CN107849421B - 光固化粘合剂组合物、其制备及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光固化粘合剂组合物,其包含烯属不饱和基团的平均数小于1的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯、单官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物及光引发剂。所述粘合剂组合物可被用于将基板接合至液晶显示器的方法中。本发明的粘合剂组合物具有改进的侧固化深度。

Description

光固化粘合剂组合物、其制备及其用途
技术领域
本发明涉及一种光固化粘合剂组合物、其制备及其用途。
背景技术
液体光学透明粘合剂(LOCA)是一种以液体为基础的接合(bonding)技术,其被用于触控面板及显示装置中,以将盖板玻璃(cover lens)、塑料或其他光学材料结合至主要传感器单元或用于彼此结合。粘合剂被用于改进装置的光学特性及改进其他属性。
显示装置的一个趋势是边框(bezels)较窄,这需要具有较高触变指数同时能保持其他光学及机械性能以及再加工性的新型LOCA。适当的触变指数可通过添加流变改性剂(诸如气相二氧化硅)达到。交联密度影响粘合剂多方面的表现,诸如固化后的模量、接合强度、断裂伸长率及透明度。所述交联密度可通过各种方式调节,诸如使用单体、链转移剂、增塑剂及特别在聚氨酯丙烯酸酯中,通过控制聚氨酯丙烯酸酯的烯属不饱和基团的数量。具有较高量烯属不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯具有较高的交联密度。典型地,使用单体来增加交联密度,而使用链转移剂和增塑剂来降低所述交联密度。然而,常用的链转移剂如硫醇或卤代烃具有负面影响。硫醇往往在UV固化时变黄,此外其有不佳的气味。卤代烃有毒,且其也往往在UV固化时变黄。所述增塑剂的缺点是其为移动小分子而且往往从固化的粘合剂渗出,因此造成粘合强度下降。
现有技术中已使用具有多个烯属不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯,并且为了控制模量,使用增塑剂和链转移剂。
因此,仍然需要一种具有良好的透明度、再加工性及机械强度的新型液体光学透明粘合剂。
发明内容
作为目标,本发明提供一种光固化粘合剂组合物,其包含
a)烯属不饱和基团的平均数小于1的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯;
b)单官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物;及
c)光引发剂。
作为另一目标,本发明提供一种将基板接合至液晶显示器的方法,其包括以下步骤:
i)将光固化粘合剂组合物施加至基板或液晶显示器或二者的表面上;
ii)使所述基板和液晶显示器的表面接触;及
iii)UV固化所述粘合剂组合物。
作为又一目标,本发明提供一种所述光固化粘合剂组合物在结合显示面板和触控面板的基板中的用途。
作为又一目标,本发明提供显示装置和触控面板,其包含光学透明层合体形式的固化的粘合剂组合物。
发明详述
下列段落中会更详细地描述本发明。除非有明确相反指示,描述的各方面都可与任何其他一个或多个方面结合。特别地,被指为优选或有利的任何特征都可与任何其他特征或被指为优选或有利的特征组合。
在本发明上下文中,除非上下文另有指示,使用的术语按照以下定义解释。
本文所使用的单数形式“a”、“an”及“the”包括单数及复数对象二者,除非上下文另有明确指示。
本文所使用的术语“包含(comprising)”、“包含(comprises)”及“包含(comprisedof)”与“包括(including)”、“包括(includes)”或“含有(containing)”、“含有(contains)”同义,且为包含在内(inclusive)或开放性(open-ended),并且不排除另外的、未列举的成员、组件或方法步骤。
数值端点的描述包括各范围内所包含的所有数字及分数,以及所述的端点。
当数量、浓度或其他数值或参数以范围、优选范围或优选上限值及优选下限值的形式表示,其应被理解为具体公开由任何上限或优选值与任何下限或优选值组合而获得的任何范围,不需考虑上下文中是否明确提及所获得的范围。
本说明书中所引用的所有参考文献整体已通过引用并入本文。
除非另有定义,在本发明公开内容中使用的所有术语,包括技术及科学术语,具有如本发明所属领域中普通技术人员通常理解的含义。通过进一步的指导,包括术语的定义,以更好地了解本发明的教导。
本发明涉及一种光固化粘合剂组合物,其包含
a)烯属不饱和基团的平均数小于1的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯;
b)单官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物;及
c)光引发剂。
本文的术语“单官能”是指单体或低聚物,其在每分子链中仅具有一个烯属键(ethylenic linkage)。
本发明的光固化粘合剂组合物包含烯属不饱和基团的平均数小于1的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯。所述(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯包含结构I和结构II或结构III,或包含结构I、II和III
Figure BDA0001481414320000031
Figure BDA0001481414320000041
X表示末端为(甲基)丙烯酸酯基的C1-C20烷基、环烷基、烯基、丙烯酰基或芳烷基;
Y表示C1-C20烷基、环烷基、烯基、酰基、芳烷基;
A表示聚醚、聚酯、聚碳酸酯或聚烃;
B表示C1-C10烷基、环烷基、烯基、酰基或烷基;且
n是1至500的整数。
优选的取代基A取决于应用方式。例如,如果希望/需要高触变指数,优选聚醚,因为其与流变改性剂更相容。另一方面,如果希望有低介电常数,优选聚烃。
本文所使用的术语“触变指数”意指根据标准ASTM D2196-10,在1Hz及10Hz剪切速率下分别测量的粘度比。
本发明的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的数均分子量为1000至100,000,优选为10,000至30,000,更优选为15,000至25,000。分子量低于1000的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯往往对机械性质有负面影响,诸如低延伸率(extension ratio)及低断裂强度。另一方面,当(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的分子量超过100,000,所述组合物将具有非常高的粘度,其导致难以配制和混合均质组合物。所述分子量通过使用凝胶渗透色谱(GPC)测量。
本发明的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的平均官能度为0.01至0.99,优选为0.1至0.9,更优选为0.1至0.5。本文中的术语“平均官能度”是指(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯中的(甲基)丙烯酸酯基团的平均数。平均官能度大于1将导致过度交联,其另一方面导致固化的组合物非常高的模量。链转移剂和/或增塑剂常被用于降低交联密度。然而,链转移剂和增塑剂二者都对所述组合物的整体性能具有负面影响。常用的链转移剂是含硫化合物,诸如硫醇或卤代烃。含硫化合物在老化时往往变黄,而且其具有不佳的气味。卤代烃有毒,且在老化时具有变黄的潜在倾向。另一方面,增塑剂是小分子且在固化粘合剂后保持可移动性,导致渗出(bleeding),进一步降低粘合性。
通过选择平均官能度为0.01至0.99的(甲基)丙烯酸酯基团,可以控制交联密度,因此获得光学透明粘合剂。另外,(甲基)丙烯酸酯基团的平均官能度为0.01至0.99,使得配制时不需要增塑剂和链转移剂。
(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的官能度可通过两种方法调节。本文中的术语“官能度”意指各(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯中(甲基)丙烯酸酯基团的数量。
第一种方法是直接合成平均官能度为0.01至0.99的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯。例如,将聚丙二醇和异佛尔酮二异氰酸酯与作为催化剂添加的二月桂酸二丁基锡混合,而异氰酸酯与羟基的比例为1.8:1。随后,加入作为封端剂的正丁醇,其量使得羟基与未反应异氰酸酯的比例为0.85:1。接着加热数小时。随后,加入作为封端剂的丙烯酸羟乙酯,其量使得羟基与未反应的异氰酸的比例为1:1。接着加热数小时。合成的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的平均官能度为0.3。
第二种方法包括两个步骤。首先,分别合成官能度为0、1和2的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯。其次,混合官能度为0和1或0和2或0、1和2的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯(基于重量百分比),以获得平均官能度为0.01至0.99的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯。为了获得官能度为0的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯,不添加丙烯酸酯官能的封端剂。为了获得官能度为2的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯,只添加丙烯酸酯官能的封端剂。为了获得官能度为1的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯,非丙烯酸酯官能的封端剂与丙烯酸酯官能的封端剂的比例为1:2。
可选地,平均官能度为0.01至0.99的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯可由官能度不为0、1、2的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯合成。分别合成官能度为<1和>1的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯。随后,混合这些(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯(基于重量百分比)以获得平均官能度为0.01至0.99的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯。
本发明的光固化粘合剂组合物包含(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯,其为所述组合物的总重量的5重量%至95重量%,优选为25重量%至90重量%,更优选为30重量%至65重量%。当(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的含量小于5%时,所述固化的粘合剂将太硬且将无法具有粘性及无弹性。此外,固化的粘合剂将具有低延伸率及低断裂强度。另一方面,当(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的含量大于95%时,机械性质无法达到所需水平(组合物太硬或太软,取决于(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的结构)。
本发明的光固化粘合剂组合物包含单官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物。优选地,(甲基)丙烯酸酯单体选自:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-苯氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2(或4)-羟丁酯、丙烯酸己内酯、吗啉(甲基)丙烯酸酯及其混合物。
更优选地,单官能(甲基)丙烯酸酯单体选自:丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯以及它们的混合物。优选这些(甲基)丙烯酸酯单体,因为它们与适合的聚氨酯丙烯酸酯相容。
用于本发明的适合的可商购的单官能(甲基)丙烯酸酯单体是LA1214(丙烯酸月桂酯)、LA 12(丙烯酸月桂酯)、BEA1822(丙烯酸二十二烷酯)、HexA(丙烯酸正己酯)、4-HBA(丙烯酸4-羟丁酯)、2-PHAHG(丙烯酸2-丙基庚基酯,高品级),所有这些都由BASF供应。
本发明的光固化粘合剂组合物包含单官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物,其为所述组合物的总重量的5重量%至95重量%,优选为5重量%至70重量%,更优选为10重量%至35重量%。当单官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物的含量小于5%时,加入所述组合物中的添加剂的溶解度往往非常低。需要特定的添加剂以调节所述组合物的某些性质,然而这些添加剂将与组合物本体分离,因此不会发挥其应有的功能。另一方面,当单官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物的含量大于95%时,其机械性质不会达到所需的水平(组合物太硬或太软,取决于(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的结构)。另外,固化的粘合剂将会太硬且将不具有粘性及无弹性。此外,固化的粘合剂将具有低延伸率和低断裂强度。
本发明的光固化粘合剂组合物包含光引发剂。本文中的术语“光引发剂”是指化学化合物,其暴露于UV光时会分解成自由基,并随后引发UV-固化反应。
适合用于本发明中的光引发剂优选选自:1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮、2-芐基-1-N,N-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮、1-羟基环己基苯基酮和二苯甲酮的组合、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基-2,4,6-三甲基戊基)氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的组合、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙烷、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的组合、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦,及其混合物。
更优选地,所述光引发剂选自:1-羟基环己基苯基酮、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,及其混合物。
适合用于本发明中的可商购的光引发剂是
Figure BDA0001481414320000071
184(2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮、
Figure BDA0001481414320000072
1173(2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮)、
Figure BDA0001481414320000073
2959(2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1丙酮)、
Figure BDA0001481414320000074
TPO(二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦)、Irgacure 819(氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基))、
Figure BDA0001481414320000075
651(甲基苯甲酰基甲酸酯(Darocure MBF)、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮)、
Figure BDA0001481414320000076
2020(
Figure BDA0001481414320000077
819和
Figure BDA0001481414320000078
1173的混合引发剂),上述所有都由BASF供应。
本发明的光固化粘合剂组合物包含所述组合物的总重量的0.05重量%至5重量%的光引发剂,优选0.05重量%至2.5重量%,更优选0.1重量%至1重量%。当所述光引发剂的含量小于所述组合物的总重量的0.05重量%时,聚合反应将不完全,这会导致机械及光学性质的问题。然而,当其含量高于5%时,组合物含有过量的光引发剂,且未反应的光引发剂会对所述组合物有负面影响,主要是老化及使组合物转为黄色。
任选地,所述光固化粘合剂组合物可进一步包含其他添加剂,诸如流变改性剂、光稳定剂等。
适合的流变改性剂包括无机流变改性剂,诸如粘土和二氧化硅,以及有机流变改性剂,诸如纤维素。
当存在时,所述光固化粘合剂组合物包含所述组合物的总重量的1重量%至10重量%的流变改性剂,优选0.5%至8%。
适合的光稳定剂为抗氧化剂和/或UV吸收剂。
当存在时,所述光固化粘合剂组合物包含0.1%至3%的光稳定剂,优选为0.1%至2%。
本发明的光固化粘合剂不含增塑剂或链转移剂,因为这二者都对机械和光学性质有负面影响。然而,在某些情况中,本发明的组合物可以包括增塑剂或链转移剂,条件是这二者都不会对所需要的性质有负面影响。
适合用于本发明中的链转移剂是含硫化合物,诸如硫醇或卤代烃。
适合用于本发明中的增塑剂为已知具有增塑性质的任何化合物或化合物的组合。
适合用于本发明中的可商购的增塑剂为来自Sartomer的Cyroflex SR660(二丁氧基乙氧基乙基缩甲醛)及来自Eastman的TXIB(2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯)。
当存在时,本发明的光固化粘合剂组合物可以包括所述组合物的总重量的小于5重量%的增塑剂,优选为小于3%,更优选为小于1%。
当存在时,本发明的光固化粘合剂组合物可以包括所述组合物的总重量的小于5重量%的链转移剂,优选为小于2%,更优选为小于1%。
本发明的光固化粘合剂组合物可通过将所有组分混合在一起制备,以获得均质混合物。所述混合是在室温下完成。所述混合装置可为例如轨道运动(行星式)搅拌机,或强制式搅拌机(compulsory mixer)。
获得的混合物的触变指数大于3,优选为大于5,更优选为大于7,所述触变指数依照标准ASTM D2196-10测量。当所述触变指数小于3时,意味着剪切或搅拌下的粘度将不会下降太多,且当剪切力或搅拌停止时,粘度将不会增加太多。因此,将难以将触变指数小于3的粘合剂组合物施加至触控面板或LCD屏幕或其他相似装置的窄边框。这是因为所述粘合剂组合物在施加后将流出窄边框的区域。
本发明的光固化组合物在UV光下固化以获得固化的粘合剂。
光源可为汞灯或LED灯,诸如IndigoTM,波长365nm、405nm的Henkel LED FloodArray。
光量通常为约3000mJ。不同配制物需要不同的UV量。本发明的UV量的范围为800至20000mJ。
固化后,所述粘合剂组合物的模量大于10000且小于150000,且优选为高于40000,其中模量依照本说明书以下所描述的测试方法测量。当模量小于10000时,粘合剂的强度很低,其无法达到应用需求。另一方面,当模量高于150000时,粘合剂的硬度过高,在组合物再加工方面造成问题。
弹性模量测量是本领域所熟知的。通过使用光流变(photorheometry)测量法测量弹性模量,例如通过使用德国Anton Paar GmbH的Physica MCR301光流变仪(Photorheometer)。该光流变仪具有平行板对(初始间隙为1.00mm),且底板由石英制成。将本发明的粘合剂组合物夹在板与板之间。UV光(UVA强度93mW/cm2)由高压汞弧(HPMA)灯产生且被导引通过所述底板以固化夹在所述平行板之间的粘合剂。在振荡模式(oscillationmode)(固定角频率为30rad/s,应变为0.5%)下测试所述粘合剂。以UV固化时间纪录模量。使用零固定法向力(zero fixed normal force)(Fn),从而所述间隙自动减小以适应固化期间样品收缩。
固化后所述粘合剂组合物的侧固化深度(side curing depth)大于2.0cm,优选为大于2.5cm。侧固化深度依照下述的侧固化深度测试方法测量。作为比较,现有的光-固化粘合剂组合物通常具有不大于1.0cm的侧固化深度。较大的侧固化深度确保基板(显示装置或触控面板)的盲区(shadow area)良好地附着且避免任何潜在的产品缺陷。
所述侧固化深度依照下述的侧固化深度测试方法测量。
使用该测试方法确认在所述盲区中的液体光学透明粘合剂的固化深度,其由侧固化设备LOCTITE LED line Array 365nm固化。该方法包括以下步骤:
1)制备具有黑墨水的25.4mm*101.6mm*6mm大小的玻璃基板;
2)在两个玻璃基板中的一个上施加所述粘合剂组合物(厚度约1μm);
3)组合两个玻璃基板,以确保其完全重叠且所述粘合剂被夹在玻璃基板之间;
4)固化所述粘合剂组合物,使用诸如LOCTITE LED line Array 365nm的LED光,其为线性光;
5)用手分离固化的样品,并使用游标卡尺(vernier calipers)测量固化宽度;
6)测试中间区域中的三个平行点,以便计算平均值。
在接合显示面板和触控面板的基板中使用本发明的光固化粘合剂组合物。
在一个优选实施方案中,将基板接合至液晶显示器的方法包括以下步骤:
i)将本发明的光固化粘合剂组合物施加至所述基板或液晶显示器或二者的表面上;
ii)使所述基板和液晶显示器的表面接触;及
iii)UV固化所述粘合剂组合物。
优选地,在步骤i中通过狭缝涂布或模版印刷(stencil printing)施加所述光固化粘合剂组合物。
在一个实施方案中,本发明涉及显示装置或触控面板,其包含光学透明层合体形式的本发明的固化的粘合剂组合物。
实施例
本领域技术人员在不脱离本发明范围或主旨下可进行各种修改和变化。考虑本文公开的说明书及实施,本领域技术人员可了解本发明的其他实施方案。说明书及实施例被认为是仅为例示性的,本发明的真正范围及主旨如权利要求所示。
实施例1
官能度为0.3的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的合成
在环境温度下,将10g聚丙二醇(来自DOW的Voranol2120)与500ppm的二月桂酸二丁基锡催化剂(DBTDL(CAS 77-58-7,来自Sigma-Aldrich))一起加入至具有温度调节器及机械搅拌器的玻璃反应器中并搅拌。随后,加入异佛尔酮二异氰酸酯(来自Sigma-Aldrich的CAS 4098-71-9),提供异氰酸酯与羟基的比例为1.8:1。在75℃下搅拌反应混合物2小时。
加入正丁醇封端剂(来自Sinopharm chemical reagent Co.Ltd的CAS71-36-3),其量使得羟基与未反应异氰酸酯的比例为0.85:1。在75℃下搅拌反应混合物2小时。
加入丙烯酸2-羟基乙酯(2-HEA(CAS 818-61-1),来自Sigma-Aldrich)作为第二种封端剂,其量使得羟基与未反应异氰酸酯的比例为1:1。在75℃下搅拌反应混合物2小时。
用实时FTIR监控反应。通过使用GPC测量最终分子量。
实施例2
光固化粘合剂组合物的制备
在Speedmixer TM(FlackTek Inc.)中一起混合:
74.35g(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯(官能度=0.3),在实施例1中制得
16.52g丙烯酸月桂酯(来自BASF的LA12)
0.2g光引发剂(来自Ciba的Darocur TPO)
8.93g流变改性剂-气相二氧化硅(来自Evonik的Aerosil 300),
直到实现均质混合物。对于较大规模,应使用行星式搅拌机或强制式搅拌机替代。
实施例2的光固化粘合剂组合物的固化前的TI(触变指数)、固化后的模量及侧固化深度依照前述测试方法测量。
TI 7.2
固化后的模量,50000Pa
侧固化深度>2.3cm
实施例3
官能度为1.0的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的合成
将(50g)聚丙二醇(来自Dow Chemicals的Voranol2120,Mw=2000)与500ppm的二月桂酸二丁基锡催化剂(来自Sigma-Aldrich的DBTDL(CAS 77-58-7))在环境温度下一起加入至装有温度调节器和机械搅拌器的玻璃反应器中。随后,加入异佛尔酮二异氰酸酯(来自Sigma-Aldrich的CAS 4098-71-9),提供异氰酸酯与羟基的比例为1.8:1。在75℃下搅拌反应混合物2小时。
随后,加入正丁醇封端剂(来自Sinopharm chemical reagent Co.Ltd的CAS 71-36-3),提供羟基与未反应异氰酸酯的比例为0.5:1,以阻止(block)部分异氰酸酯端基。在75℃下搅拌反应混合物2小时以完成封端反应。
加入2-羟基乙基丙烯酸酯(丙烯酸酯官能的封端剂)(来自Sigma-Aldrich的2-HEA(CAS 818-61-1)),以提供羟基与未反应异氰酸酯的比例为1:1。在75℃下搅拌反应混合物2小时以完成封端反应。
随后,将所述反应混合物冷却至室温,获得(甲基)丙烯酸酯官能度为1的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯。
用实时FTIR监控反应。通过使用GPC测量最终分子量。
实施例4
官能度为0的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的合成
将(50g)聚丙二醇(来自Dow Chemicals的Voranol2120,Mw=2000)与500ppm的二月桂酸二丁基锡催化剂(来自Sigma-Aldrich的DBTDL(CAS77-58-7))在环境温度下一起加入至装有温度调节器和机械搅拌器的玻璃反应器。随后,加入异佛尔酮二异氰酸酯(来自Sigma-Aldrich的CAS 4098-71-9),提供异氰酸酯与羟基的比例为1.8:1。在75℃下搅拌反应混合物2小时。
随后,加入正丁醇封端剂(来自Sinopharm chemical reagent Co.Ltd的CAS 71-36-3),提供羟基与未反应异氰酸酯的比例为1:1,并阻止部分异氰酸酯端基。在75℃下搅拌反应混合物2小时以完成封端反应。
随后,将所述反应混合物冷却至室温,获得(甲基)丙烯酸酯官能度为1的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯。
用实时FTIR监控反应。通过使用GPC测量最终分子量。
实施例5
光固化粘合剂组合物的制备
在Speedmixer TM(Flack Tek Inc)中一起混合:
23.05g(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯(官能度=0),在实施例3中制得
46.10g(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯(官能度=1),在实施例4中制得
23.05g丙烯酸月桂酯(来自BASF的LA12)
0.2g光引发剂(来自Ciba的0.1g Darocur TPO和来自Ciba的0.1g Irgacure 184)
7.6g流变改性剂-气相二氧化硅(来自Evonik的Aerosil 300),
直到实现均质混合物。对于较大规模,应使用行星式搅拌机或强制式搅拌机替代。
实施例4的光固化粘合剂组合物的固化前的TI(触变指数)、固化后的模量及侧固化深度依照前述测试方法测量。
TI 7.2
固化后的模量46000Pa
侧固化深度>2.3cm
比较实施例
在相同测试条件下测试Loctite x0011。在Loctite x0011中使用的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的烯属不饱和基团的平均数大于1。
TI=3
固化后的模量25000Pa
侧固化深度<5mm
在相同测试条件下测试Loctite x0055。在Loctite x0055中使用的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的烯属不饱和基团的平均数大于1。
TI=2.7
固化后的模量22000Pa
侧固化深度<5mm
结论,本发明的光固化粘合剂组合物的TI值使得可在触控面板装置的极窄边框中实行,固化后也满足强度要求。此外,在UV固化条件下侧固化深度是足够的。

Claims (24)

1.光固化粘合剂组合物,其包含
a)(甲基)丙烯酸酯基团的平均数为0.01至0.3的(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯,所述(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯包含结构I和结构III,或包含结构II和结构III,或包含结构I、II和III,
Figure FDA0003020305030000011
其中,X表示末端为(甲基)丙烯酸酯基的C1-C20烷基、环烷基或芳烷基;
Y表示C1-C20烷基、环烷基、酰基、芳烷基;
A表示聚醚;
B表示C1-C10烷基、环烷基、烯基或酰基;且
n是1至500的整数;
b)单官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物;及
c)光引发剂。
2.根据权利要求1所述的光固化粘合剂组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的数均分子量为1000至100,000。
3.根据权利要求2所述的光固化粘合剂组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的数均分子量为10,000至30,000。
4.根据权利要求3所述的光固化粘合剂组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的数均分子量为15,000至25,000。
5.根据权利要求1至4任一项所述的光固化粘合剂组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯的(甲基)丙烯酸酯基团的平均数为0.1至0.3。
6.根据权利要求1至4任一项所述的光固化粘合剂组合物,其中所述组合物包含(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯,其为所述组合物的总重量的5重量%至95重量%。
7.根据权利要求6所述的光固化粘合剂组合物,其中所述组合物包含(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯,其为所述组合物的总重量的25重量%至90重量%。
8.根据权利要求7所述的光固化粘合剂组合物,其中所述组合物包含(甲基)丙烯酸酯封端的脂族聚氨酯,其为所述组合物的总重量的30重量%至65重量%。
9.根据权利要求1至4任一项所述的光固化粘合剂组合物,其中所述组合物包含单官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物,其为所述组合物的总重量的5重量%至95重量%。
10.根据权利要求9所述的光固化粘合剂组合物,其中所述组合物包含单官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物,其为所述组合物的总重量的5重量%至70重量%。
11.根据权利要求10所述的光固化粘合剂组合物,其中所述组合物包含单官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物,其为所述组合物的总重量的10重量%至35重量%。
12.根据权利要求1至4任一项所述的光固化粘合剂组合物,其中所述组合物包含光引发剂,其为所述组合物的总重量的0.05重量%至5重量%。
13.根据权利要求12所述的光固化粘合剂组合物,其中所述组合物包含光引发剂,其为所述组合物的总重量的0.05重量%至2.5重量%。
14.根据权利要求13所述的光固化粘合剂组合物,其中所述组合物包含光引发剂,其为所述组合物的总重量的0.1重量%至1重量%。
15.根据权利要求1至4任一项所述的光固化粘合剂组合物,其中所述组合物的触变指数大于3,其中所述触变指数依照标准ASTM D2196-10测量。
16.根据权利要求15所述的光固化粘合剂组合物,其中所述组合物的触变指数大于5,其中所述触变指数依照标准ASTM D2196-10测量。
17.根据权利要求16所述的光固化粘合剂组合物,其中所述组合物的触变指数大于7,其中所述触变指数依照标准ASTM D2196-10测量。
18.由根据权利要求1至17任一项所述的光固化粘合剂组合物得到的经光固化的粘合剂组合物,其中所述固化的组合物的模量大于10000且小于150000。
19.根据权利要求18所述的经光固化的粘合剂组合物,其中所述固化的组合物的模量高于40000。
20.由根据权利要求1至17任一项所述的光固化粘合剂组合物得到的经光固化的粘合剂组合物,其中所述固化的组合物的侧固化深度大于2.0cm。
21.根据权利要求20所述的经光固化的粘合剂组合物,其中所述固化的组合物的侧固化深度大于2.5cm。
22.将基板接合至液晶显示器的方法,其包括以下步骤:
i)将权利要求1至17任一项所述的粘合剂组合物施加至基板或液晶显示器或二者的表面上;
ii)使所述基板和液晶显示器的表面接触;及
iii)UV固化所述粘合剂组合物。
23.根据权利要求1至17任一项所述的粘合剂组合物在结合显示面板和触控面板的基板中的用途。
24.显示装置或触控面板,其包含根据权利要求18至21任一项所述的经光固化的粘合剂组合物,其中所述固化的粘合剂组合物为光学透明的层合体形式。
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