CN109021911A - 具有压敏性能的紫外光固化胶及其制备方法 - Google Patents

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张斌
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Abstract

本发明公开了一种具有压敏性能的紫外光固化胶及其制备方法，其中，具有压敏性能的紫外光固化胶，其组分按照质量分数包括有机硅改性丙烯酸酯50%‑90%；丙烯酸酯类活性稀释剂5%‑35%；光引发剂1%‑8%；助剂0.1%‑10%。本发明的具有压敏性能的紫外光固化胶，采用紫外光引发链式聚合，因此节省大量能源；完全不释放有机气体，更加环保；其制备方法简单，固化时间极短，一般固化时间为10～15秒，生产效率更高。

Description

具有压敏性能的紫外光固化胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子产品快速组装用紫外光固化有机硅压敏胶的技术领域，具体为一种具有压敏性能的紫外光固化胶及其制备方法。
背景技术
有机硅材料由于其独特分子结构而具有许多优异的性能，如耐高低温、耐候性、耐老化性、电绝缘性好、低表面能等特性，紫外光固化技术效率高、污染少、能耗低，因此将有机硅分子链上引入可紫外光固化的双键，可做成高剥离强度的压敏胶。
日本积水化学工业株式会社公布的世界专利WO01/58979，公开了一种由两种不同聚合方式成型的可光固化压敏胶，可以用于长期的粘合，具有优良的剥离强度，是由丙烯酸酯和环氧组成，丙烯酸酯在紫外光引发下发生反应，具有压敏性，粘贴后环氧在阳离子引发下发生阳离子聚合形成极大的内聚力，达到较高的粘接强度。与本发明不同，本发明是有机硅改性的丙烯酸酯，只在紫外光引发下发生自由基聚合反应，即可具有较高压敏剥离强度。
发明内容
本发明提供一种具有压敏性能的紫外光固化胶及其制备方法，以解决现有技术中光固化胶压敏剥离强度不高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有压敏性能的紫外光固化胶，其组分按照质量分数包括有机硅改性丙烯酸酯50%-90%；丙烯酸酯类活性稀释剂5%-35%；光引发剂1%-8%；助剂0.1%-10%。
进一步的，所述丙烯酸酯类活性稀释剂为（甲基）丙烯酸月桂酯、2-苯氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、乙氧化苯氧基（甲基）丙烯酸酯、三甲基环已基（甲基）丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、四氢化糠基（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸硬脂酸酯、（甲基）丙烯酸癸酯和（甲基）丙烯酸异冰片酯中的一种或多种复配。
进一步的，所述光引发剂为1-羟基-环已基苯酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、四-(2,4-二叔丁基苯基)-4,4′-联苯基双亚磷酯、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-苯基苄-2-二基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、异丙基硫杂蒽酮、二苯甲酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯中的一种或多种复配。
进一步的，所述助剂包括润湿分散剂、消泡剂、流平剂。
进一步的，所述润湿分散剂为有机硅类聚合物或丙烯酸酯类聚合物；所述消泡剂为有机硅类或丙烯酸酯类聚合物；所述流平剂为有机硅类聚合物。
本发明还提供了一种具有压敏性能的紫外光固化胶的制备方法，包括以下步骤：制备或获取所述的组分；依次将各所述的组分按配比放于行星搅拌机内，先混合搅拌均匀，然后边抽真空边搅拌，直到完全搅拌均匀且无气泡；自然静置至室温后，装入黑色或深色不透紫外光的包装物内密封保存，室温贮存即可。
进一步的，在制备或获取所述的组分时，包括制备有机硅改性丙烯酸酯：将端羟基聚二甲基硅氧烷在100～115℃条件下抽真空除水2～4小时；降温至40～50℃后停止抽真空；加入甲烷二环已基二异氰酸酯，快速搅拌；待温度稳定在40～50℃后，缓慢升温并控制温度为75～85℃，反应2～3小时；待反应完全后降温至40～50℃，加入羟基丙烯酸酯，并加入阻聚剂，缓慢升温至70～80℃，反应2～3小时；待反应完全后真空脱气0.5小时，取料并密封避光保存备用。
进一步的，所述端羟基聚二甲基硅氧烷的分子量在1000～2000之间，平均官能度为2～3；所述羟基丙烯酸酯为羟乙基丙烯酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯、羟丙基丙烯酸酯、羟丙基甲基丙烯酸酯等中的一种或多种复配。
进一步的，所述阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,5-二甲基对苯二酚、1,4-萘二酚等中的一种或多种复配。
进一步的，所述有机硅改性丙烯酸酯紫外光固化后的拉伸强度为2.5～3.5MPa，断裂伸长率为250～550%，具有压敏性能的紫外光固化胶，在PET膜表面固化后，其剥离强度为2.5～5.5N/cm。
本发明的优点是：本发明的具有压敏性能的紫外光固化胶，采用紫外光引发链式聚合，因此节省大量能源；完全不释放有机气体，更加环保；其制备方法简单，固化时间极短，一般固化时间为10～15秒，生产效率更高。该紫外光固化有机硅压敏胶主要应用于电子产品的快速贴合与组装，也可应用于目前一些常用的无基材压敏胶的应用领域，如喇叭装配、汽车装配等。
具体实施方式
一种具有压敏性能的紫外光固化胶，其制备方法包括，获取其组分，其组分按照质量分数包括有机硅改性丙烯酸酯50%-90%；丙烯酸酯类活性稀释剂5%-35%；光引发剂1%-8%；助剂0.1%-10%。所述丙烯酸酯类活性稀释剂为（甲基）丙烯酸月桂酯、2-苯氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、乙氧化苯氧基（甲基）丙烯酸酯、三甲基环已基（甲基）丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、四氢化糠基（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸硬脂酸酯、（甲基）丙烯酸癸酯和（甲基）丙烯酸异冰片酯中的一种或多种复配。所述光引发剂为1-羟基-环已基苯酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、四-(2,4-二叔丁基苯基)-4,4′-联苯基双亚磷酯、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-苯基苄-2-二基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、异丙基硫杂蒽酮、二苯甲酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯中的一种或多种复配。所述助剂包括润湿分散剂、消泡剂、流平剂。所述润湿分散剂为有机硅类聚合物或丙烯酸酯类聚合物；所述消泡剂为有机硅类或丙烯酸酯类聚合物；所述流平剂为有机硅类聚合物。依次将各所述的组分按配比放于行星搅拌机内，先混合搅拌均匀，然后边抽真空边搅拌，直到完全搅拌均匀且无气泡；自然静置至室温后，装入黑色或深色不透紫外光的包装物内密封保存，室温贮存即可。
在制备或获取所述的组分时，包括制备有机硅改性丙烯酸酯：将端羟基聚二甲基硅氧烷在100～115℃条件下抽真空除水2～4小时；降温至40～50℃后停止抽真空；加入甲烷二环已基二异氰酸酯，快速搅拌；待温度稳定在40～50℃后，缓慢升温并控制温度为75～85℃，反应2～3小时；待反应完全后降温至40～50℃，加入羟基丙烯酸酯，并加入阻聚剂，缓慢升温至70～80℃，反应2～3小时；待反应完全后真空脱气0.5小时，取料并密封避光保存备用。
所述端羟基聚二甲基硅氧烷的分子量在1000～2000之间，平均官能度为2～3；所述羟基丙烯酸酯为羟乙基丙烯酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯、羟丙基丙烯酸酯、羟丙基甲基丙烯酸酯等中的一种或多种复配。所述阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,5-二甲基对苯二酚、1,4-萘二酚等中的一种或多种复配。所述有机硅改性丙烯酸酯紫外光固化后的拉伸强度为2.5～3.5MPa，断裂伸长率为250～550%，具有压敏性能的紫外光固化胶，在PET膜表面固化后，其剥离强度为2.5～5.5N/cm。
实施例1
在装有搅拌器和冷凝管的500毫升的玻璃四口烧瓶中，先取分子量在1000～1500之间，平均官能度为2的端羟基聚二甲基硅氧烷140克，在105℃下抽真空除水3小时，然后将其降温至45℃后，停止抽真空，加入甲烷二环已基二异氰酸酯16.4克，快速搅拌，待温度稳定后，缓慢升温并控制温度为80℃反应2.5小时，待反应完全后降温至45℃，加入羟乙基丙烯酸酯5.3克，并加入阻聚剂对苯二酚0.05克，缓慢升温至75℃反应2.5小时，待反应完全后真空脱气0.5小时，取料得有机硅改性丙烯酸酯，密封避光保存备用。上述的有机硅改性丙烯酸酯紫外光固化后的拉伸强度为2.5MPa，断裂伸长率为390%。
准确称取上述有机硅改性丙烯酸酯78.6克，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯15克，光引发剂1-羟基-环已基苯酮1.5克，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1.5克，流平剂为氰特EB350 3.2克，消泡剂BYK 1790 0.2克。将上述各组分依次加入行星搅拌机中，先混合搅拌均匀，然后边抽真空边搅拌，直到完全搅拌均匀且无气泡，自然静置至室温后，得到一种具有压敏性能的紫外光固化胶，装入黑色或深色不透紫外光的包装物内密封保存，室温贮存即可。
实施例2
在装有搅拌器和冷凝管的500毫升的玻璃四口烧瓶中，先取分子量在1500～1800之间，平均官能度为2.5的端羟基聚二甲基硅氧烷185克，在115℃下抽真空除水2小时，然后将其降温至40℃后，停止抽真空，加入甲烷二环已基二异氰酸酯21.1克，快速搅拌，待温度稳定后，缓慢升温并控制温度为75℃反应3小时，待反应完全后降温至40℃，加入羟乙基甲基丙烯酸酯6.4克和羟丙基丙烯酸酯5.0克，并加入阻聚剂对羟基苯甲醚0.08克，缓慢升温至70℃反应3小时，待反应完全后真空脱气0.5小时，取料得有机硅改性丙烯酸酯，密封避光保存备用。上述的有机硅改性丙烯酸酯紫外光固化后的拉伸强度为3.1MPa，断裂伸长率为450%。
准确称取上述有机硅改性丙烯酸酯70克，四氢化糠基丙烯酸酯20克，光引发剂1-羟基-环已基苯酮3.5克，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1.5克，流平剂为氰特EB350 4.5克，消泡剂Dehydran4200 0.5克。将上述各组分依次加入行星搅拌机中，先混合搅拌均匀，然后边抽真空边搅拌，直到完全搅拌均匀且无气泡，自然静置至室温后，得到一种具有压敏性能的紫外光固化胶，装入黑色或深色不透紫外光的包装物内密封保存，室温贮存即可。
实施例3
在装有搅拌器和冷凝管的500毫升的玻璃四口烧瓶中，先取分子量在1500～1800之间，平均官能度为3的端羟基聚二甲基硅氧烷215克，在100℃下抽真空除水4小时，然后将其降温至50℃后，停止抽真空，加入甲烷二环已基二异氰酸酯23.7克，快速搅拌，待温度稳定后，缓慢升温并控制温度为85℃反应2小时，待反应完全后降温至50℃，加入羟乙基丙烯酸酯4.3克、羟丙基甲基丙烯酸酯2.5克和羟丙基丙烯酸酯5.7克，并加入阻聚剂对羟基苯甲醚0.09克，缓慢升温至80℃反应2小时，待反应完全后真空脱气0.5小时，取料得有机硅改性丙烯酸酯，密封避光保存备用。上述的有机硅改性丙烯酸酯紫外光固化后的拉伸强度为3.5MPa，断裂伸长率为280%。
准确称取上述有机硅改性丙烯酸酯78克，四氢化糠基丙烯酸酯15克，光引发剂1-羟基-环已基苯酮2.0克，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1.0克，流平剂为氰特EB350 4.0克。将上述各组分依次加入行星搅拌机中，先混合搅拌均匀，然后边抽真空边搅拌，直到完全搅拌均匀且无气泡，自然静置至室温后，得到一种具有压敏性能的紫外光固化胶，装入黑色或深色不透紫外光的包装物内密封保存，室温贮存即可。
实施例4
准确称取实施例1的有机硅改性丙烯酸酯69克，2-苯氧基乙基丙烯酸酯10克、乙氧化苯氧基丙烯酸酯15克，光引发剂1-羟基-环已基苯酮2.0克，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1.0克，润湿分散剂Lanco TF1725 3.0克。将上述各组分依次加入行星搅拌机中，先混合搅拌均匀，然后边抽真空边搅拌，直到完全搅拌均匀且无气泡，自然静置至室温后，得到一种具有压敏性能的紫外光固化胶，装入黑色或深色不透紫外光的包装物内密封保存，室温贮存即可。
实施例5
准确称取实施例2的有机硅改性丙烯酸酯79克，丙烯酸异冰片酯10克、丙烯酸月桂酯5克，光引发剂1-羟基-环已基苯酮1.5克，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1.5克，消泡剂Perenol E8 1.0克，流平剂为氰特EB350 2.0克。将上述各组分依次加入行星搅拌机中，先混合搅拌均匀，然后边抽真空边搅拌，直到完全搅拌均匀且无气泡，自然静置至室温后，得到一种具有压敏性能的紫外光固化胶，装入黑色或深色不透紫外光的包装物内密封保存，室温贮存即可。
实施例6
准确称取实施例3的有机硅改性丙烯酸酯65克，四氢化糠基丙烯酸酯10克、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯18.6克，光引发剂1-羟基-环已基苯酮1.0克，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦2.0克，流平剂为氰特EB350 3.2克，消泡剂BYK 1790 0.2克。将上述各组分依次加入行星搅拌机中，先混合搅拌均匀，然后边抽真空边搅拌，直到完全搅拌均匀且无气泡，自然静置至室温后，得到一种具有压敏性能的紫外光固化胶，装入黑色或深色不透紫外光的包装物内密封保存，室温贮存即可。
按以下方法测试有机硅改性丙烯酸酯紫外光固化后的力学性能，有机硅改性丙烯酸酯的测试件的制样方法：有机硅改性丙烯酸酯100份，光引发剂1-羟基-环已基苯酮3份，直接紫外光固化制作4型哑铃状的试片，紫外光固化时光强80mW/cm2，正反面各光照60s。拉伸强度和断裂伸长率依据GB/T528-2009测试，拉伸速度为10mm/min。
对比例1
准确称取一种市售的有机硅改性丙烯酸酯（广州博兴公司产，牌号B818，拉伸强度为12.7MPa，断裂伸长率为58%）65克，四氢化糠基丙烯酸酯10克、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯18.6克，光引发剂1-羟基-环已基苯酮1.0克，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦2.0克，流平剂为氰特EB350 3.2克，消泡剂BYK 1790 0.2克。将上述各组分依次加入行星搅拌机中，先混合搅拌均匀，然后边抽真空边搅拌，直到完全搅拌均匀且无气泡，自然静置至室温后，得到一种具有压敏性能的紫外光固化胶，装入黑色或深色不透紫外光的包装物内密封保存，室温贮存即可。
按以下方法测试实施例1-6、对比例1中具有压敏性能的紫外光固化胶的性能，剥离强度依据GB/T 2792-2014中方法1测试，压敏胶带的初粘力依据GB/T 4852-2002中方法A测试，压敏胶带的持粘力依据GB/T 4851-2014中方法A测试。具有压敏性能的紫外光固化胶测试件的制样方法：在25mm宽的0.15mm厚的PET膜表面涂覆10微米厚度的紫外光固化胶，紫外光固化时光强80mW/cm2，光照时间30s。测试结果如下表1中：
表1：实施例1-6与对比例1的测试结果。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有压敏性能的紫外光固化胶，其特征在于，其组分按照质量分数包括
有机硅改性丙烯酸酯50%-90%；
丙烯酸酯类活性稀释剂5%-35%；
光引发剂1%-8%；
助剂0.1%-10%。
2.根据权利要求1所述的具有压敏性能的紫外光固化胶，其特征在于，所述丙烯酸酯类活性稀释剂为（甲基）丙烯酸月桂酯、2-苯氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、乙氧化苯氧基（甲基）丙烯酸酯、三甲基环已基（甲基）丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基（甲基）丙烯酸酯、四氢化糠基（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸硬脂酸酯、（甲基）丙烯酸癸酯和（甲基）丙烯酸异冰片酯中的一种或多种复配。
3.根据权利要求1所述的具有压敏性能的紫外光固化胶，其特征在于，所述光引发剂为1-羟基-环已基苯酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、四-(2,4-二叔丁基苯基)-4,4′-联苯基双亚磷酯、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-苯基苄-2-二基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、异丙基硫杂蒽酮、二苯甲酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯中的一种或多种复配。
4.根据权利要求1所述的具有压敏性能的紫外光固化胶，其特征在于，所述助剂包括润湿分散剂、消泡剂、流平剂。
5.根据权利要求4所述的具有压敏性能的紫外光固化胶，其特征在于，所述润湿分散剂为有机硅类聚合物或丙烯酸酯类聚合物；所述消泡剂为有机硅类或丙烯酸酯类聚合物；所述流平剂为有机硅类聚合物。
6.一种具有压敏性能的紫外光固化胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备或获取如权利要求1所述的组分；
依次将各所述的组分按配比放于行星搅拌机内，先混合搅拌均匀，然后边抽真空边搅拌，直到完全搅拌均匀且无气泡；
自然静置至室温后，装入黑色或深色不透紫外光的包装物内密封保存，室温贮存即可。
7.根据权利要求6所述的具有压敏性能的紫外光固化胶的制备方法，其特征在于，在制备或获取如权利要求1所述的组分时，包括
制备有机硅改性丙烯酸酯：
将端羟基聚二甲基硅氧烷在100～115℃条件下抽真空除水2～4小时；
降温至40～50℃后停止抽真空；
加入甲烷二环已基二异氰酸酯，快速搅拌；
待温度稳定在40～50℃后，缓慢升温并控制温度为75～85℃，反应2～3小时；
待反应完全后降温至40～50℃，加入羟基丙烯酸酯，并加入阻聚剂，缓慢升温至70～80℃，反应2～3小时；
待反应完全后真空脱气0.5小时，取料并密封避光保存备用。
8.根据权利要求7所述的具有压敏性能的紫外光固化胶的制备方法，其特征在于，所述端羟基聚二甲基硅氧烷的分子量在1000～2000之间，平均官能度为2～3；所述羟基丙烯酸酯为羟乙基丙烯酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯、羟丙基丙烯酸酯、羟丙基甲基丙烯酸酯等中的一种或多种复配。
9.根据权利要求7所述的具有压敏性能的紫外光固化胶的制备方法，其特征在于，所述阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,5-二甲基对苯二酚、1,4-萘二酚等中的一种或多种复配。
10.根据权利要求7所述的具有压敏性能的紫外光固化胶的制备方法，其特征在于，所述有机硅改性丙烯酸酯紫外光固化后的拉伸强度为2.5～3.5MPa，断裂伸长率为250～550%，具有压敏性能的紫外光固化胶，在PET膜表面固化后，其剥离强度为2.5～5.5N/cm。
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