CN107001880A - 橡胶基粘合剂组合物和使用其的橡胶基粘合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及橡胶基粘合剂组合物和使用其的橡胶基粘合剂，所述组合物包含：橡胶基树脂；和具有至少一个亲水基团的松香基树脂。

Description

橡胶基粘合剂组合物和使用其的橡胶基粘合剂
技术领域
本发明涉及橡胶基粘合剂组合物和使用其的橡胶基粘合剂。
背景技术
本领域公知的是，包括各种封装电子装置、透明导电膜等的触摸材料需要防潮以保持良好的操作或预定的贮存期。此外，近来备受关注的是开发用于增加下一代装置(例如，OLED或触摸屏面板)的使用寿命的粘合剂组合物。
粘合剂将具有完全不同的物理特性的两个或更多个产品连接起来，并且除非人工移动产品，否则粘合剂的组分不变。即，粘合剂是具有粘弹特性的材料，其即使在短时间段的低压力下也能够牢固地结合。
一般粘合剂组合物的实例包括橡胶基粘合剂组合物、丙烯酸类粘合剂组合物、硅酮基粘合剂组合物等，并且其中，橡胶基粘合剂组合物由于防止水蒸气透过的优异效果而被广泛应用于容易受潮的下一代装置，例如OLED或触摸屏面板。然而，需要开发具有甚至更好的防止水蒸气透过的效果的橡胶基粘合剂以进一步增加OLED的使用寿命。
发明内容
技术问题
本发明致力于提供橡胶基粘合剂组合物等，所述组合物包含：橡胶基树脂；和具有至少一个亲水基团的松香基树脂。
然而，待通过本发明解决的技术问题不限于前述问题，并且本领域技术人员通过以下描述可以清楚地理解未提及的其他问题。
技术方案
本发明提供了橡胶基粘合剂组合物，其包含：橡胶基树脂；和具有至少一个亲水基团的松香基树脂。
松香基树脂可具有选自以下的一个或更多个亲水基团：羧基、羟基、羰基、磺酸基、氨基和磷酸基。
松香基树脂可具有2至6个亲水基团。
松香基树脂可包括由以下[化学式1]至[化学式7]中任一者表示的结构。
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
在化学式3中，R1、R2和R3彼此相同或不同，并且为具有1至10个碳原子的亚烷基。
松香基树脂的软化点可为70℃至110℃。
基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，松香基树脂可以以1重量份至40重量份的量包含在内。
橡胶基树脂可包括选自以下的一者或更多者：基于丁基的橡胶、基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)的橡胶、基于苯乙烯-丁二烯(SB)的橡胶、基于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)的橡胶、基于苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)的橡胶、和天然橡胶(LATEX)。
基于丁基的橡胶可包括选自以下的一者或更多者：丁基橡胶、溴丁基橡胶和氯化丁基橡胶。
基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，橡胶基树脂可以以50重量份至80重量份的量包含在内。
橡胶基粘合剂组合物可另外地包含选自以下的一者或更多者：UV固化剂、UV稳定剂、光引发剂、热引发剂、抗氧化剂、填料和增塑剂。
本发明的一个示例性实施方案提供了通过使橡胶基粘合剂组合物固化而获得的橡胶基粘合剂。
橡胶基粘合剂的厚度可为10μm至200μm。
橡胶基粘合剂的粘合强度可为500g/in或更大。
橡胶基粘合剂在温度为38℃且相对湿度为90％的条件下的水蒸气透过速率为10g/m2·24小时或更小。
有益效果
由于根据本发明的橡胶基粘合剂组合物包含具有至少一个亲水基团的松香基树脂，所以橡胶基粘合剂的粘合强度优异，并且松香基树脂的亲水基团可以捕获水分，因此，橡胶基粘合剂具有特别优异的防止水蒸汽透过的效果。
通过将所述橡胶基粘合剂组合物应用于电子装置或触摸材料，可以增加应用所述橡胶基粘合剂组合物的下一代装置例如OLED或触摸屏面板的使用寿命。
具体实施方式
本发明对应用于电子装置或触摸材料的橡胶基粘合剂组合物进行了研究，并且已确定，通过橡胶基粘合剂组合物中包含具有至少一个亲水基团的松香基树脂作为粘合增强剂，可以制备出具有优异的粘合强度和优异的防止水分透过的效果的橡胶基粘合剂组合物，从而完成了本发明。
下文中，将详细地描述本发明。
本发明提供了橡胶基粘合剂组合物，其包含：橡胶基树脂；和具有至少一个亲水基团的松香基树脂。
首先，根据本发明的橡胶基粘合剂组合物包含橡胶基树脂。
由于橡胶基树脂具有优异的防止水蒸汽透过的效果，因此与丙烯酸类粘合剂组合物相比，包含橡胶基树脂的橡胶基粘合剂组合物可被广泛应用于易受水蒸气影响的下一代装置，例如OLED或触摸屏面板。
橡胶基树脂优选地包括选自以下的一者或更多者：基于丁基的橡胶、基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)的橡胶、基于苯乙烯-丁二烯(SB)的橡胶、基于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)的橡胶、基于苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)的橡胶、和天然橡胶(LATEX)，并且橡胶基树脂更优选地为基于丁基的橡胶，但橡胶基树脂不限于此。
基于丁基的橡胶的重均分子量可为50,000至2,000,000。重均分子量是指通过用重量分数将具有分子量分布的聚合物化合物的组分分子物类的分子量平均而获得的平均分子量，并且当基于丁基的橡胶的重均分子量小于所述范围时，可能因物理缠结位点的数目较少而引起耐久性方面的问题；而当基于丁基的橡胶的重均分子量大于所述范围时，粘合剂组合物的粘度急剧增加，并因此，存在难以将粘合剂制成薄膜的问题，并且可能出现与工艺条件的相容性问题。
基于丁基的橡胶可通过使在100mol％的全部单体中包含1mol％至5mol％的量的异戊二烯的混合物聚合来形成。当基于丁基的橡胶通过使在100mol％的全部单体中包含所述范围以外的量的异戊二烯的混合物聚合来形成时，基于丁基的橡胶包含更少量的双键，并因此可能在固化期间降低粘合剂组合物的耐久性；而在基于丁基的橡胶包含更大量的异戊二烯的情况下，防止水蒸汽透过的效果减弱，并且难以获得具有高分子量的橡胶。
例如，基于丁基的橡胶可包括选自以下的一者或更多者：丁基橡胶、溴丁基橡胶和氯化丁基橡胶。
溴丁基橡胶和氯化丁基橡胶为卤化丁基橡胶，并且通过使溴原子和氯原子在丁基橡胶熔化在轻质脂肪族烃(例如，己烷)中的状态下反应来制备。溴丁基橡胶通常包含约1.9重量％至约2.1重量％的量的溴，并且氯化丁基橡胶通常包含约1.1重量％至约1.3重量％的量的氯。此外，由于溴丁基橡胶和氯化丁基橡胶具有很低含量的卤素，因此溴丁基橡胶和氯化丁基橡胶不属于极性橡胶，并且具有未变形的丁基橡胶的独特特征。
优选的是，基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，橡胶基树脂以50重量份至80重量份的量包含在内，但是含量不限于此。在这种情况下，当基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，橡胶基树脂以小于50重量份的量包含在内时，橡胶基粘合剂组合物在价格方面是不利的，原因是即使没有可涂覆性问题，溶剂的量也相对增加，并且当尚未挥发的溶剂残留时，由于涂覆期间挥发的溶剂的量增加，因此存在固化问题。此外，当基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，橡胶基树脂以大于80重量份的量包含在内时，存在因粘度增加而引起的可涂覆性问题。
首先，根据本发明的橡胶基粘合剂组合物包含具有至少一个亲水基团的松香基树脂作为粘合增强剂。
松香基树脂是作为粘合增强剂添加至橡胶基粘合剂组合物中以增加粘合强度的材料。
本发明中的松香意指通过蒸馏松脂而获得的天然树脂，并且包含枞酸作为主要组分，以及树脂酸如新枞酸、左旋海松酸、氢化枞酸、海松酸和dextonic acid，并且松香基树脂的实例不仅包括天然松香树脂，还包括松香树脂衍生物，例如酯松香树脂和氢化松香树脂。
松香基树脂的特征在于具有至少一个亲水基团，并且具体地，松香基树脂可具有选自以下的至少一个亲水基团：羧基、羟基、羰基、磺酸基、氨基和磷酸基。上述亲水基团可以捕获水分并因此可以进一步降低现有橡胶基粘合剂的水蒸气透过速率。
具体地，优选的是，松香基树脂具有2至6个亲水基团，但亲水基团的数目不限于此。在这种情况下，松香基树脂通过包含在所述范围内的亲水基团可以捕获最佳量的水分。
更具体地，松香基树脂可包括由以下[化学式1]至[化学式7]中任一者表示的结构。
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
在化学式3中，R1、R2和R3彼此相同或不同，并且为具有1至10个碳原子的亚烷基。
具体地，松香基树脂可具有至少一个羧基，也可包括对应于枞酸的[化学式1]，还可包括对应于枞酸衍生物的[化学式2]或[化学式3]，并且还可包括对应于枞酸二聚体或三聚体的[化学式4]。
特别地，当松香基树脂通过包括由[化学式2]至[化学式4]表示的结构而具有2至6个亲水基团时，松香基树脂的亲水基团可以捕获水分，并因此与松香基树脂通过包括由[化学式1]表示的结构而具有一个亲水基团的情况相比，具有好得多的防止水蒸气透过的效果。
此外，松香基树脂除羧基以外还可具有另外的亲水基团，也可包括对应于除羧基以外还具有羟基的枞酸衍生物的[化学式5]，还可包括对应于除羧基以外还具有氨基的枞酸衍生物的[化学式6]，并且还可包括对应于除羧基以外还具有磺酸基的枞酸衍生物的[化学式7]。
特别地，当松香基树脂通过包括如由[化学式5]表示的结构而除羧基以外还具有羟基时，松香基树脂的羟基可以捕获大量的水分，并因此具有与其他亲水基团相比好得多的防止水蒸气透过的效果。
此外，优选的是，松香基树脂的软化点为70℃至110℃，但软化点不限于此。软化点一般是指材料通过加热而开始变形并软化的温度，并且松香基树脂可在135℃开始变形并软化。
具体地，当将松香基树脂的软化点保持在所述范围内时，松香基树脂的优点在于：松香基树脂在高温可靠性条件下保持为玻璃态，并因此，热变形率变低，并且容易确保高温可靠性。
相比之下，当松香基树脂的软化点低于70℃时，可能出现的问题是：粘度增强剂在高温条件下开始软化，并因此，耐久性劣化；而当松香基树脂的软化点高于110℃时，粘合剂增强粘合力的作用在常温下可能最小。
优选的是，基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，松香基树脂以1重量份至40重量份的量包含在内，但含量不限于此。在这种情况下，当基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，松香基树脂以小于1重量份的量包含在内时，存在的问题是：由于与基底材料的粘合强度不足，因此粘合强度无法充分表现；而当基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，松香基树脂以大于40重量份的量包含在内时，存在的问题是：耐久性因松香基树脂干扰固化而劣化，因此固化度较低。
此外，根据本发明的橡胶基粘合剂组合物可另外地包含在不损害橡胶基粘合剂组合物的物理特性的范围内的选自以下的一者或更多者：UV固化剂、光引发剂、热引发剂、抗氧化剂、填料和增塑剂。
UV固化剂可包括与基于丁基的橡胶具有良好相容性的可UV固化树脂。例如，UV固化剂可选自丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、异氰酸酯树脂、密胺树脂、氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、酸酐、聚胺树脂、和包含羧基的聚合物。基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，UV固化剂可以以1重量份至20重量份的量包含在内。
光引发剂的实例包括选自以下的一者或更多者：苯偶姻甲基醚、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、α，α-甲氧基-α-羟基苯乙酮、2-苯甲酰基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮和2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮。基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，光引发剂可以以0.01重量份至1重量份的量添加。
橡胶基粘合剂组合物可包含热引发剂，并且橡胶基粘合剂组合物可通过包含光引发剂和热引发剂二者而由双固化型构成。
热引发剂通过热而活化，所述热由通过用例如UV光等照射使光引发剂分解而产生，并因此，热引发剂可参与粘合剂组合物的固化反应。在这种情况下，热引发剂的实例包括选自以下的一者或更多者：偶氮类化合物、过氧类化合物、过乙酸叔丁酯、过乙酸和过硫酸钾，并且基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，热引发剂可以以0.01重量份至10重量份的量添加。
作为抗氧化剂，可优选地使用酚型抗氧化剂、磷化物型抗氧化剂、硫醚型抗氧化剂或胺型抗氧化剂。
此外，可使用填料以改善物理特性或流动性，并且填料的实例可包括细磨石英、熔融二氧化硅、无定形二氧化硅、滑石、玻璃珠、石墨、炭黑、氧化铝、粘土、云母、氮化铝和氮化硼。基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，填料可以以1重量份至10重量份的量添加。
增塑剂的实例包括高级醇，例如液体石蜡、氢化油、氢化蓖麻油和辛基癸醇；脂肪酸酯，例如角鲨烷、鲨烯、蓖麻油、液体橡胶(聚丁烯)和肉豆蔻酸异丙酯，等等。基于100重量份的橡胶基粘合剂组合物，增塑剂可以以1重量份至10重量份的量添加。
此外，本发明提供了通过使橡胶基粘合剂组合物固化而获得的橡胶基粘合剂。
橡胶基粘合剂可以通过使橡胶基粘合剂组合物固化而确保耐热性，并且在这种情况下，橡胶基粘合剂组合物的固化可通过使用选自以下的能源来进行：热、UV线、可见光线、红外线辐射线和电子束辐射线。
由于本发明通过使用UV线而使橡胶基粘合剂组合物固化，因此与使用其他能源的情况相比存在经济优势。
优选的是，橡胶基粘合剂的厚度为10μm至200μm，但厚度不限于此。将橡胶基粘合剂的厚度保持在所述范围内，并因此，可以应用该橡胶基粘合剂的厚度而符合最近发布的OLED或触摸屏面板的小厚度。
优选的是，橡胶基粘合剂的粘合强度为500g/in或更大，但粘合强度不限于此。所述范围内的粘合强度可通过在橡胶基粘合剂组合物中包含预定含量的松香基树脂来保持。
此外，优选的是，橡胶基粘合剂在温度为38℃且相对湿度为90％的条件下的水蒸气透过速率为10g/m2·24小时或更小，但水蒸气透过速率不限于此。由于橡胶基粘合剂组合物中的松香基树脂具有的亲水基团，具有小厚度的橡胶基粘合剂可保持在所述范围内的水蒸气透过速率。
下文中，将提出用于帮助理解本发明的优选实施例。然而，提供以下实施例仅为了更容易地理解本发明，并且本发明的内容不受以下实施例限制。
[实施例]
实施例1
将6.18g具有两个羧基的松香基树脂(Dymerex，Enaastman)、3.17g作为UV固化剂的HDDA(Sigma Aldrich Co.，Ltd.)、和1.74g光引发剂(Ciba Specialty Chemicals，Irgacure 651)添加至163g丁基橡胶溶液中，向其中添加64g作为溶剂的甲苯，然后通过充分搅拌所得混合物来制备橡胶基粘合剂组合物。
实施例2
以与实施例1中相同的方式制备橡胶基粘合剂组合物，不同之处在于添加12.36g具有两个羧基的松香基树脂(Dymerex，Enaastman)。
实施例3
以与实施例1中相同的方式制备橡胶基粘合剂组合物，不同之处在于添加6.18g具有三个羧基的松香基树脂(Eastman，Lewsisol 29-M)。
实施例4
以与实施例1中相同的方式制备橡胶基粘合剂组合物，不同之处在于添加6.18g具有一个羧基和两个羟基的松香基树脂。
实施例5
以与实施例1中相同的方式制备橡胶基粘合剂组合物，不同之处在于添加6.18g具有一个羧基和两个氨基的松香基树脂。
实施例6
以与实施例1中相同的方式制备橡胶基粘合剂组合物，不同之处在于添加6.18g具有两个羧基和一个磺酸基的松香基树脂。
比较例1
以与实施例1中相同的方式制备橡胶基粘合剂组合物，不同之处在于添加6.18g基于烃的树脂(Exxon Mobil Corp.，Escorez 1102)代替松香基树脂。
比较例2
将0.42g作为UV固化剂的HDDA(Sigma Aldrich Co.，Ltd.)和3.16g光引发剂(CibaSpecialty Chemicals，Irgacure 651)添加至其中添加有HEA(Sigma Aldrich Co.，Ltd.)与IBOA(Sigma Aldrich Co.，Ltd.)的重量比为6∶4的100g丙烯酸类树脂和105g作为稀释单体的HEA(Sigma Aldrich Co.，Ltd.)的组合物中，由此制备粘合剂组合物。
实验例
1.粘合强度的测量
通过使实施例1至6和比较例1和2中制备的粘合剂组合物固化而形成厚度为50μm的粘合剂。将形成的各粘合剂切成10cm且长度为1英寸，并通过2kg辊前后滚压五次使其附着于玻璃基底材料(待粘附物体)的表面，并且在30分钟之后，通过质构分析仪(TextureTechnologies Corp.)将剥离速度调节至300mm/分钟来测量粘合强度。
2.水蒸气透过速率的测量
通过使实施例1至6和比较例1中制备的粘合剂组合物固化而形成厚度为50μm的粘合剂。对于形成的各粘合剂，通过在温度为38℃且相对湿度为90％的条件下将预定量的水倒入杯子中，在其上负载所形成的粘合剂，盖上杯子，使水蒸发24小时，然后使用蒸发的水的重量损失通过Labthink TSY-T3来测量水蒸气透过速率(WVTR)。
如上所述测量粘合强度和水蒸气透过速率的结果汇总并示于下表1中。
表1
如表1中所示，可以确定：根据实施例1至6的粘合剂组合物包含具有至少一个亲水基团的松香基树脂并且保持预定水平的粘合强度，并且与根据比较例1和2的粘合剂相比，松香基树脂的至少一个亲水基团可以捕获足量的水蒸气，并因此，所述粘合剂具有好得多的防止水分透过的效果。
特别地，当对使用相同量的粘合增强剂的情况进行比较时，可以确定：根据实施例3的粘合剂组合物使用具有三个羧基的松香基树脂作为粘合增强剂，并且与使用具有一个羧基的松香基树脂作为粘合增强剂的情况相比，根据实施例1的粘合剂组合物具有好得多的防止水蒸气透过效果。
此外，当对具有相同亲水基团数目的情况进行比较时，可以确定，与如实施例3中使用仅具有羧基的松香基树脂作为粘合的情况相比，如实施例4和5中使用除羧基以外还具有亲水基团(羟基或氨基)的松香基树脂作为粘合增强剂的情况具有好得多的防止水分透过的效果，并且可以确定，如实施例5中使用具有一个羧基和两个羟基的松香基树脂作为粘合增强剂的情况具有显著更好的防止水蒸气透过的效果。
出于说明性目的提供了本发明的上述说明，并且本发明所属领域的技术人员应理解，本发明可容易地修改为其他特定形式而不改变本发明的技术精神或必要特征。因此，应理解的是，上述实施例在所有方面都仅为说明性而非限制性的。

Claims (14)

1.一种橡胶基粘合剂组合物，包含：
橡胶基树脂；和
具有至少一个亲水基团的松香基树脂。
2.根据权利要求1所述的橡胶基粘合剂组合物，其中所述松香基树脂具有选自以下的一个或更多个亲水基团：羧基、羟基、羰基、磺酸基、氨基和磷酸基。
3.根据权利要求1所述的橡胶基粘合剂组合物，其中所述松香基树脂具有2至6个亲水基团。
4.根据权利要求1所述的橡胶基粘合剂组合物，其中所述松香基树脂包括由以下[化学式1]至[化学式7]中任一者表示的结构：
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
在化学式3中，R1、R2和R3彼此相同或不同，并且为具有1至10个碳原子的亚烷基。
5.根据权利要求1所述的橡胶基粘合剂组合物，其中所述松香基树脂的软化点为70℃至110℃。
6.根据权利要求1所述的橡胶基粘合剂组合物，其中基于100重量份的所述橡胶基粘合剂组合物，所述松香基树脂以1重量份至40重量份的量包含在内。
7.根据权利要求1所述的橡胶基粘合剂组合物，其中所述橡胶基树脂包括选自以下的一者或更多者：基于丁基的橡胶、基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)的橡胶、基于苯乙烯-丁二烯(SB)的橡胶、基于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)的橡胶、基于苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)的橡胶、和天然橡胶(LATEX)。
8.根据权利要求7所述的橡胶基粘合剂组合物，其中所述基于丁基的橡胶包括选自以下的一者或更多者：丁基橡胶、溴丁基橡胶和氯化丁基橡胶。
9.根据权利要求1所述的橡胶基粘合剂组合物，其中基于100重量份的所述橡胶基粘合剂组合物，所述橡胶基树脂以50重量份至80重量份的量包含在内。
10.根据权利要求1所述的橡胶基粘合剂组合物，还包含选自以下的一者或更多者：UV固化剂、UV稳定剂、光引发剂、热引发剂、抗氧化剂、填料和增塑剂。
11.一种橡胶基粘合剂组合物，通过使根据权利要求1至10中任一项所述的橡胶基粘合剂组合物固化而获得。
12.根据权利要求11所述的橡胶基粘合剂，其中所述橡胶基粘合剂的厚度为10μm至200μm。
13.根据权利要求11所述的橡胶基粘合剂，其中所述橡胶基粘合剂的粘合强度为500g/in或更大。
14.根据权利要求11所述的橡胶基粘合剂，其中所述橡胶基粘合剂在温度为38℃且相对湿度为90％的条件下的水蒸气透过速率为10g/m2·24小时或更小。
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