CN106244066A - 具有经初始聚合的环氧化物浆料的水蒸气阻隔性胶粘剂 - Google Patents

具有经初始聚合的环氧化物浆料的水蒸气阻隔性胶粘剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水蒸气阻隔性胶粘剂，其包含胶粘剂基体和任选的溶剂，所述胶粘剂基体包括：至少一种环氧化物浆料、至少一种弹性体、至少一种引发剂、任选地至少一种增粘树脂和任选地至少一种另外的反应性树脂，其中胶粘剂基体在无溶剂的情况下具有小于100g/m2d、优选地小于60g/m2d、特别地小于30g/m2d的在反应性组分活化后的水蒸气渗透速率，其中所述环氧化物浆料包含双环氧化物单体和由其形成的高分子量的未交联的聚环氧化物，所述胶粘剂具有良好的阻隔性能并且同时是足够压敏胶粘性的，从而容许良好的易操作性。

Description

具有经初始聚合的环氧化物浆料的水蒸气阻隔性胶粘剂
技术领域
本发明涉及水蒸气阻隔性胶粘剂、包含该水蒸气阻隔性胶粘剂的胶带以及这种胶粘剂和这种胶带的用途。所述水蒸气阻隔性胶粘剂包含胶粘剂基体和任选的溶剂，所述胶粘剂基体包含至少一种环氧化物浆料、至少一种弹性体、至少一种引发剂、任选地至少一种增粘树脂和任选地至少一种另外的反应性树脂。
背景技术
为了封装对湿度敏感的有机装置例如有机发光二极管(OLED)，使用特殊的阻隔性胶粘剂，其也被称为水蒸气阻隔性胶粘剂。用于密封(光)电子器件的优异的胶粘剂具有对氧、特别是水蒸气的低的渗透性，具有对装置的足够的粘着力并且可有效地在其上流动或将其润湿(aufflieβen)。对装置的低的粘着力降低了界面上的阻隔作用，由此氧气和水蒸气进入，而不管胶粘剂的性质如何。只有在胶粘剂与基底的接触是连续的情况下，胶粘剂的性能才是对胶粘剂的阻隔作用的决定性因素。
为了表征阻隔作用，通常指出氧透过率OTR(Oxygen Transmission Rate)以及水蒸汽透过率WVTR(Water Vapor Transmission Rate)。在此，各速率表示在温度和分压的特定条件下以及任选地其它测量条件如相对空气湿度下通过膜的、与面积和时间相关的氧气或水蒸气流量。这些值越低，相应的材料就越适合用于封装。渗透的数据在此不仅仅基于WVTR或OTR的值，还总是包括平均渗透路径长度的数据，例如材料的厚度，或归一化至特定路径长度。
作为水蒸气阻隔性或屏障胶粘剂，目前在边缘封装的现有技术中通常使用环氧化物液态胶粘剂。对于表面封装，提供压敏胶粘剂/胶带。为此向液态的环氧化物添加聚合物和增粘树脂，由此配制物变得压敏胶粘性的。测试表明，阻隔性能随环氧树脂的含量而增加。
由于阻隔性能随胶带中环氧树脂的含量而增加，因此希望实现高的环氧化物含量。然而，这种情况下的问题在于环氧化物是液态的并因此压敏胶粘性随环氧化物含量的增加而下降，甚至最终消失。出于这样的原因，目前的阻隔性胶粘剂的环氧化物含量受限。典型地，基于表氯醇的环氧树脂的粘度通过表氯醇与例如双酚A的比例和由此得到的小幅的分子量增加来调节[“Epoxy Adhesive Formulations”2006,E.M.Petrie,S.30ff]。缺点是由于该制备工艺导致的高的卤素含量在电子工业的应用中是不容许的。通过蒸馏的确能够纯化环氧化物(例如Epikote 828LVEL)，然而这仅适用于可蒸馏的(液态的)环氧化物，所述可蒸馏的环氧化物又不能在胶带中配置高的含量，因为其通常为液态的。其它的可能性是所谓的b阶段环氧化物体系。在此涉及已轻微初始交联并由此不再是液态的环氧化物体系。然而，该体系的主要缺点在于它们必须以冷藏的方式运输，因为如若不然交联反应进行并且环氧化物完全交联。
不通过表氯醇路径制备的特定的环氧单体例如环氧环己基衍生物通常是极易流动的(sehr flüssig)。关于此的实例为Uvacure 1500。
因此，为了能够制备不仅具有有效的水蒸气阻隔性能而且具有高的压敏胶粘性的阻隔性胶粘剂，存在对非交联的但具有足够高的粘度的环氧化物的需求。此外，具有升高的粘度的环氧化物应通过不同于表氯醇路径的其它路径获得。
AU 758128 B2描述了储存稳定的阳离子固化的多官能环氧化物混合物。为了实现多官能环氧树脂的储存稳定，根据该文献必须避免不受期望的过早聚合。这通过在多官能环氧单体的聚合期间添加0.0005至10重量％的有机和/或无机碱土金属或碱金属化合物来实现。因此，应在任何情况下避免所需的交联之前的聚合。除该发明的这些胶粘剂的稳定化之外，从该文献中可以看出，对于阳离子可固化的液态胶粘剂来说环氧环己基衍生物是特别优选的，由此人们期望亦能由该单体制备出高粘性环氧化物。
SG 160949 B建议使双环氧化物与二异氰酸酯反应。由这种混合物形成环状的三聚体(异氰脲酸酯)和具有Mw<3 000g/mol和低多分散度的噁唑烷酮，然后可以使它们如环氧化物那样固化。这种情况下，必须使用至少双官能的物质，因为如若不然将没有反应基团用于随后的固化。然而，所产生的化合物具有低的粘度。
发明内容
因此，本发明的目的在于制备可储存的、压敏胶粘性的阻隔性胶粘剂，其具有特别高的环氧化物含量(>50％)并且同时具有非常低的卤素含量，所述胶粘剂可用于封装有机电子器件。
该目的通过上述类型的水蒸气阻隔性胶粘剂得以实现，其中胶粘剂基体在无溶剂的情况下具有小于100g/m2d、优选地小于60g/m2d、特别地小于30g/m2d的在反应性树脂组分活化后的水蒸气渗透速率，其中所述环氧化物浆料包含双环氧化物单体和由其形成的高分子量的未交联的聚环氧化物。
已令人惊奇地发现，双环氧化物单体和高分子量的未交联的聚环氧化物的特殊组合使得可实现阻隔性胶粘剂的高粘度成为可能并且同时保持良好的水蒸气阻隔性能。如此制备的水蒸气阻隔性胶粘剂因其粘度而是易于加工的、易于操作的且方便施涂的。
“高分子量的未交联的聚环氧化物”在此是这样的聚环氧化物，其中将单体聚合成聚合物链，但是(基本上)尚未进行多个聚合物链的彼此连接使得能够形成网络。
优选地，得到的环氧化物浆料的粘度至少两倍于、优选至少四倍于、以及特别地至少十倍于所用环氧化物在未反应状态下的粘度。以这样的粘度所述环氧化物浆料提供了使获得的水蒸气阻隔性胶粘剂具有良好的压敏胶粘性能的粘度。
除非另外指明，在本申请中给出的所有粘度值均涉及到于23℃根据DIN53019-1的测量。
在此，“环氧化物浆料”是指这样的环氧化物，其粘度为至少1Pa·s(对应于1000mPs)。
优选地，环氧化物浆料在胶粘剂基体中的含量为10-80重量％、特别优选地20-75重量％、特别地35-70重量％。由此，胶粘剂中的环氧化物的含量能够远超出现有技术能够实现的含量，从而非常好的水蒸气阻隔性能是可能的并且同时保持胶粘剂的充足的粘度。
在此，包含在环氧化物浆料中的聚环氧化物的分子量分布特别优选地至少包括2000g/mol至300000g/mol的范围。这意味着，环氧化物分子以大不相同的分子量(从非常低至非常高)存在于环氧化物浆料中，其中从低分子量(<2000g/mol)的化合物一直到非常高分子量(>300000g/mol)的化合物均包含在内。还可包含具有更低的或甚至更高的分子量的化合物。
特别有利地，水蒸气阻隔性胶粘剂的环氧化物浆料具有为至少50Pa s、优选地50-800Pa s、特别优选地78-500Pa s以及特别地100-350Pa s的粘度。
在此，粘度不是例如通过混合不同的聚合物来获得的，而是通过由反应条件而形成大小大不相同的聚合物分子来获得。多分散度D是摩尔质量分布的量度。所述多分散度D被定义为所存在的聚合物的重均分子量Mw/数均分子量Mn。由此，多分散度的大的值意指从链非常短的大分子到长链的大分子的宽的摩尔质量分布，即在聚合物中存在许多不同的链长度的分子。
对于本发明来说，这意指以这样的方式形成单、双、或多峰的分子量分布，使得能够发现具有低分子量的成分(<2000g/mol)一直到具有非常高分子量的成分(>300000g/mol)的分子。
对于这种宽的分子量分布而言典型的是，环氧化物浆料的多分散性为至少3、优选至少5。然而，在许多情况中多分散性显著更高。取决于初始聚合的反应条件，多分散性可最高达100。
这种分子量分布的特殊性特别有助于产品的根据本发明的以下有利性质：高的环氧化物含量(众多低分子量的双-环氧化物)与高粘度性能(非常高分子量的环氧化物)的结合。
特别有利的是，未交联状态下的水蒸气阻隔性胶粘剂的环氧化物浆料中仍存在原有的环氧基团的至少65％、优选至少75％，特别地至少80％，由此，在该浆料中仍以单体形式存在大部分的环氧单元。因而特别有利的是，在如上所述的环氧化物浆料中大量的所使用的多官能环氧化物单体仍作为单体以未反应的方式存在，而高分子量的、但仍未交联的聚环氧化物只形成了极少。
“未交联的状态”在此意指环氧化物单体确实聚合成链，但是这些链并未彼此反应形成网络结构。这体现在本发明的环氧化物浆料在合适的溶剂中完全溶解。
双环氧化物作为多官能环氧化物是特别合适的。在聚合进行后，另外的环氧基团是可用的，其稍后可促成环氧胶粘剂树脂中的交联。
作为多官能环氧化物，双环氧环己基衍生物、特别是3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯，和基于双酚A、双酚S或双酚F的双环氧化物被证明是特别有利的。通过它们容许制备这样的浆料，所述浆料的粘度特别适用于将环氧化物进一步加工成压敏胶粘性的水蒸气阻隔性胶粘剂。
进一步特别有利的是，通过双环氧化物单体的初始聚合获得环氧化物浆料。这意味着，环氧化物单体不完全聚合，而聚合反应才开始就在较短的时间之后结束。这种情况下，环氧化物以这样的方式进行初始聚合，使得由例如双环氧化物单体形成高分子量的聚环氧化物，而它们没有交联。如此获得的环氧化物浆料非常适用于制备具有压敏胶粘性能的环氧化物胶粘剂。这种情况下重要的是只有在引发剂彻底地(充分地)分布在环氧化物中之后才进行引发。否则反应中心彼此靠地太近并发生在该阶段不希望的交联。为了实现混合，可例如进行搅拌，但是其它混合的形式也是可想到的以及可能的。
进一步有利的是，双环氧化物单体的聚合在达到所需的环氧化物浆料粘度时通过添加引发剂清除剂停止。由此能够使得所获得的环氧化物浆料持续数月地储存稳定。即使在较高的温度例如80℃，所获得的环氧化物浆料也能稳定地储存多日。作为引发剂清除剂，水和丙酮的混合物、碱金属/碱土金属氢氧化物的溶液或者碱金属/碱土金属醇盐的溶液是特别合适的。在使用水和丙酮的混合物的情况下，这两个组分的比例特别优选为1:1。
在此，引发剂清除剂的量应优选地对应或基本对应于引发剂的量。因此，在使用7g引发剂时以优选的方式亦使用7g引发剂清除剂。
当用于初始聚合的引发剂选自用于引发阳离子聚合的光引发剂和热引发剂时，容许特别有效地实施本发明的方法。在使用光引发剂或热引发剂的情况下，特别优选的量为最高达0.1重量％、优选地最高达0.08重量％、特别地最高达0.05重量％。由此，可以特别简单的且易于操作的方式实现所期望的粘度。
除传统的用于以阳离子方式固化环氧化物的引发剂之外，令人惊奇的是，特定的异氰酸酯特别适合作为用于本发明的引发剂。
在此，作为引发剂特别合适的是缺电子的单异氰酸酯，其以最高达10重量％、优选地最高达8重量％以及特别地最高达7重量％的量使用。当以7±0.5重量％的量使用所述单异氰酸酯时，容许特别有效地对反应进行控制。合适的单异氰酸酯特别选自包括以下的组：对甲苯基异氰酸酯、邻甲苯基异氰酸酯和磺酰基异氰酸酯，这种情况下特别地对甲苯磺酰基甲基异氰酸酯、邻甲苯磺酰基甲基异氰酸酯、4-氯苄基磺酰基异氰酸酯、邻甲苯磺酰基异氰酸酯、对甲苯磺酰基异氰酸酯和苄基磺酰基异氰酸酯，其中对甲苯磺酰基异氰酸酯是特别优选的。
作为用于实施以缺电子的异氰酸酯引发用于制备环氧化物浆料的初始聚合反应的温度范围，20-120℃、优选40-100℃、特别是80-90℃的范围被证明是特别有利的。
对于热阳离子型引发剂，选择对应于其引发温度的温度或略低的温度。
在此，温度和引发剂的量存在关联。使用的引发剂越多，温度就可以越低，以获得相同的反应速率。在例如缺电子的异氰酸酯的情况下，10重量％的引发剂在室温仅导致非常缓慢的速率，而在85℃时7重量％的量的引发剂足以使反应在几个小时内进行。
令人惊讶地可确定，用于初始聚合的上述方法导致聚合期间的缓慢且受控的粘度的增加。虽然所涉及的是非常快速地形成不溶的高度交联网络的、多官能的、特别是双官能的环氧化物，但是以这种方法制备的环氧胶粘剂树脂令人惊奇地保持可溶。所述性能由以下事实解释，即相对较少的引发物质由例如对甲苯基磺酰基甲基异氰酸酯的引发剂形成，因而生长中的链不能相遇，从而在非常低的环氧化物转化率的情况下形成少量的、分子量非常高的聚合物。因此，粘度的增加归因于非常高的分子量的聚环氧化物的形成。GPC测量和FT-IR光谱支持了这一理论。在此重要的是，引发只有在引发剂彻底地(充分地)分布在环氧化物中之后才进行，由此在这一阶段不进行交联。
具有粘性环氧化物浆料的水蒸气阻隔性胶粘剂是特别有利的，其中环氧化物单体为3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯并且环氧化物浆料的含量大于30％。对于具有高环氧化物浆料含量的水蒸气阻隔性胶粘剂，特别优选的是具有至少1Pa s(1,000mPs)、优选地10Pa s(10,000mPs)、特别优选地25Pa s(25,000mPs)的粘度的浆料，因为以这种方式产生了可有效施涂的压敏胶粘剂。对于具有特别好的阻隔性能(长的延迟时间)的压敏胶粘剂，优选的是具有至少50Pa s、优选地50-800Pa s、特别优选地75-500Pa s和特别地100-350Pa s的粘度的环氧化物浆料。
在本发明的水蒸气阻隔性胶粘剂中所包含的至少一种环氧化物浆料特别适合通过如下方法获得，该方法包括以下步骤:
-向至少一种液态的双环氧化物单体中添加引发剂，所述引发剂选自缺电子的单异氰酸酯、光引发剂和热引发剂；
-混合各组分；
-以这样的方式聚合所述双环氧化物，使得产生的环氧化物浆料的粘度至少两倍于、优选至少四倍于、以及特别地至少十倍于所用环氧化物在未反应状态下的粘度。
本发明进一步涉及包含本发明的水蒸气阻隔性胶粘剂的胶带。这样的胶带使得特别简单的应用成为可能。
对于本发明的环氧化物浆料或由其制备的胶粘剂或由其制备的胶带特别适合的一个应用领域是封装有机电子器件中的构件或组件。但是需要压敏胶粘性的水蒸气阻隔性环氧树脂胶粘剂的无数的其它应用也是可以想到的。
在本发明的上下文中用于环氧化物的阳离子聚合的引发剂是本领域技术人员已知的所有热和光化学引发剂。这些引发剂不仅用于环氧化物浆料的制备还在本发明的胶带中使用。
光引发剂，例如，但不限于：
硫鎓(锍)盐(Sulfonium-Salze)(参见例如US 4,231,951 A、US 4,256,828 A、US4,058,401 A、US 4,138,255 A和US 2010/063221 A1)，如三苯基硫鎓六氟砷酸盐，三苯基硫鎓六氟硼酸盐，三苯基硫鎓四氟硼酸盐，三苯基硫鎓四-(五氟苄基)-硼酸盐，甲基二苯基硫鎓四氟硼酸盐，甲基二苯基硫鎓四-(五氟苄基)-硼酸盐，二甲基苯基硫鎓六氟磷酸盐，三苯基硫鎓六氟磷酸盐，三苯基硫鎓六氟锑酸盐，二苯基萘基硫鎓六氟砷酸盐，三甲苯基硫鎓六氟磷酸盐，茴香基二苯基硫鎓六氟锑酸盐，4-丁氧基苯基二苯基硫鎓四氟硼盐，4-丁氧基苯基二苯基硫鎓四-(五氟苄基)-硼酸盐，4-氯苯基二苯基硫鎓六氟锑酸盐，三-(4-苯氧基苯基)-硫鎓六氟磷酸盐，二-(4-乙氧基苯基)-甲基硫鎓六氟砷酸盐，4-乙酰基苯基二苯基硫鎓四氟硼酸盐，4-乙酰基苯基二苯基硫鎓四-(五氟苄基)-硼酸盐，三-(4-硫代甲氧基苯基)-硫鎓六氟磷酸盐，二-(甲氧基磺酰基苯基)-甲基硫鎓六氟锑酸盐，二-(甲氧基萘基)-甲基硫鎓四氟硼酸盐，二-(甲氧基萘基)-甲基硫鎓四-(五氟苄基)-硼酸盐，二-(甲酯基苯基)-甲基硫鎓六氟磷酸盐，(4-辛氧基苯基)-二苯基硫鎓四-(3,5-双-三氟甲基苯基)-硼酸盐，三-[4-(4-乙酰基苯基)-噻吩基]-硫鎓四-(五氟苯基)-硼酸盐，三-(十二烷基苯基)-硫鎓四-(3,5-双-三氟甲基苯基)-硼酸盐，4-乙酰氨基苯基二苯基硫鎓四氟硼酸盐，4-乙酰氨基苯基二苯基硫鎓四-(五氟苄基)-硼酸盐，二甲基萘基硫鎓六氟磷酸盐，三氟甲基二苯基硫鎓四氟硼酸盐，三氟甲基二苯基硫鎓四-(五氟苄基)-硼酸盐，苯基甲基苄基硫鎓六氟磷酸盐，5-甲基噻蒽鎓六氟磷酸盐，10-苯基-9,9-二甲基噻吨鎓六氟磷酸盐，10-苯基-9-氧代噻吨鎓四氟硼酸盐，10-苯基-9-氧代噻吨鎓四-(五氟苄基)-硼酸盐，5-甲基-10-氧代噻蒽鎓四氟硼酸盐，5-甲基-10-氧代噻蒽鎓四-(五氟苄基)-硼酸盐和5-甲基-10,10-二氧代噻蒽鎓六氟磷酸盐；或
对甲苯磺酰基异氰酸酯；或
碘鎓盐(Iodonium-Salze)(参见例如US 3,729,313 A、US 3,741,769 A、US 4,250,053 A、US 4,394,403 A和US 2010/063221 A1)，如二苯基碘鎓四氟硼酸盐，二-(4-甲基苯基)-碘鎓四氟硼酸盐，苯基-4-甲基苯基碘鎓四氟硼酸盐，二-(4-氯苯基)-碘鎓六氟磷酸盐，二萘基碘鎓四氟硼酸盐，二-(4-三氟甲基苯基)-碘鎓四氟硼酸盐，二苯基碘鎓六氟磷酸盐，二-(4-甲基苯基)-碘鎓六氟磷酸盐，二苯基碘鎓六氟砷酸盐，二-(4-苯氧基苯基)-碘鎓四氟硼酸盐，苯基-2-噻吩基碘鎓六氟磷酸盐，3,5-二甲基吡唑基-4-苯基碘鎓六氟磷酸盐，二苯基碘鎓六氟锑酸盐，2,2'-二苯基碘鎓四氟硼酸盐，二-(2,4-二氯苯基)-碘鎓六氟磷酸盐，二-(4-溴苯基)-碘鎓六氟磷酸盐，二-(4-甲氧基苯基)-碘鎓六氟磷酸盐，二-(3-羧基苯基)-碘鎓六氟磷酸盐，二-(3-甲氧基羰基苯基)-碘鎓六氟磷酸盐，二-(3-甲氧基磺酰基苯基)-碘鎓六氟磷酸盐，二-(4-乙酰氨基苯基)-碘鎓六氟磷酸盐，二-(2-苯并噻吩基)-碘鎓六氟磷酸盐，二芳基碘鎓三三氟甲基磺酰基甲基化物如二苯基碘鎓六氟锑酸盐，二芳基碘鎓四-(五氟苯基)-硼酸盐如二苯基碘鎓四-(五氟苯基)-硼酸盐，(4-n-二硅氧基苯基)-苯基碘鎓六氟锑酸盐，[4-(2-羟基-n-四二硅氧基)-苯基]-苯基碘鎓六氟锑酸盐，[4-(2-羟基-n-四二硅氧基)-苯基]-苯基碘鎓三氟磺酸盐，[4-(2-羟基-n-四二硅氧基)-苯基]-苯基碘鎓六氟磷酸盐，[4-(2-羟基-n-四二硅氧基)-苯基]-苯基碘鎓四-(五氟苯基)-硼酸盐，双-(4-叔丁基苯基)-碘鎓六氟锑酸盐，双-(4-叔丁基苯基)-碘鎓六氟磷酸盐，双-(4-叔丁基苯基)-碘鎓三氟磺酸盐，双-(4-叔丁基苯基)-碘鎓四氟硼酸盐，双-(十二烷基苯基)-碘鎓六氟锑酸盐，双-(十二烷基苯基)-碘鎓四氟硼酸盐，双-(十二烷基苯基)-碘鎓六氟磷酸盐，双-(十二烷基苯基)-碘鎓三氟甲基磺酸盐，二-(十二烷基苯基)-碘鎓六氟锑酸盐，二-(十二烷基苯基)-碘鎓三氟甲磺酸盐，二苯基碘鎓硫酸氢盐(Diphenyliodoniumbisulfat)，4,4'-二氯二苯基碘鎓硫酸氢盐，4,4'-二溴二苯基碘鎓硫酸氢盐，3,3'-二硝基二苯基碘鎓硫酸氢盐，4,4'-二甲基二苯基碘鎓硫酸氢盐，4,4'-双-琥珀酰亚氨基二苯基碘鎓硫酸氢盐，3-硝基二苯基碘鎓硫酸氢盐，4,4'-二甲氧基二苯基碘鎓硫酸氢盐，双-(十二烷基苯基)-碘鎓四-(五氟苯基)-硼酸盐，(4-辛氧基苯基)-苯基碘鎓四-(3,5-双-三氟甲基苯基)-硼酸盐和(甲苯基异丙苯基)-碘鎓四-(五氟苯基)-硼酸盐；或
二茂铁盐(Ferrocenium-Salze)(参见例如EP 0 542 716 B1)如η5-(2,4-环戊二烯-1-基)-[(1,2,3,4,5,6,9)-(1-甲基乙基)-苯]-铁。
商业化的光引发剂的实例为Union Carbide公司的Cyracure UVI-6990,CyracureUVI-6992,Cyracure UVI-6974和Cyracure UVI-6976，Adeka公司的Optomer SP-55,Optomer SP-150,Optomer SP-151,Optomer SP-170和Optomer SP-172，Sanshin Chemical公司的San-Aid SI-45L,San-Aid SI-60L,San-Aid SI-80L,San-Aid SI-100L,San-AidSI-110L,San-Aid SI-150L和San-Aid SI-180L，Sartomer公司的SarCat CD-1010,SarCatCD-1011和SarCat CD-1012，Degussa公司的Degacure K185，Rhodia公司的Rhodorsil光引发剂2074，Nippon Soda公司的CI-2481,CI-2624,CI-2639,CI-2064,CI-2734,CI-2855,CI-2823和CI-2758，IGM Resins公司的Omnicat 320,Omnicat 430,Omnicat 432,Omnicat440,Omnicat 445,Omnicat 550,Omnicat 550BL和Omnicat 650，Daicel公司的Daicat II，Daicel-Cytec公司的UVAC 1591，3M公司的FFC 509，Midori Kagaku公司的BBI-102,BBI-103,BBI-105,BBI-106,BBI-109,BBI-110,BBI-201,BBI-301,BI-105,DPI-105,DPI-106,DPI-109,DPI-201,DTS-102,DTS-103,DTS-105,NDS-103,NDS-105,NDS-155,NDS-159,NDS-165,TPS-102,TPS-103,TPS-105,TPS-106,TPS-109,TPS-1000,MDS-103,MDS-105,MDS-109,MDS-205,MPI-103,,MPI-105,MPI-106,MPI-109,DS-100,DS-101,MBZ-101,MBZ-201,MBZ-301,NAI-100,NAI-101,NAI-105,NAI-106,NAI-109,NAI-1002,NAI-1003,NAI-1004,NB-101,NB-201,NDI-101,NDI-105,NDI-106,NDI-109,PAI-01,PAI-101,PAI-106,PAI-1001,PI-105,PI-106,PI-109,PYR-100,SI-101,SI-105,SI-106和SI-109，Nippon Kayaku公司的Kayacure PCI-204,Kayacure PCI-205,Kayacure PCI-615,Kayacure PCI-625,Kayarad220和Kayarad 620,PCI-061T,PCI-062T,PCI-020T,PCI-022T，Sanwa Chemical公司的TS-01和TS-91，Deuteron公司的Deuteron UV 1240，Evonik公司的Tego Photocompound1465N，GE Bayer Silicones公司的UV 9380C-D1，Cytec公司的FX 512，BluestarSilicones公司的Silicolease UV Cata 211和BASF公司的Irgacure 250,Irgacure 261,Irgacure 270,Irgacure PAG 103,Irgacure PAG 121,Irgacure PAG 203,Irgacure PAG290,Irgacure CGI 725,Irgacure CGI 1380,Irgacure CGI 1907和Irgacure GSID 26-1。
其它体系是本领域技人员已知的，其同样是根据本发明可使用的。光引发剂可以不组合的方式使用或作为两种或更多种光引发剂的组合来使用。
在小于350nm处且有利地在大于250nm处有吸收的光引发剂是有利的。在大于350nm处、例如在紫外光的范围吸收的光引发剂是同样可使用的。特别优选使用基于硫鎓的光引发剂，因为它们具有有利的UV吸收特性。
用于环氧化物的阳离子聚合的热引发剂：
热引发剂，所谓的热产酸剂(英语：“thermal acid generator”)TAG例如为：描述于US 5,242,715A中的带有例如PF6 -、AsF6 -、或SBF6 -阴离子的苄基硫醇鎓(Benzylthiolaniumsalze)；描述于“Study of Polymerization Mechanism and Kineticsof DGEBA with BF3-amine Complexes Using FT-IR and Dynamic DSC”(Ghaemy等人,Iranian Polymer Journal,第6卷,No.1,1997)中的BF3-胺-络合物；描述于“Study ofLanthanide Triflates as New Curing Initiators for Cycloaliphatic EpoxyResins”(C.Mas等人,Macromolecular Chemistry and Physics,2001,202,No.12)中的镧系元素三氟甲磺酸盐；或受阻(或封闭)的超酸例如三氟甲磺酸铵；全氟丁烷磺酸铵(PFBuS)，铵Ad-TFBS[4-金刚烷羧基-1,1,2,2-四氟丁烷磺酸盐]，铵AdOH-TFBS[3-羟基-4-金刚烷羧基-1,1,2,2-四氟丁烷磺酸盐]，铵Ad-DFMS[金刚烷基-甲氧基羰基-二氟甲烷磺酸盐]，铵AdOH-DFMS[3-羟基金刚烷基-甲氧基羰基-二氟甲烷磺酸盐]，铵DHC-TFBSS[4-脱氢胆酸根-1,1,2,2-四氟丁烷磺酸盐]，和铵ODOT-DFMS[六氢-4,7-环氧异苯并呋喃-1(3H)-酮,6-(2,2'-二氟-2-磺基乙酸酯)]。
这样的体系例如可从King Industries以名称TAG-2678、TAG-2713或TAG-2172商购获得。这些受阻的酸在高温下释放例如引发环氧化物的阳离子固化的三氟甲烷磺酸、对甲苯磺酸或十二烷基苄磺酸(Dodecylbenzyl )。
如前所述，除热引发剂和光引发剂之外，用于制备环氧化物浆料的聚合反应的特别优选的引发剂还有缺电子的单异氰酸酯，例如对甲苯基异氰酸酯、对甲苯磺酰基甲基异氰酸酯、邻甲苯基异氰酸酯或邻甲苯磺酰基甲基异氰酸酯。特别合适的是磺酰基异氰酸酯的衍生物(R-SO2-NCO,R-SO2-CH2-NCO)例如4-氯苄基磺酰基异氰酸酯、邻甲苯磺酰基异氰酸酯、对甲苯磺酰基异氰酸酯和苄基磺酰基异氰酸酯。
附图说明
图1示出了用于测定电子装置使用寿命的钙测试的示意图；
图2示出了在长度不同的时间段内聚合的Uvacure浆料的分子量分布。
图3示出了胶粘剂K1-K6的延迟时间与所用Uvacure浆料粘度的关系图；
图4示出了在85℃/85％的相对空气湿度下储存实验的延迟时间与环氧化物含量的关系图。
图5示出了具有不同环氧化物含量(K7-K10)的胶粘剂对玻璃的粘着力的测量结果。
具体实施方式
实施例
测量方法
粘度测量：
对流体涂层材料的流动性的量度是动态粘度。该动态粘度可根据DIN53019确定。粘度小于108Pa·s的被称为流体。粘度在圆筒型旋转粘度计中以标准的几何形状根据DIN53019-1在23℃的测量温度和1s-1的剪切速率下测量。
分子量分布：
数均分子量Mn和重均分子量Mw的分子量的确定借助于凝胶渗透色谱法(GPC)来进行。具有0.1体积％的三氟乙酸的THF(四氢呋喃)被用作洗脱液。所述测量在25℃进行。PSS-SDV,10μ,ID 8.0mm x 50mm被用作预备柱。为了进行分离而使用柱子PSS-SDV,10μID 8.0mmx 300mm。样品浓度为1.5g/l，流量为0.5ml/分钟。相对于聚(甲基丙烯酸甲酯)标准物测量。
数均分子量(或数均摩尔质量)Mn、重均分子量(或重均摩尔质量)Mw和分散度的值在本说明书中涉及通过凝胶渗透色谱法(GPC)的测定或这样的测量的评估。
渗透测量(WVTR)：
WVTR在38℃和90％的相对空气湿度下根据ASTM F-1249测量。分别执行两次测量并取平均值。所给出的值归一化至50μm的厚度。
为了进行测量，将转移胶带胶粘在本身不提供渗透阻隔的高渗透性的聚砜膜(得自公司Sartorius)上。
粘着力：
依据ISO 29862(方法3)在23℃和50％的相对空气湿度下以30mm/min或3mm/min的剥离速度和180°的剥离角度测定对玻璃的粘着力(或粘接力)。作为加强箔使用厚度为50μm的经蚀刻的PET箔，如得自Coveme(意大利)的那些。在此，测量带的粘结借助于压延机在23℃的温度进行。在施用后立即将胶带剥离。测量值(以N/cm计)作为三次测量的平均值给出。
使用寿命测试：
使用钙测试(Calciumtest)作为测定电子装置使用寿命的量度。这在图1中示出。为此，在真空中将10x 10mm2大的薄的钙层23沉积在玻璃板21上，并且之后储存在氮气气氛下。钙层23的厚度为约100nm。对于钙层23的封装，使用具有待测试的胶粘剂22的胶带(23x23mm2)以及薄的玻璃片24(30μm，Schott公司)作为载体材料。为了稳定化将所述玻璃片与100μm厚的PET箔26借助于包括光学透明的丙烯酸酯压敏胶粘剂的50μm厚的转移胶带25层合在一起。如此将胶粘剂22施加在所述玻璃片21上，使得胶粘剂22能够以在各个侧上6.5mm的突出边缘(A-A)覆盖钙镜23。由于不可渗透的玻璃载体24，仅有通过压敏胶粘剂或沿界面的渗透被测量。
该测试基于钙与水蒸气和氧的反应，例如A.G.Erlat等在“47th AnnualTechnical Conference Proceedings—Society of Vacuum Coaters”2004,第654-659页中和M.E.Gross等在“46th Annual Technical Conference Proceedings—Society ofVacuum Coaters”2003,第89-92页中所描述的。这种情况下对钙层的光透射进行监测，其由于转化成氢氧化钙和氧化钙而增加。这在所述的测试装置中从边缘开始进行，由此钙镜的可视面积减小。直至钙镜的光吸收减半的时间被称为使用寿命，直至吸收开始持续下降的时间被称为突破时间或“延迟时间”。在此，通过该方法不仅监测了钙镜表面从边缘开始并通过在该表面中的点(durch punktuellen)降解而造成的降解，还监测了由全面的降解导致的钙镜的层厚的均匀减小。
选择85℃和85％的相对空气湿度作为测量条件。样品以层厚50μm的压敏胶粘剂在整个区域上且无气泡地粘结。测量在交联的胶带上进行。测量值(以h计)作为三次测量的平均值给出。
此外，从直至钙镜的完全降解的时间计算出水蒸气渗透速率(Ca-WVTR)。为此，气相沉积的钙的质量与因子0.9相乘(对于金属钙转化成透明的氢氧化钙的反应，H2O/Ca质量比)以确定渗透进的水蒸气的质量。这基于渗透横截面(测试组件的周长×胶粘剂厚度)以及直至钙镜完全降解的时间。计算出的测量值进一步除以在各个侧上的突出边缘的宽度(以mm计)并由此归一化至1mm的渗透距离。Ca-WVTR的值以g/m2*d计。
所使用的材料：
根据以下步骤制备聚丙烯酸酯：
向用于自由基聚合的常规的2升玻璃反应器中添加40g的2-羟基乙基丙烯酸酯、240g的2-乙基己基丙烯酸酯、120g的C17丙烯酸酯(具有C3-C4链段的三重支化链，BASFSE)、133g特殊沸点汽油(Siedegrenzbenzin)69/95和133g丙酮。在搅拌下向反应溶液通氮气45分钟后，将反应器加热至58℃，并添加0.2g Vazo 67(DuPont)。随后，将外部加热浴加热至75℃，并在此外温恒定的情况下进行反应。在1小时的反应时间后，添加50g甲苯。在2.5小时的反应时间后，以100g丙酮稀释。在4小时的反应时间后再次添加0.2g Vazo 67。在7小时的聚合时间后以100g特殊沸点汽油60/95稀释以及在22小时后以100g丙酮稀释。在24小时的反应时间后终止聚合，并将反应容器冷却至室温。分子量Mn为884 000g/mol。
制备Uvacure浆料：
使用缺电子的单异氰酸酯的引发：
在2L的聚合反应器中将1kg的Uvacure 1500在氮气气氛并且无保护气体的情况下加热至85℃。Uvacure 1500的粘度为0.25Pa s。在氮气的逆流中添加引发剂并缓慢搅拌溶液。
为了确定分子量分布和粘度，在反应期间于不同的反应时间取样并借助于GPC和粘度计进行分析。
表1：以缺电子的单异氰酸酯引发的本发明的环氧化物浆料的GPC结果
它表明多分散性随反应时间的增加而增加。
表2：以TSI引发的本发明的环氧化物浆料的粘度
从表2可以很好地看出，具有较高的引发剂的量的反应进行得显著更快并且粘度的增加实现得快得多。
图2示出了在长度不同的时间段内聚合的Uvacure浆料的分子量分布。引人注目的是极宽的分布，其包含许多小于1000g/mol的分子，但也有部分的高达超过106g/mol的大的链，其导致了高的粘度。
使用高度稀释的光引发剂的引发
在2L的玻璃反应器中伴随着搅拌(50rpm)将光引发剂(三芳基硫鎓六氟锑酸盐)于23℃在避光和氮气的气氛下添加至1kg的Epon Resin 828。反应的引发通过以4个围绕聚合反应器径向定位的中压汞灯照射2分钟来进行。
为了确定粘度，在反应期间于不同的反应时间取样并借助于GPC和粘度计进行分析。
表3：以三芳基硫鎓六氟锑酸盐引发的本发明的环氧化物浆料的粘度
光引发剂的量[％] 120h后的粘度[mPa s]
0.004 500
0.01 860
0.02 1300
可见，需要显著更低的引发剂的量并且在相同的反应时间粘度随引发剂的量的增加而增加。
表4：用于配制胶粘剂的Uvacure浆料
名称 粘度/Pa s
Uvacure浆料1 21
Uvacure浆料2 60
Uvacure浆料3 203
Uvacure浆料4 392
Uvacure浆料5 1544
Uvacure浆料6 3016
胶粘剂组成
选择Kaneka公司的聚苯乙烯-嵌段-聚异丁烯嵌段共聚物作为共聚物。在总的聚合物中苯乙烯的含量为20重量％。使用了Sibstar 62M。分子量Mw为60000g/mol。聚苯乙烯嵌段的玻璃化转变温度为100℃以及聚异丁烯嵌段的玻璃化转变温度为-60℃。使用Exxon公司的Escorez 5300(环和球105℃,DACP＝71,MMAP＝72)、完全氢化的烃树脂作为增粘树脂。选择不同的Uvacure浆料作为反应性树脂。这些原料溶解在由甲苯(300g)、丙酮(150g)和特殊沸点汽油60/95(550g)构成的混合物中，由此形成50重量％的溶液。
接着向该溶液添加光引发剂。所述光引发剂作为在碳酸丙烯酯中的50重量％的溶液提供。该光引发剂具有在320nm至360nm的范围内的吸收最大值。
为了制备胶粘剂层借助于实验室涂布装置将不同的胶粘剂从溶液施加至常规的衬片(硅化处理的聚酯膜)并且对其进行干燥。干燥后的胶粘剂层的厚度为50±5μm。在实验室干燥箱中，干燥分别在室温进行10分钟以及在120℃进行10分钟。干燥后的胶粘剂层分别在干燥后立即以第二衬片(具有较低剥离强度的硅化处理的聚酯膜)在开放侧层压。
将样品引入手套箱。用橡胶辊将部分的样品无气泡地层压在蒸镀有Ca的玻璃基底上。然后除去第二PET衬片并层压上薄的玻璃层。随后借助于UV光来照射穿过覆盖玻璃(剂量：80mJ/cm2；灯的类型：未掺杂的汞灯)。该样品用于使用寿命的测试。
各个实施例K1至K10或V1以及K1基体和V1基体的准确组成示于表5。
表5：实施例的组成
在此，实施例K1至K6是使用表4中所示的Uvacure浆料1至6的胶粘剂，即其涉及具有相同含量的各种化合物的胶粘剂，其区别仅在于Uvacure浆料的粘度。实施例K7至K10以不同的重量含量使用了表4中的Uvacure浆料5。V1(具有50重量％的丙烯酸酯的胶粘剂)以及Kl基体(具有增粘树脂但不含环氧化物浆料的嵌段共聚物)和V1基体(纯的丙烯酸酯)是比较例。
图3示出了取决于所用Uvacure浆料粘度的胶粘剂K1-K6(环氧化物浆料的含量为60重量％)的突破时间或延迟时间。显然，所用环氧化物浆料的粘度特别优选地位于100-1000Pa s的范围。
图4示出了在85℃/85％的相对空气湿度下储存实验的延迟时间取决于环氧化物的量的结果(K7-K10)。显然，突破时间首先随增加的环氧化物含量而增加并且环氧化物含量在60重量％和80重量％之间时具有最大值。对于80重量％的甚至更高的环氧化物含量，突破时间再次降低，这大概是因为如图5中所示粘着力显著下降并因此水沿着界面渗入。
在图5中示出了具有不同环氧化物含量(K7-K10)的胶粘剂对玻璃的粘着力的测量。该图显示，粘着力特性随增加的环氧化物含量而连续地降低。由此以及由阻隔性能的结果表明，特别良好平衡的阻隔性胶粘剂包含50-75％的环氧化物浆料。
随后在表6中对于不同的胶粘剂比较了取决于WVTR值的突破时间。
表6：取决于WVTR的延迟时间
上表表明，除V1外，胶粘剂具有非常低的WVTR值。对这些结果与目标阻隔性能进行比较，显然，只有小于100g/m2d(K8)的本发明的胶粘剂具有好的延迟时间。

Claims (16)

1.水蒸气阻隔性胶粘剂，其包含胶粘剂基体和任选的溶剂，所述胶粘剂基体包括：
-至少一种环氧化物浆料
-至少一种弹性体
-至少一种引发剂
-任选地，至少一种增粘树脂和
-任选地，至少一种另外的反应性树脂，
其特征在于，胶粘剂基体在无溶剂的情况下具有小于100g/m2d、优选地小于60g/m2d、特别地小于30g/m2d的在反应性树脂组分活化后的水蒸气渗透速率，其中，所述环氧化物浆料包含双环氧化物单体和由其形成的高分子量的未交联的聚环氧化物。
2.根据权利要求1所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，所述环氧化物浆料的粘度至少两倍于、优选至少四倍于、以及特别地至少十倍于初始的双环氧化物单体的粘度。
3.根据权利要求1或2所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，所述环氧化物浆料在所述胶粘剂基体中的含量为10-80重量％、特别优选地20-75重量％、特别地35-70重量％。
4.根据权利要求1至3之一所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，所述环氧化物浆料具有宽的分子量分布，其成分从2000g/mol直到至少100000g/mol。
5.根据权利要求1至4之一所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，未交联状态下的所述环氧化物浆料中仍存在原有的环氧基团的至少65％、优选至少75％，特别地至少80％。
6.根据权利要求1至5之一所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，所述双环氧化物单体为双环氧环己基衍生物或基于双酚A、双酚S或双酚F的双环氧化物。
7.根据权利要求1至6之一所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，所述环氧化物单体为双环氧环己基衍生物，特别是3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯。
8.根据权利要求7所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，所述环氧化物浆料的粘度为至少50Pa s、优选地50-800Pa s、特别优选地75-500Pa s以及特别地100-350Pa s。
9.根据权利要求1至8之一所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，所述环氧化物浆料通过双环氧化物单体的初始聚合获得。
10.根据权利要求9所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，所述双环氧化物单体的初始聚合在达到所需的粘度时借助于引发剂清除剂通过受控的聚合终止而结束。
11.根据权利要求9或10所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，用于初始聚合的引发剂选自缺电子的单异氰酸酯、光引发剂和热引发剂。
12.根据权利要求10所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，所述缺电子的单异氰酸酯选自：对甲苯基异氰酸酯、邻甲苯基异氰酸酯和磺酰基异氰酸酯，特别地对甲苯磺酰基甲基异氰酸酯、邻甲苯磺酰基甲基异氰酸酯、4-氯苄基磺酰基异氰酸酯、邻甲苯磺酰基异氰酸酯、对甲苯磺酰基异氰酸酯和苄基磺酰基异氰酸酯，其中对甲苯磺酰基异氰酸酯是特别优选的。
13.根据权利要求10至12之一所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，使用水和丙酮的混合物、碱金属/碱土金属氢氧化物的溶液或碱金属/碱土金属醇盐的溶液作为引发剂清除剂。
14.根据权利要求1至13之一所述的水蒸气阻隔性胶粘剂，其特征在于，在所述水蒸气阻隔性胶粘剂中所包含的至少一种环氧化物浆料通过如下方法获得，该方法包括以下步骤:
-将选自缺电子的单异氰酸酯、光引发剂和热引发剂的引发剂添加至至少一种液态的双环氧化物单体；
-混合各组分；
-以这样的方式聚合所述双环氧化物，使得产生的环氧化物浆料的粘度至少两倍于、优选至少四倍于、以及特别地至少十倍于所用环氧化物在未反应状态下的粘度。
15.胶带，其包含根据权利要求1至14之一所述的水蒸气阻隔性胶粘剂。
16.根据权利要求1至14之一所述的胶粘剂或根据权利要求15所述的胶带用于封装有机电子器件中的组件的用途。
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