CN106497172A - 光热双重固化遮蔽胶及其制备方法 - Google Patents

光热双重固化遮蔽胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光热双重固化遮蔽胶及其制备方法，属于化学材料技术领域，该光热双重固化遮蔽胶主要由以下重量份比的原料制备而成：40～70份低聚物，30～60份活性单体，2～8份光引发剂，1～5份热引发剂，0.1～4份色粉，0.1～10份助剂；所述低聚物为环氧丙烯酸酯、纯丙烯酸酯、和聚酯丙烯酸酯中的至少一种；所述活性单体为单官能团丙烯酸酯、双官能团丙烯酸酯、和多官能团的丙烯酸酯中的至少一种。该遮蔽胶可采用光热双重固化的形式，先用UV预固定型，再加热固化完全，适合一定时间内批量处理。克服了仅加热固化或常温固化会产生严重溢胶以及仅UV固化会固化不完全的缺陷。可广泛用于触控玻璃、LCD模组、盖板玻璃的遮光及强化的应用中。

Description

光热双重固化遮蔽胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学材料技术领域，特别是涉及一种光热双重固化遮蔽胶及其制备方法。
背景技术
目前，窄边手机带来更高的屏占比，让手机在更小的机身尺寸内融入更大的显示屏，带来了更好的视觉效果和使用体验，同时提高了便携性，窄边手机已成为当下商家和消费者的共同追求。
但是，由于液晶分子自身无法发光，要想出现画面，液晶屏需要背光源来提供光线。手机在组装时都会出现些许误差，无法做到绝对对齐，存在一定的配合公差。当屏幕组装误差较大时，BM(黑边)区无法进行有效遮挡就会造成漏光，而按键与屏幕配合公差较大时也会造成按键区域漏光。当边框越来越窄或消失时，BM区域也会越来越小，更容易出现漏光现象。同时窄边框或无边框设计很难保持机身的强度，屏幕易碎。
因此，可尝试利用遮蔽胶在触控玻璃或LCD边缘涂胶，一方面起到遮蔽而避免漏光现象，同时由于胶水可填补玻璃的微小隙缝并有缓冲效果，可以提高机身的强度及耐摔性。
但是，因是在触控玻璃或LCD边缘涂胶，直接用加热固化或者常温固化的方式的会产生严重溢胶，甚至无法施胶，而直接采用UV固化，则因高遮蔽要求无法固化完全。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种光热双重固化遮蔽胶，采用该遮蔽胶，可先用UV预固定型，再加热固化完全，实现在触控玻璃或LCD边缘的涂胶，且克服了溢胶和固化不完全的问题。
一种光热双重固化遮蔽胶，主要由以下重量份比的原料制备而成：
所述低聚物为环氧丙烯酸酯、纯丙烯酸酯、和聚酯丙烯酸酯中的至少一种；
所述活性单体为单官能团丙烯酸酯、双官能团丙烯酸酯、和多官能团的丙烯酸酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，主要由以下重量份的原料制备而成：
在其中一个实施例中，优选由以下重量份的原料制备而成：
在其中一个实施例中，所述单官能团丙烯酸酯为甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、或3,3,5-三甲基环己烷丙烯酸酯；所述双官能团丙烯酸酯为二缩三丙二醇二丙烯酸酯、或1,6-己二醇二丙烯酸酯；所述多官能团丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、或二季戊四醇六丙烯酸酯。
在其中一个实施例中，所述光引发剂为自由基光引发剂中的至少一种，所述热引发剂为自由基聚合引发剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述自由基光引发剂为2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1、1-羟基-环己基苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2,4,6-三甲基二苯甲酮、和4-甲基二苯甲酮中的至少一种；
所述自由基聚合引发剂为过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、和过氧化苯甲酸特丁酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述助剂为附着力促进剂、消泡剂、分散剂、流平剂、和抗氧剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述色粉为炭黑；
所述附着力促进剂为2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酸磷酸酯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、和多官能团硫醇化合物的至少一种；
所述消泡剂为硅酮类消泡剂；
所述分散剂为改性的聚二甲基硅氧烷；
所述流平剂为有机硅类流平剂；
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
本发明还公开了一种上述的光热双重固化遮蔽胶的制备方法，包括以下步骤：
预热：对所述低聚物进行预热；
热混合：将色粉投入预热后的低聚物中，均匀分散，随后保持预热温度，加入所述活性单体，使所述低聚物完全溶解于所述活性单体中，得混合胶液；
冷混合：冷却至室温后加入所述光引发剂、热引发剂和助剂，搅拌均匀，即得。
在其中一个实施例中，所述预热步骤中，将所述低聚物加热至50-60℃进行预热。优选50-55℃。
在其中一个实施例中，所述热混合步骤中，以色膏的形式将着色粉投入预热后的低聚物中，均匀分散，随后保持50-60℃，边搅拌边加入所述活性单体，使所述低聚物完全溶解于所述活性单体中，得混合胶液；
所述色膏通过以下方法制备得到：将色粉与适量低聚物和分散剂用三辊机混合均匀，得色膏。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的一种光热双重固化遮蔽胶，通过UV光预固再加热固化完全，适用于点胶或辊涂。将其应用于触控玻璃或LCD模组边缘进行涂布，通过其高遮蔽性防止BM区域变窄或者对位公差造成的漏光现象，同时由于胶水可填补玻璃的微小隙缝并有缓冲效果，可以提高机身的强度及耐摔性。
更为重要的是，该遮蔽胶可采用光热双重固化的形式，先用UV预固定型，再加热固化完全，适合一定时间内批量处理。克服了仅加热固化或常温固化会产生严重溢胶以及仅UV固化会固化不完全的缺陷。
并且，该发明中的光热双重固化遮蔽胶遮蔽性较好，其OD值均大于3(透光率为0.1％)，最高可接近5(透光率0.001％)；并对玻璃粘接作用强，可填补玻璃四周的微小隙缝，具有缓冲效果，从而提高玻璃的强度和耐摔性。
该遮蔽胶可广泛用于触控玻璃、LCD模组、盖板玻璃的遮光及强化的应用中，而对于玻璃材质，对于石英玻璃和蓝宝石玻璃均可。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明的光热双重固化遮蔽胶所适用的玻璃包括触控玻璃、LCD模组或盖板玻璃，按材质分包括石英玻璃和蓝宝石玻璃。所述光热双重固化遮蔽胶的颜色通常为黑色，亦可根据需要调配其他颜色。所述光热双重固化遮蔽胶在玻璃上的涂布方式是通过辊涂或者点胶的方式对玻璃侧面进行涂布，涂布的侧面按实际需要选定。
所述光热双重固化遮蔽胶的固化方式为先UV预固定型，再加热固化完全。UV固化按固化方式不同分垂直固化和点光源固化，采用适当的能量一次固化即可。
所述光热双重固化遮蔽胶根据施胶方式不同，后处理不同，如采用点胶方式施胶，需要CNC将胶层加工至所需要的厚度和外观，如采用辊涂的方式，则无需CNC。
实施例1
一种光热双重固化遮蔽胶，由以原料制备而成：
低聚物：共48.0g。
环氧丙烯酸酯48.0g。
活性单体：共43.6g。
单官能团丙烯酸酯的活性单体，丙烯酸异冰片酯(IBOA)24.2g，
多官能团丙烯酸酯的活性单体，二三羟甲基丙烷三丙烯酸酯19.4g。
光引发剂：共3.9g。
2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮3.9g。
热引发剂：共2.3g。
过氧化-2-乙基己酸叔丁酯2.3g。
色粉：共0.4g。
炭黑0.4g。
助剂：共1.8g。
附着力促进剂(2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯)1.0g，
消泡剂(硅酮类消泡剂，型号为BYK-066N)0.3g，
流平剂(有机硅类流平剂，型号为SIVEL 5525)0.2g，
分散剂(改性的聚二甲基硅氧烷，型号为BYK-160)0.1g，
抗氧剂(对苯二酚)0.2g。
本实施例的光热双重固化遮蔽胶，通过以下方法制备得到：
一、预热。
对所述低聚物进行预热。具体如下：
将46.5g低聚物环氧丙烯酸酯(低聚物总量48g，其中后面投入的2g色膏中含1.5g)投入加料釜中，加热至55℃。
二、热混合。
1、制备色膏：将20g炭黑分散在75g低聚物环氧丙烯酸酯中，加入5g分散剂BYK-160，过三辊使之分散均匀，打成色膏。
2、投入2g上述打好的色膏(含低聚物1.5g，炭黑0.4g，分散剂BYK-1600.1g)，开启搅拌桨使色膏均匀分散在低聚物中，保持温度为55℃，边搅拌边加入活性单体，使低聚物完全溶解在活性单体中(单官能团丙烯酸酯的活性单体丙烯酸异冰片酯(IBOA)24.2g，多官能团丙烯酸酯的活性单体二三羟甲基丙烷三丙烯酸酯19.4g)。
三、冷混合。
待冷却至室温后，加入光引发剂、热引发剂和助剂(2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮3.9g；过氧化-2-乙基己酸叔丁酯2.3g；附着力促进剂(2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯)1.0g，消泡剂(BYK-066N)0.3g，流平剂(SIVEL5525)0.2g，抗氧剂(对苯二酚)0.2g)，在上一步的余热中高速搅拌至均匀；抽真空，分装，即可得到黑色光热双重固化遮蔽胶。
将上述光热双重固化遮蔽胶进行性能测试，结果如下：
该黑色光热双重固化遮蔽胶的粘度约为7000cps，OD值约为3；固化条件为先用1000mj/cm2的能量UV固化，再160℃加热15分钟固化完全；适合点胶或辊涂，胶体CNC后不会剥离。
实施例2
一种光热双重固化遮蔽胶，由以原料制备而成：
低聚物：共50.0g。
聚酯丙烯酸酯50.0g。
活性单体：共41g。
单官能团丙烯酸酯的活性单体，丙烯酸异冰片酯(IBOA)18.2g，
双官能团丙烯酸酯的活性单体，1,6-己二醇二丙烯酸酯13.8g
多官能团丙烯酸酯的活性单体，二季戊四醇五丙烯酸酯9.0g。
光引发剂：共3.9g。
2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦3.9g。
热引发剂：共2.3g。
过氧化苯甲酸特丁酯2.3g。
色粉：共0.5g。
炭黑0.5g。
助剂：共2.3g。
附着力促进剂(2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯)1.0g，
附着力促进剂(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷)0.5g，
消泡剂(硅酮类消泡剂，型号为BYK-066N)0.3g，
流平剂(有机硅类流平剂，型号为SIVEL 5525)0.2g，
分散剂(改性的聚二甲基硅氧烷，型号为BYK-160)0.1g，
抗氧剂(对苯二酚)0.2g。
本实施例的光热双重固化遮蔽胶，通过以下方法制备得到：
一、预热。
对所述低聚物进行预热。具体如下：
将48.6g低聚物聚酯丙烯酸酯(低聚物总量50g，其中后面投入的2g色膏中含1.4g)投入加料釜中，加热至54℃。
二、热混合。
1、制备色膏：将25g炭黑分散在70g低聚物聚酯丙烯酸酯中，加入5g分散剂BYK-160，过三辊使之分散均匀，打成色膏。
2、投入2g上述打好的色膏(含低聚物1.4g，炭黑0.5g，分散剂BYK-1600.1g)，开启搅拌桨使色膏均匀分散在低聚物中，保持温度为54℃，边搅拌边加入活性单体，使低聚物完全溶解在活性单体中(单官能团丙烯酸酯的活性单体丙烯酸异冰片酯(IBOA)18.2g，双官能团丙烯酸酯的活性单体1,6-己二醇二丙烯酸酯13.8g，多官能团丙烯酸酯的活性单体二季戊四醇五丙烯酸酯9.0g)。
三、冷混合。
待冷却至室温后，加入光引发剂、热引发剂和助剂(2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦3.9g；过氧化苯甲酸特丁酯2.3g；附着力促进剂(2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯)1.0g，附着力促进剂(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷)0.5g，消泡剂(BYK-066N)0.3g，流平剂(SIVEL 5525)0.2g，抗氧剂(对苯二酚)0.2g)，在上一步的余热中高速搅拌至均匀；抽真空，分装，即可得到黑色光热双重固化遮蔽胶。
将上述光热双重固化遮蔽胶进行性能测试，结果如下：
该黑色光热双重固化遮蔽胶的粘度约为4300cps，OD值约为3.5；固化条件为先用1000mj/cm2的能量UV固化，再130℃加热15分钟固化完全；适合点胶，胶体CNC后不会剥离。
实施例3
一种光热双重固化遮蔽胶，由以原料制备而成：
低聚物：共55.6g。
纯丙烯酸酯55.6g。
活性单体：共32.1g。
单官能团丙烯酸酯的活性单体，丙烯酸异冰片酯(IBOA)8.3g，
双官能团丙烯酸酯的活性单体，二缩三丙二醇二丙烯酸酯11.8g，
多官能团丙烯酸酯的活性单体，二季戊四醇五丙烯酸酯12.0g。
光引发剂：共2.5g。
双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦2.5g。
热引发剂：共2.5g。
过氧化苯甲酸特丁酯2.5g。
色粉：共2g。
炭黑2g。
助剂：共5.3g。
附着力促进剂(2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯)1.6g，
附着力促进剂(多官能团硫醇化合物PE-1)2.5g，
消泡剂(硅酮类消泡剂，型号为BYK-066N)0.4g，
流平剂(有机硅类流平剂，型号为SIVEL 5525)0.2g，
分散剂(改性的聚二甲基硅氧烷，型号为BYK-160)0.4g，
抗氧剂(对苯二酚)0.2g。
本实施例的光热双重固化遮蔽胶，通过以下方法制备得到：
一、预热。
对所述低聚物进行预热。具体如下：
将50.0g低聚物纯丙烯酸酯(低聚物总量55.6g，其中后面投入的8g色膏中含5.6g)投入加料釜中，加热至54℃。
二、热混合。
1、制备色膏：将25g炭黑分散在70g低聚物纯丙烯酸酯中，加入5g分散剂BYK-160，过三辊使之分散均匀，打成色膏。
2、投入8g上述打好的色膏(含低聚物5.6g，炭黑2.0g，分散剂BYK-1600.4g)，开启搅拌桨使色膏均匀分散在低聚物中，保持温度为54℃，边搅拌边加入活性单体，使低聚物完全溶解在活性单体中(单官能团丙烯酸酯的活性单体丙烯酸异冰片酯(IBOA)8.3g，双官能团丙烯酸酯的活性单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯11.8g，多官能团丙烯酸酯的活性单体二季戊四醇五丙烯酸酯12.0g)。
三、冷混合。
待冷却至室温后，加入光引发剂、热引发剂和助剂(双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦2.5g；过氧化苯甲酸特丁酯2.5g；附着力促进剂(2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯)1.6g，附着力促进剂(多官能团硫醇化合物PE-1)2.5g，消泡剂(BYK-066N)0.4g，流平剂(SIVEL 5525)0.2g，抗氧剂(对苯二酚)0.2g)，在上一步的余热中高速搅拌至均匀；抽真空，分装，即可得到黑色光热双重固化遮蔽胶。
将上述光热双重固化遮蔽胶进行性能测试，结果如下：
该黑色光热双重固化遮蔽胶的粘度约为14000cps，OD值约为5；固化条件为先用1500mj/cm2的能量UV固化，再130℃加热15分钟固化完全；适合辊涂施胶。
对比例1
一种光热双重固化遮蔽胶，与实施例1的遮蔽胶基本相同，并参照实施例1的制备方法制备得到，区别仅在于：
该对比例中的低聚物选用聚氨酯丙烯酸酯。
对比例2
一种光热双重固化遮蔽胶，与实施例1的遮蔽胶基本相同，并参照实施例1的制备方法制备得到，区别仅在于：
该对比例中的活性单体选用丙烯酸月桂酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯。
对比例3
一种光热双重固化遮蔽胶，与实施例1的遮蔽胶基本相同，并参照实施例1的制备方法制备得到，区别仅在于：
该对比例中仅使用光引发剂不加热引发剂。
实验例
将上述实施例和对比例制备得到的遮蔽胶通过侧面涂布，进行形成测试，方法如下：
粘度：25℃粘度，标准《GB/T 22314-2008塑料环氧树脂粘度测试方法》。
OD值：OD值＝-lgT，透光率测试标准《GB/T 2410-80透明塑料透光率和雾度试验方法》，温度25℃，相对湿度60％。
CNC：采用金刚钻磨头打磨，转速1000r/min，磨后用高速水流冲洗，胶体用手侧压不会脱落即为OK。
粘接力：CNC后用手侧压不会脱落或者辊涂后用指甲或者小刀刮胶胶体不会被破坏即为粘接力OK。
测试结果如下：
表1.性能测试结果
从上述结果中可以看出，本发明实施例1-3的光热双重固化遮蔽胶，能够适用于对触控玻璃或LCD模组边缘进行涂布，通过其高遮蔽性防止BM区域变窄或者对位公差造成的漏光现象，同时由于胶水可填补玻璃的微小隙缝并有缓冲效果，可以提高机身的强度及耐摔性。且其OD值较大，遮蔽性佳。而对比例1-4的遮蔽胶，其效果较差。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光热双重固化遮蔽胶，其特征在于，主要由以下重量份比的原料制备而成：
所述低聚物为环氧丙烯酸酯、纯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯中的至少一种；
所述活性单体为单官能团丙烯酸酯、双官能团丙烯酸酯、和多官能团的丙烯酸酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的光热双重固化遮蔽胶，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：
3.根据权利要求1所述的光热双重固化遮蔽胶，其特征在于，所述单官能团丙烯酸酯为甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、或3,3,5-三甲基环己烷丙烯酸酯；
所述双官能团丙烯酸酯为二缩三丙二醇二丙烯酸酯、或1,6-己二醇二丙烯酸酯；
所述多官能团丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、或二季戊四醇六丙烯酸酯。
4.根据权利要求3所述的光-热固化遮蔽胶，其特征在于，所述光引发剂为自由基光引发剂中的至少一种，所述热引发剂为自由基聚合引发剂中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的光-热固化遮蔽胶，其特征在于，所述自由基光引发剂为2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1、1-羟基-环己基苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2,4,6-三甲基二苯甲酮、和4-甲基二苯甲酮中的至少一种；
所述自由基聚合引发剂为过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、和过氧化苯甲酸特丁酯中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的光热双重固化遮蔽胶，其特征在于，所述助剂为附着力促进剂、消泡剂、分散剂、流平剂、和抗氧剂中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的光热双重固化遮蔽胶，其特征在于，所述色粉为炭黑；
所述附着力促进剂为2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酸磷酸酯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、和多官能团硫醇化合物的至少一种；
所述消泡剂为硅酮类消泡剂；
所述分散剂为改性的聚二甲基硅氧烷；
所述流平剂为有机硅类流平剂；
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
8.权利要求1-7任一项所述的光热双重固化遮蔽胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
预热：对所述低聚物进行预热；
热混合：将色粉投入预热后的低聚物中，均匀分散，随后保持预热温度，加入所述活性单体，使所述低聚物完全溶解于所述活性单体中，得混合胶液；
冷混合：冷却至室温后加入所述光引发剂、热引发剂和助剂，搅拌均匀，即得。
9.根据权利要求8所述的光热双重固化遮蔽胶的制备方法，其特征在于，所述预热步骤中，将所述低聚物加热至50-60℃进行预热。
10.根据权利要求8或9所述的光热双重固化遮蔽胶的制备方法，其特征在于，所述热混合步骤中，以色膏的形式将着色粉投入预热后的低聚物中，均匀分散，随后保持50-60℃，边搅拌边加入所述活性单体，使所述低聚物完全溶解于所述活性单体中，得混合胶液；
所述色膏通过以下方法制备得到：将色粉与适量低聚物和分散剂用三辊机混合均匀，得色膏。
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