立为甲基。
在又一实施方式中，第一塑化剂包括式6所示的磷酸酯：
其中n各自独立为0、1、2或3，R各自独立为直链或分枝链C1-C4烷基，较佳各自独立为甲基。
具体而言，在本实施方式中，作为第一塑化剂，磷酸酯较佳为磷酸三苯酯(triphenyl phosphate，TPP)、磷酸三甲苯酯(tricresyl phosphate，TCP)、磷酸三异丙基苯酯(tri(isopropylphenyl)phosphate)、磷酸甲苯二苯酯(cresyl diphenylphosphate)、间苯二酚四苯基二磷酸酯(tetraphenyl resorcinol diphosphate)、双酚A双(二苯基磷酸酯)(tetraphenyl4,4'-(propane-2,2-diyl)bis(4,1-phenylene)diphosphate)或其混合物。
视情况，为了增加热起始剂的滴加效果，上述塑化剂可进一步包含第二塑化剂。在本实施方式中，第一塑化剂与第二塑化剂可相同或不同，在此所使用的第二塑化剂的种类、结构以及性质等相关说明可参考前述关于第一塑化剂的描述，于此不再重复叙述。在本实施方式中，以可热聚合的组成物的总重量计，所述第一塑化剂的用量为20wt％至75wt％，较佳为30wt％至70wt％﹔所述第二塑化剂的用量为2wt％至60wt％，较佳为3wt％至30wt％。
本发明还提供一种组成液，是由的可热聚合的组成物经一无溶剂的热聚合反应所形成。
本发明所述的无溶剂的热聚合反应，包含下列步骤：提供第一反应物至间歇式反应器中，其中所述第一反应物包括第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物及第一塑化剂；第一反应物还未被脱氧，则使之脱氧；将第二反应物滴入所述间歇式反应器中，与所述第一反应物混合形成一可热聚合的组合物，其中所述第二反应物包括热起始剂；以及使所述可热聚合的组成物进行所述无溶剂的热聚合反应。在此所使用的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物、第一塑化剂、第二塑化剂及热起始剂的种类、结构以及性质等相关说明可参考前述描述。
图3是依照本发明一实施方式的组成液的制备流程图。
首先，请参照图3，进行步骤S10，提供第一反应物至间歇式反应器中，其中第一反应物包括第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物及第一塑化剂。详细而言，在本实施方式中，第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物为具有一或多个官能基的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物，较佳为具有多个官能基的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物，并且第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物可进行自由基聚合反应。
在本实施方式中，第一塑化剂为一种惰性有机物质，且第一塑化剂呈液态并能够以物理方式与第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物结合产生一均匀相。也就是说，在本实施方式中，在不加入有机溶剂的状态下，第一反应物为液态物质。如此一来，在本实施方式中，在制备第一反应物的过程中毋须使用对环境有害的有机溶剂，而具有对环境友善的优点。
另外，间歇式反应器是指在反应结束时才将产物排出，而不是在反应进行的同时连续地将产物排出的容器。详细而言，可在反应前将原料一次性加入到容器中、在反应进行的同时逐步将原料加入到容器中、或在反应进行的某一时期连续地将原料加入到容器中，并且使反应进行必要长的时间，以在这种情况下获得包括所需的聚合反应量、分子量等在内的聚合物特性。如果需要，可在产物排出前将添加剂混入批料中。当处理结束时，将产物从反应容器中排出。
在本实施方式中，间歇式反应器包括由适用于聚合反应的材料(例如不锈钢)构成的压力容器，其常用于许多类型的自由基聚合反应。详细而言，所述压力容器通常具有孔口，其用于加入原料、排出产物、紧急泄压、用惰性气体给反应器施压、将反应器顶部空间抽真空等。另外，所述压力容器通常被部分包封于夹套中，使热传递流体(例如水)通过所述夹套，以加热和冷却容器中的内容物。另外，所述压力容器通常包括搅拌机构，例如插入容器中且附有搅拌桨的电动轴。
接着，请参照图3，在步骤S12中，如果第一反应物还未被脱氧，则使之脱氧。详细而言，脱氧制程可使用任何所属技术领域中具有通常知识者所周知的任一方法来进行。举例而言，可透过输入惰性气体(如氮气)，使其鼓泡通过第一反应物以置换溶解的氧气来实现脱氧。
接着，请参照图3，进行步骤S14，将第二反应物滴入间歇式反应器中，与第一反应物混合以形成可热聚合的组成物，其中第二反应物包括热起始剂，为了增加热起始剂的滴加效果，所述第二反应物可选的包含第二塑化剂。详细而言，在本实施方式中，可热聚合的组成物可包括第二塑化剂，或不包括第二塑化剂。上述第二塑化剂的种类、结构以及性质等相关说明可参考前述描述。
另外，为了增加组成液的功能性，第二反应物还可进一步包括(甲基)丙烯酸酯类单体。也就是说，当第二反应物包括(甲基)丙烯酸酯类单体时，在后续使可热聚合的组成物进行无溶剂的热聚合反应的步骤(相关描述将于下文中说明)后，组成液会包括第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物与(甲基)丙烯酸酯类单体的共聚物。
(甲基)丙烯酸酯类单体选自由单官能基(甲基)丙烯酸酯类单体、多官能基(甲基)丙烯酸酯类单体及前述的混合物所组成的族群。详细而言，在本实施方式中，单官能基(甲基)丙烯酸酯类单体可选自(但不限于)由甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate，MMA)、甲基丙烯酸丁酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxy ethyl acrylate)、乙氧化2-苯氧基乙基丙烯酸酯(ethoxylated 2-phenoxy ethyl acrylate)、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯(2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acrylate)、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(cyclictrimethylolpropane formal acrylate)、β-羧乙基丙烯酸酯(β-carboxyethylacrylate)、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯(3,3,5-trimethyl cyclohexane acrylate)、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯(Ortho-phenyl phenoxy ethyl acrylate)、2-(对-异丙苯基-苯氧基)-乙基丙烯酸酯(cumyl phenoxyl ethyl acrylate)、月桂酸甲基丙烯酸酯(laurylmethacrylate)、异辛基丙烯酸酯(isooctyl acrylate)、硬脂酸甲基丙烯酸酯(stearylmethacrylate)、异癸基丙烯酸酯(isodecyl acrylate)、异冰片基甲基丙烯酸酯(isobornymethacrylate)、芐基丙烯酸酯(benzyl acrylate)、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(2-hydroxyethyl metharcrylate phosphate)、己内酯基丙烯酸酯(caprolactoneacrylate)、丙烯酸羟乙酯(hydroxyethyl acrylate，HEA)、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate，HEMA)及其混合物所组成的族群。
另外，在本实施方式中，多官能基(甲基)丙烯酸酯类单体可选自(但不限于)由3-羟-2,2-二甲基丙酸3-羟-2,2-二甲基丙酯二丙烯酸酯(hydroxypivalyl hydroxypivalatediacrylate)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(1,6-hexanediol diacrylate)、乙氧化1,6-己二醇二丙烯酸酯(ethoxylated 1,6-hexanediol diacrylate)、二丙二醇二丙烯酸酯(dipropylene glycol diacrylate)、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(tricyclodecanedimethanol diacrylate)、乙氧化二丙二醇二丙烯酸酯(ethoxylated dipropyleneglycol diacrylate)、新戊二醇二丙烯酸酯(neopentyl glycol diacrylate)、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯(propoxylatedneopentyl glycol diacrylate)、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯(ethoxylatedbisphenol-Adimethacrylate)、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯(2-methyl-1,3-propanediol diacrylate)、乙氧化-2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯(ethoxylated 2-methyl-1,3-propanediol diacrylate)、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯(2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol diacrylate)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethylene glycol dimethacrylate，EGDMA)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(diethyleneglycol dimethacrylate)、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(tris(2-hydroxy ethyl)isocyanurate triacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate)、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(propoxylated trimethylolpropane triacrylate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethylolpropane trimethacrylate)、季戊四醇四丙烯酸酯(pentaerythritol tetraacrylate)、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(ethoxylatedpentaerythritol tetraacrylate)、双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(ditrimethylolpropane tetraacrylate)、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(propoxylatedpentaerythritol tetraacrylate)、二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritolhexaacrylate)、三丙二醇二甲基丙烯酸酯(tripropylene glycol dimethacrylate)、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯(1,4-butanediol dimethacrylate)、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯(1,6-hexanediol dimethacrylate)、烯丙基化二甲基丙烯酸环己酯(allylatedcyclohexyl dimethacrylate)、二甲基丙烯酸异氰脲酸酯(isocyanuratedimethacrylate)、乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(ethoxylatedtrimethylolpropane trimethacrylate)、丙氧基化甘油三甲基丙烯酸酯(propoxylated glycerol trimethacrylate)、三(丙烯氧乙基)异氰脲酸酯(tris(acryloxyethyl)isocyanurate)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropanetriacrylate)及其混合物所组成的族群。
另外，在本实施方式中，(甲基)丙烯酸酯类单体较佳为玻璃转化温度小于50℃者，例如：2-苯氧基乙基丙烯酸酯、月桂酸甲基丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧基化甘油三甲基丙烯酸酯、或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
另外，在本实施方式中，作为(甲基)丙烯酸酯类单体，也可使用市售产品。适合用作(甲基)丙烯酸酯类单体的市售产品的实例包括：EM223、EM328、EM2308、EM231、EM219、EM90、EM70、EM235、EM2381、EM2382、EM2383、EM2384、EM2385、EM2386、EM2387、EM331、EM3380、EM241、EM2411、EM242、EM2421或EM265(由Eternal公司生产)。
详细而言，在本实施方式中，以可热聚合的组成物的总重量计，塑化剂的总用量为40wt％至94.99wt％，较佳为50wt％至85wt％，上述塑化剂包含第一塑化剂及可选的第二塑化剂；第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的用量为5wt％至50wt％，较佳为15wt％至35wt％；热起始剂的含量为0.01wt％至10wt％，较佳为0.01wt％至6wt％。另外，(甲基)丙烯酸酯类单体用量为0wt％至15wt％，较佳为2wt％至10wt％。而在(甲基)丙烯酸酯类单体存在的条件下，所述第一塑化剂及所述第二塑化剂的总用量为40wt％至92.99wt％，所述第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的用量为5wt％至50wt％，所述热起始剂的含量为0.01wt％至10wt％。在此实施方式中，可热聚合的组成物的黏度介于2000cps至300000cps之间。
另外，如果第二反应物还未被脱氧，则在将第二反应物滴入间歇式反应器中之前，使之脱氧。同样地，脱氧制程可使用任何所属技术领域中具有通常知识者所周知的任一方法来进行。举例而言，可通过输入惰性气体(如氮气)，使其鼓泡通过第二反应物以置换溶解的氧气来实现脱氧，此时将第二反应物进行脱氧脱泡后，再将其滴加入间歇式反应器中，其中滴加速度控制在0.1至5.0cc/min。
接着，请参照图3，进行步骤S16，使可热聚合的组成物进行无溶剂的热聚合反应，以形成组成液。详细而言，在本实施方式中，形成组成液的方法例如包括：将可热聚合的组成物持续搅拌并加热至热起始剂的热聚合引发温度，以进行无溶剂的热聚合反应，其中反应时间等条件可视需要依第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物、第一塑化剂、热起始剂的种类及用量等进行调整。在一实施方式中，热起始剂的热聚合引发温度介于50℃至200℃之间，无溶剂的热聚合反应的反应时间介于0.5小时至10小时之间。从另一观点而言，在本实施方式中，第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物为具有反应性的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物。
为了避免第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物间的热聚合反应完成后，组成液中仍存有热起始剂，在使可热聚合的组成物进行无溶剂的热聚合反应之后，视情况，更包括将第三反应物滴入间歇式反应器中，其中第三反应物可选自第二(甲基)丙烯酸酯类寡聚物、(甲基)丙烯酸酯类单体及其组合。也就是说，通过滴加第三反应物与剩余的热起始剂进行无溶剂的热聚合反应，以消耗剩余的热起始剂。
在本实施方式中，第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物与第二(甲基)丙烯酸酯类寡聚物可相同或不同。详细而言，在此所使用的第二(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的种类、结构以及性质等相关说明可参考前述关于第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的描述，于此不再重复叙述；以及(甲基)丙烯酸酯类单体的相关描述已于前述进行详尽地说明，故于此也不再赘述。
另外，视情况，为了增加第二(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的滴加效果，第三反应物还可包括第三塑化剂。从另一观点而言，在此实施方式中，在制备第三反应物的过程中同样毋须使用对环境有害的有机溶剂，而具有对环境友善的优点。
另外，在此所使用的第三塑化剂的种类、结构以及性质等相关说明可参考前述关于第一塑化剂的描述，于此不再重复叙述。另外，在本实施方式中，第一塑化剂、第二塑化剂与第三塑化剂可彼此相同或不同。
另外，如果第三反应物还未被脱氧，则在将第三反应物滴入所述间歇式反应器中之前，使之脱氧。同样地，脱氧制程可使用任何所属技术领域中具有通常知识者所周知的任一方法来进行。举例而言，可通过输入惰性气体(如氮气)，使其鼓泡通过第二反应物以置换溶解的氧气来实现脱氧。
视情况，为了使热聚合反应终止或避免任何可能发生的聚合反应发生，组成液的制备方法更包括将聚合抑制剂加入间歇式反应器中。详细而言，聚合抑制剂可以是任何所属技术领域中具有通常知识者所熟知者任一种聚合抑制剂，例如：对羟基苯甲醚(monomethyl ether hydroquinone，MEHQ)、对苯二酚(hydroquinone)、或二丁基羟基甲苯(dibutyl hydroxytoluene，BHT)。
值得说明的是，如前文所述，不论是制备第一反应物、第二反应物还是第三反应物的过程中皆毋须使用对环境有害的有机溶剂，且组成液是通过进行无溶剂的热聚合反应而得，故本实施方式的组成液的制备方法具有对环境友善的优点。
值得说明的是，如前文所述，在本实施方式中，由于组成液是藉由可热聚合的组成物经无溶剂的热聚合反应后而形成，故组成液会包括由第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物经热聚合反应后所形成的具有(甲基)丙烯酸酯类寡聚物单元的聚合物以及塑化剂。详细而言，由于具有(甲基)丙烯酸酯类寡聚物单元的聚合物的分子量必大于第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的分子量，故组成液的黏度会大于可热聚合的组成物的黏度。在一实施方式中，组成液的黏度介于2000cps至200000cps之间。
另外，如前文所述，由于第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物可包括单一种(甲基)丙烯酸酯类寡聚物或多种(甲基)丙烯酸酯类寡聚物，以及由于第二反应物可更包括(甲基)丙烯酸酯类单体，故具有(甲基)丙烯酸酯类寡聚物单元的聚合物可为具有(甲基)丙烯酸酯类寡聚物单元的齐聚物或具有(甲基)丙烯酸酯类寡聚物单元的共聚物。在本文中，“齐聚物”定义为由单一种寡聚物所聚合而得的聚合物，「共聚物」定义为由多种寡聚物或者是由寡聚物与单体所聚合而得的聚合物。
从另一观点而言，由于组成液中的具有(甲基)丙烯酸酯类寡聚物单元的聚合物是第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物进行聚合而得，故两者间的组成非常相近，藉此使得组成液与可热聚合的组成物之间具有良好的兼容性。进一步而言，由于能进行自由基聚合的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物及塑化剂通常为水胶的主要成分，故组成液可适用于黏着组成物。下文中，以组成液应用于黏着组成物为例来加以说明。
在一实施方式中，黏着组成物包括任一种前述实施方式中的组成液、(甲基)丙烯酸酯类单体以及起始剂。组成液与(甲基)丙烯酸酯类单体的相关描述已于前述实施方式中进行详尽地说明，故于此不再赘述。
另外，在本实施方式中，(甲基)丙烯酸酯类单体具有架桥作用及调节黏度功能。进一步而言，通过包括(甲基)丙烯酸酯类单体，黏着组成物在固化后会具有高的架桥密度，因此其中的塑化剂不易析出，不会产生环保问题。
起始剂并无特殊限制，只要是经提供热能或经光照射后会快速产生自由基，而通过自由基的传递能够引发聚合反应者。详细而言，起始剂包含光起始剂及热起始剂。光起始剂例如是但不限于：二苯甲酮(benzophenone)、二苯乙醇酮(benzoin)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one)、1-羟基环己基苯基酮(1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone)、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物(2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide)、或它们的混合物。在本实施方式中，较佳的光起始剂为二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮或2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物。
另外，在此所使用的热起始剂的种类、结构以及性质等相关说明可参考前述实施方式中关于热起始剂的描述，于此不再重复叙述。
视情况，为了调整黏着组成物的黏度，黏着组成物可更包括非活性稀释剂，例如液态或固态塑化剂。在此所使用的液态塑化剂的种类、结构以及性质等相关说明可参考前述实施方式中关于第一塑化剂的描述，于此不再重复叙述。另外，为了符合折射率较高的需求，则选择使用固态塑化剂，其例如是式1所示的芴系二酯：
其中R1及R2各自独立为直链或分枝链C1-C18烷基、C3-C8环烷基、C2-C8烯基或C6-C14芳烷基，较佳各自独立为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、丙烯基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、或苯甲基。
视情况，为了符合性质上的需求，黏着组成物还可包括具有一或多个官能基的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物。在此所使用的具有一或多个官能基的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的种类、结构以及性质等相关说明可参考前述实施方式中关于第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的描述，于此不再重复叙述。
值得说明的是，在本实施方式中，黏着组成物中各成分(即组成液、(甲基)丙烯酸酯类单体以及起始剂等)的用量并无特别限制。详细而言，如前文所述，能进行自由基聚合的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物及塑化剂通常为水胶的主要成分，而组成液是第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物在塑化剂(即第一塑化剂、或第一及第二塑化剂、或第一、第二及第三塑化剂)存在下进行热聚合反应而得，因此通过根据特定的水胶组成物中的成分的配比来调整黏着组成物中各成分的用量，可获得与相对应的水胶组成物具有组成相近且成分配比相同的黏着组成物。在一实施方式中，以黏着组成物的总重量计，组成液的用量约为40.0wt％至95.0wt％，(甲基)丙烯酸酯类单体的用量约为0.5wt％至30.0wt％，起始剂的用量约为0.01wt％至10.0wt％。
进一步而言，如前文所述，由于第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物进行聚合后会形成分子量较大的具有(甲基)丙烯酸酯类寡聚物单元的聚合物，故在组成相近且成分配比相同的情况下，黏着组成物的黏度会大于水胶组成物的黏度。如此一来，黏着组成物可作为框胶组成物与相对应的水胶组成物一并应用于触控显示器的制程中。在一实施方式中，黏着组成物的黏度介于8000cps至100000cps之间，而水胶组成物的黏度介于600cps至7500cps之间。
更进一步而言，如前文所述，由于黏着组成物及相对应的水胶组成物的组成相近且成分配比相同，故两者间具有匹配的折射率和光学特性，以及良好的兼容性。如此一来，以黏着组成物作为框胶组成物与相对应的水胶组成物一并应用于制造触控显示器时，固化后所得的框胶与水胶的交界处不会产生明显可分辨出的界面，进而使得触控显示器具有优异的视觉效果。
另外，如前文所述，黏着组成物包括折射率不低于1.5的塑化剂，藉此使得黏着组成物固化后能兼具良好透光性及高折射率。另外，通过包括塑化剂，黏着组成物具有良好的柔软度及可挠性，故可适用于光学性电子产品，特别在触控显示器中。
另外，在本实施方式中，黏着组成物可视需要进一步包含任何所属技术领域中具有通常知识者所周知的添加剂，其例如包括但不限于：链转移剂(chain transfer agent)、共起始剂(synergist)、增敏剂(sensitizer)、偶合剂、分散剂(dispersing agent)、润湿剂、稀释剂(thinning agent)、消泡剂、抗黄变剂、阻燃剂或摇变剂等添加剂。
详细而言，在本实施方式中，链转移剂选自由异戊四醇肆(3-巯基丙酸酯)(PETAMAP)、2-巯基苯并噻唑(2-MBT)、2-巯基苯并恶唑(2-MBO)、4-甲基-4H-1,2,4-三唑-3-硫醇(MMT)、N-苯基甘胺酸、1,1-二甲基-3,5-二酮环己烷、2-巯基苯并咪唑、异戊四醇肆(巯基乙酸酯)、4-乙酰胺基硫酚、巯基琥珀酸、十二烷硫醇、β-巯基乙醇、四溴化碳、二甲基苯胺、乙硫醇、丁硫醇、第三丁基硫醇、硫酚及巯基乙酸乙酯及其混合物所组成的族群。而以黏着组成物的总重量计，链转移剂的用量约为0.01wt％至10wt％，较佳约为0.1wt％至5.0wt％。
进一步而言，由于磷酸酯类的塑化剂兼具有阻燃效果，故当制备组成液时使用了磷酸酯类的第一塑化剂，则黏着组成物不需额外使用阻燃剂，即可降低材料燃烧的可能性，减少火灾发生。如前文所述，适用于本发明的磷酸酯类的塑化剂较佳为磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三异丙基苯酯、磷酸甲苯二苯酯、间苯二酚四苯基二磷酸酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)或其混合物。
下文将参照实施例1-18，更具体地描述本发明的特征。虽然描述了以下实施例，但是在不逾越本发明范畴的情况下，可适当地改变所用材料、其量及比率、处理细节以及处理流程等等。因此，不应由下文所述的实施例对本发明作出限制性地解释。
制备实施例1-18的组成液所使用的主要材料的信息如下所示。
(甲基)丙烯酸酯类寡聚物：
由Sartomer公司所生产的CN9021；
由吉正宏公司所提供的O-888(polyesterPU type diacrylate)；
由长兴公司所生产的6113(aliphatic urethane diacrylate)。
塑化剂：
磷酸三甲苯酯：由豪元实业所生产；
间苯二酚四苯基二磷酸酯：由豪元实业所生产。
热起始剂：
月桂酰过氧化物：由Aldrich公司所生产。
(甲基)丙烯酸酯类单体：
己内酯基丙烯酸酯：由sartomer公司所生产的SR495B。
实施例1
首先，将100g的CN9021、200g的磷酸三甲苯酯以及100g的间苯二酚四苯基二磷酸酯加入间歇式反应器中，并进行充分混合，以形成第一反应物。接着，使第一反应物进行脱氧脱泡后，加热升温至120℃。之后，将100g的磷酸三甲苯酯与0.05g的月桂酰过氧化物充分混合以制得第二反应物。接着，将第二反应物进行脱氧脱泡后，将其滴加入间歇式反应器中，其中滴加速度控制在1.0cc/min。滴加完成后，在温度120℃下进行反应2.0小时后终止反应，以制得实施例1的组成液。
实施例2-9
按照与实施例1相同的制备程序来制备实施例2至实施例9的组成液，而差异主要在于：第一反应物及第二反应物中各成分的使用量及种类，如表1所示。
实施例10-18
按照与实施例1相同的制备程序来制备实施例10至实施例18的组成液，而差异主要在于：第一反应物及第二反应物中各成分的使用量及种类，如表2所示。
之后，分别对实施例1至实施例9的组成液进行黏度的测量，且测量的结果显示于表1中；以及分别对实施例10至实施例18的组成液进行黏度的测量，且测量的结果显示于表2中。另外，所述黏度测量方法的说明如下：
〈黏度的测量〉
在25℃下，使用黏度计(BROOKFIELD公司制造，设备名为Brookfield LV)分别对实施例1至实施例18的组成液进行黏度测量。
表1
请参照表1，由实施例2至实施例4可知，第二反应物中的月桂酰过氧化物(即热起始剂)的使用量越高，则组成液的黏度也越高。另外，由实施例2及实施例8可知，使用不同种类的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物皆可实施制得黏度介于2000cps至200000cps之间的组成液。另外，由实施例8及实施例9可知，第一反应物中通过使用不同种类塑化剂的组合或是单一种塑化剂皆可实施制得黏度介于2000cps至200000cps之间的组成液。另外，由实施例6及实施例7可知，在第二反应物存有(甲基)丙烯酸酯类单体的条件下仍可实施制得黏度介于2000cps至200000cps之间的组成液。
表2
请参照表2，由实施例10至实施例12可知，第二反应物中通过使用不同种类的塑化剂的组合或是单一种塑化剂皆可实施制得黏度介于2000cps至200000cps之间的组成液。另外，由实施例10及实施例14可知，使用不同种类的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的组合仍可实施制得黏度介于2000cps至200000cps之间的组成液。另外，由实施例15及实施例17可知，通过使用以组成液总量计，用量为5wt％至50wt％的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物皆可实施制得黏度介于2000cps至200000cps之间的组成液。另外，请同时参照表1及表2，由实施例9及实施例18可知，无论第一反应物与第二反应物中所使用的塑化剂的态样是相同或不同均可实施制得黏度介于2000cps至200000cps之间的组成液。另外，由表1与表2可知，根据本发明所提出的无需使用溶剂的组成液的制备方法，通过使用相同的原料，得以制备出不同黏度的组成液，并进一步可制得与相应的水胶具有匹配特性的框胶，而应用于光学组件中。
综上所述，在上述实施方式所提出的组成液的制备方法中，通过将包括第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物(即具有一或多个的官能基的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物)、热起始剂及塑化剂的可热聚合的组成物进行无溶剂的热聚合反应，可在无需使用有机溶剂的情况下，制备出可应用于触控显示器等光学组件中作为框胶，并使得所述框胶与相应的水胶具有匹配的折射率和光学特性，以及良好的兼容性的组成液。另外，与习知的方法相比，上述实施方式所提出的组成液的制备方法具有制程较简化，且制备成本低的优势。另外，上述实施方式所提出的组成液的制备方法以寡聚物作为起始原料，成功克服不同黏度胶液产生界面上的缺陷的问题，有利于满足各种光学组件贴合的需求。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当以权利要求所界定范围为准。

Claims (8)

1.一种组成液，其特征在于，所述组合液由可热聚合的组成物经无溶剂的热聚合反应所形成；
所述可热聚合的组成物包含：
具有一或多个的官能基的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物；
热起始剂；以及
塑化剂，所述可热聚合的组成物的黏度介于2000cps至300000cps之间，其中以所述可热聚合的组成物的总重量计，所述塑化剂的用量为40wt％至94.99wt％，所述具有一或多个的官能基的(甲基)丙烯酸酯类寡聚物的用量为5wt％至35wt％，所述热起始剂的用量为0.01wt％至10wt％，所述塑化剂作为热聚合反应的介质。
2.如权利要求1所述的组成液，其特征在于，其中所述塑化剂包含第一塑化剂。
3.如权利要求2所述的组成液，其特征在于，所述第一塑化剂的沸点高于所述热起始剂的热聚合引发温度。
4.如权利要求2所述的组成液，其特征在于，其中所述第一塑化剂包括邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、磷酸酯、苯多酸酯、烷基磺酸酯、多元醇酯、环氧化合物或其混合物。
5.如权利要求1所述的组成液，其特征在于，其中所述热起始剂包括过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯、过氧化二异丙苯、第三丁基过氧化氢、过氧化第三丁基顺丁烯二酸、二乙酰过氧化物、月桂酰过氧化物、上述过氧化物中的一或多种与胺酸或磺酸的混合物、上述过氧化物中的一或多种与含钴化合物的混合物、偶氮二异丁腈、或它们的混合。
6.如权利要求1所述的组成液，其特征在于，其中所述无溶剂的热聚合反应包括下列步骤：
提供第一反应物至间歇式反应器中，其中所述第一反应物包括第一(甲基)丙烯酸酯类寡聚物及第一塑化剂；
所述第一反应物还未被脱氧，则使之脱氧；
将第二反应物滴入所述间歇式反应器中，与所述第一反应物混合形成一可热聚合的组合物，其中所述第二反应物包括热起始剂；
以及使所述可热聚合的组成物进行所述无溶剂的热聚合反应。
7.如权利要求6所述的组成液，其特征在于，其中所述第一塑化剂的沸点高于所述热起始剂的热聚合引发温度。
8.如权利要求6所述的组成液，其特征在于，其中所述无溶剂的热聚合反应还包括将第三反应物滴入所述间歇式反应器中，其中所述第三反应物选自第二(甲基)丙烯酸酯类寡聚物、(甲基)丙烯酸酯类单体及其组合。
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