CN110183996B - 一种防蓝光压敏胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防蓝光压敏胶及其制备方法，该压敏胶包含以下组分：1）丙烯酸树脂浆，其重均分子量范围在50万至200万间，其玻璃化转变温度范围在‑60℃至‑10℃间，按照质量份数计，该丙烯酸树脂浆包含以下原料：丙烯酸酯单体80‑95份、含羧基的功能单体5‑15份、热引发剂0.1‑5份、溶剂100‑150份；2）交联剂，交联剂的用量为丙烯酸树脂浆质量的0.2%‑5%；3）蓝光吸收剂，蓝光吸收剂的用量为丙烯酸树脂浆质量的0.004%‑0.4%，蓝光吸收剂选自单偶氮颜料、双偶氮颜料、金属络合颜料、钨酸盐类中的一种或多种。本发明的防蓝光压敏胶，其物理性能和光学性能稳定，对蓝光的吸收率稳定，粘接强度好，特别是对425nm波长的蓝光，其阻隔率达70%以上，且经过长时间老化后其阻隔率不下降。

Description

一种防蓝光压敏胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及压敏胶技术领域，具体涉及一种防蓝光压敏胶及其制备方法。

背景技术

近年来，除了电脑和电视机之外，由于智能手机和平板电脑、或者使用了发光二极管(以下称为LED)的照明设备的迅速渗透，长时间接触人工光源的频率日益增加。从这些光源发出的可见光线中，波长在约380-500nm的短波长尤其是波长为425nm的蓝色区域的光(以下称为蓝色可见光)对眼睛有较大的伤害，因此，在防护眼镜健康的问题上受到极大的关注。蓝色可见光在可见光线中，由于具有与紫外线最接近的性质，所以能量最高，不被眼睛的角膜和水晶体吸收，短波长蓝光可以穿透晶状体直达视网膜，使视网膜色素的上皮细胞衰亡，从而引起不可逆的视力损伤。蓝光在空气中的散射几率高，容易产生眩光，影响产品的应用体验。

针对上述情况，具有防蓝光特性的胶带保护膜受到了广泛的关注。如专利CN104479581A(具有抗蓝光功能的保护膜)，其防蓝光胶粘层采用了丙烯酸系胶黏剂、异氰酸酯固化剂、丁酮、过氧化苯甲酰、硅油及添加无机紫外线吸收剂-纳米CeO2：Er荧光粉来制得，从而形成了局域抗蓝光功能的保护膜，且实现对360-500nm蓝光波段过滤率达90％以上，但其防蓝光的涂层厚度局限在0.5-3um，且含纳米粒子的涂布工艺对涂布厚度的均匀性挑战很大，需要很高的涂布工艺技术。

而专利号CN104497903A(具有吸收蓝光功能的复合型光学胶带)在CN104479581A的基础上解决了荧光粉的涂布厚度不均匀的问题，但防蓝光涂层的厚度依然只能局限在0.5-3um的范围内。

而目前市面上的其他技术通常是通过在白色发光源上设置光过滤膜降光，这种方法成本高工艺复杂，不易操作。如何解决上述技术问题，是本领域技术人员致力于解决的事情。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种防蓝光压敏胶，在经过长时间老化后，其物理性能和光学性能稳定，对蓝光的吸收率稳定，粘接强度好。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种防蓝光压敏胶，所述压敏胶包含以下组分：

1)丙烯酸树脂浆，所述丙烯酸树脂浆的重均分子量范围在50万至200万间，其玻璃化转变温度范围在-60℃至-10℃间，按照质量份数计，所述丙烯酸树脂浆包含以下原料：丙烯酸酯单体80-95份、含羧基的功能单体5-15份、热引发剂0.1-5份、溶剂100-150份；

2)交联剂，所述交联剂的用量为所述丙烯酸树脂浆质量的0.2％-5％；

3)蓝光吸收剂，所述蓝光吸收剂的用量为所述丙烯酸树脂浆质量的0.004％-0.4％，所述蓝光吸收剂选自单偶氮颜料、双偶氮颜料、金属络合颜料、钨酸盐类中的一种或多种。

优选地，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯的一种或多种。

优选地，所述含羧基的功能单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的一种或多种。

优选地，所述热引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、过氧化醋酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈的一种或多种。

优选地，所述蓝光吸收剂选自乙酰芳胺类单偶氮颜料、吡唑啉酮类单偶氮颜料、吡唑啉酮类双偶氮颜料、联苯类双偶氮颜料、苯并咪唑酮类单偶氮颜料、β-萘酚类单偶氮颜料、甲亚胺金属络合颜料、稀土离子改性的钒钨酸盐、稀土离子改性的钼钨酸盐的一种或多种。这里的蓝光吸收剂需满足最大吸收波长380nm-500nm，更有选的，满足波长400-450nm。

这里，该蓝光吸收剂的添加量控制在丙烯酸树脂浆质量的0.004％-0.4％，如添加量低于0.004％，防蓝光效果不明显，而添加量超过0.4％时，该蓝光吸收剂容易从胶层析出，从而降低了粘着性能及光学性能。

优选地，所述交联剂选自异氰酸酯化合物、环氧化合物、氨基树脂化合物、金属络合物螯合盐类化合物、氮丙啶类中的一种或多种。

这里的交联剂选用了型号为拜耳L-45的异氰酸酯硬化剂。

优选地，所述溶剂选自甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、甲基乙基酮、环己酮、丙二醇甲醚、甲醇、异丙醇中的至少一种。

本发明的另一个目的是提供一种制备上述压敏胶的方法，包括如下步骤：

1)制备丙烯酸树脂浆，在带有回流冷凝器的四口烧瓶中加入所述的丙烯酸酯单体、含羧基的功能单体、溶剂，并在氮气流下搅拌混合30-60min，而后加入热引发剂，在60-85℃温度条件下反应8-15小时后得到所述的丙烯酸树脂浆；

2)将交联剂与蓝光吸收剂按照质量百分比加入到步骤1)所制得的丙烯酸树脂浆内，充分反应后得到所述的防蓝光压敏胶。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的防蓝光压敏胶，对可见光波段的透过率达到了98％以上，其雾度小于0.2％，满足光学胶的光学性能要求，而对于425nm波长的蓝光，其阻隔率达70％以上，且经过长时间老化后，其阻隔率不下降；另外，通过调整各组分的配比，使得含蓝光吸收剂的压敏胶，物理粘着性能优异，粘结强度高，经过长时间老化后，其粘结强度不下降，本发明的压敏胶，其对涂层厚度无限定要求，涂布工艺简单。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

一种防蓝光压敏胶，其包含以下组分：

1)丙烯酸树脂浆，该丙烯酸树脂浆的重均分子量范围在50万至200万间，其玻璃化转变温度范围在-60℃至-10℃间，按照质量份数计，该丙烯酸树脂浆包含以下原料：丙烯酸酯单体80-95份、含羧基的功能单体5-15份、热引发剂0.1-5份、溶剂100-150份；

2)交联剂，该交联剂的用量为丙烯酸树脂浆质量的0.2％-5％；

3)蓝光吸收剂，该蓝光吸收剂的用量为丙烯酸树脂浆质量的0.004％-0.4％，蓝光吸收剂选自单偶氮颜料、双偶氮颜料、金属络合颜料、钨酸盐类中的一种或多种。

这里，该丙烯酸酯单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯的一种或多种。

该含羧基的功能单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的一种或多种。

该热引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、过氧化醋酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈的一种或多种。

该蓝光吸收剂选自乙酰芳胺类单偶氮颜料、吡唑啉酮类单偶氮颜料、吡唑啉酮类双偶氮颜料、联苯类双偶氮颜料、苯并咪唑酮类单偶氮颜料、β-萘酚类单偶氮颜料、甲亚胺金属络合颜料、稀土离子改性的钒钨酸盐、稀土离子改性的钼钨酸盐的一种或多种。

这里的蓝光吸收剂需满足最大吸收波长380nm-500nm，更有选的，满足波长400-450nm。该蓝光吸收剂的添加量控制在丙烯酸树脂浆质量的0.004％-0.4％，如添加量低于0.004％，防蓝光效果不明显，而添加量超过0.4％时，该蓝光吸收剂容易从胶层析出，从而降低了粘着性能及光学性能。

该交联剂选自异氰酸酯化合物、环氧化合物、氨基树脂化合物、金属络合物螯合盐类化合物、氮丙啶类中的一种或多种。

该溶剂选自甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、甲基乙基酮、环己酮、丙二醇甲醚、甲醇、异丙醇中的至少一种。

一、丙烯酸树脂浆的制备

这里提供一种丙烯酸树脂浆的制备方法，其具体步骤如下：

在带有回流冷凝器的四口烧瓶中加入丙烯酸酯单体、含羧基的功能单体、溶剂，并在氮气流下搅拌混合30-60min，而后加入热引发剂，在60-85℃温度条件下反应8-15小时后得到所述的丙烯酸树脂浆。

这里，该丙烯酸酯单体具体选用了丙烯酸乙酯(EA)与丙烯酸丁酯(BA)，该含羧基的功能单体具体选用了丙烯酸(AA)，溶剂选用了乙酸乙酯(EtAc)和甲苯，热引发剂选用了偶氮二异丁腈(AIBN)。在制备过程中，在氮气流下搅拌混合30min，在加入热引发剂后，在63℃温度条件下反应12小时。

而后对制得的丙烯酸树脂浆进行性能测试，包括：

1)对制得的丙烯酸树脂浆通过DSC测量方法检测丙烯酸树脂浆的玻璃化转变温度；

2)对制得的丙烯酸树脂浆通过粘度测试方法进行粘度测试；

3)对制得丙烯酸树脂浆通过GPC测量方法检测丙烯酸树脂浆中所含的丙烯酸聚合物的平均分子量，通过非挥发性成分量的测定方法检测丙烯酸树脂浆中所含的丙烯酸聚合物的含量比。

具体的，各组分的投加量以及测量的结果参见表1，具体检测方法如下：

粘度测量方法

将含有丙烯酸树脂浆的500ml瓶浸入25℃的恒温水域中并静置12小时，然后根据B型粘度计的测量方法进行测量。

玻璃化转变温度测量方法

测量装置：

Pyris DSC-8000(由Perkin Elmer制造)

测试温度范围-60-100℃，升温速率5℃/min。

GPC测量方法

测量装置：HLC-8120 GPC(由Tosoh Corporation制造)

GPC柱构成：以下5列(均由东曹株式会社制造)

(1)TSK-GEL HXL-H(保护柱)

(2)TSK-GEL G 7000HXL.

(3)TSK-GEL GMHXL

(4)TSK-GEL GMHXL

(5)TSK-GEL G 2500HXL.

样品浓度：用四氢呋喃稀释至1.0mg/cm³

流动相溶剂：四氢呋喃

流速：1.0cm³/min

柱温：40℃

非挥发性成分量的测定方法

将1g丙烯酸树脂浆料放入精确称重的锡板(n1)中，精确称量总重量(n2)，然后在105℃下加热3小时，然后，将锡板在室温下在干燥器中放置1小时，然后再次精确称重，并测量加热后的总重量(n3)。通过使用所获得的重量测量值(n1至n3)，由下式(1)计算非挥发性组分的量。

式(1)非挥发性组分量nV(wt％)＝

100×[加热后的重量(n3-n1)/加热前的重量(n2-n1)]

表1

从表1中，我们可以看出，在溶剂、热引发剂投加量相同的情况下，增加含羧基的功能单体的量，能够提高丙烯酸树脂浆的粘度，玻璃化转变温度相对升高，而非挥发性组分的量基本保持不变。

二、防蓝光压敏胶的制备

本例中提供了一种防蓝光压敏胶的制备方法，具体步骤如下：

按质量份数计，以丙烯酸树脂浆计为100，将蓝光吸收剂和交联剂按质量比添加到丙烯酸树脂浆中，该丙烯酸树脂浆中的各组分情况参照表1，然后进行充分搅拌。具体配比情况参见表2。

表2

上表中，交联剂选用了型号为拜耳L-45的异氰酸酯硬化剂，所采用的蓝光吸收剂选用了BASF公司生产的型号为2RLN蓝光吸收剂及有本化学工业社生产的型号为DY-352蓝光吸收剂。

根据表2中的各实施例和对比例制得的压敏胶，通过以下步骤来制备压敏胶制品：首先，使用刮刀在聚对苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜(厚度为50μm)的表面上涂抹一层由表2中的各实施例和对比例制成的压敏胶的涂层(干胶厚度为50μm)；随后，薄膜放置在温度90度的烘箱中，放置3分钟使溶剂挥发，得到干膜。

对表2中各实施例和对比例中的压敏胶按照下述方法进行长时间老化条件的对比测试：首先根据表2中各压敏胶制得的压敏胶带分别进行23℃室温条件的粘着力测试(被贴物为不锈钢钢板SUS304，黏附时间为30min)，蓝光吸收率测试，雾度及透光率测试。然后将表2中各压敏胶制得的压敏胶带分别经过40℃的恒温器中放置3天、在60℃恒温器中放置一个月后的两种不同老化条件后，再评价其粘着力、蓝光吸收率和透光率及雾度，具体测试结果详见表3与表4。每种评估方法的具体细节如下：

粘着力测试

根据JIS Z 0237压敏胶带的测试方法，将压敏胶带在室温，在40℃的恒温器中放置3天和在60℃下放置1个月后，通过在胶带的背面上背衬25μm的PET膜，并在23℃的环境下，允许胶带黏附不锈钢板SUS304的浸润时间为30min，测量以180°的方向对粘附体SUS的剥离粘合力来测量粘着力。单位为N/25mm。

蓝光吸收率

测试装置:

Lambda 950(紫外可见分光光度计)由Perkin Elmer公司制造。

设置扫描波长范围为200-500nm，数据间隔设置为5nm。纵坐标类型为T％。以波长425nm下的透光率作为参考标准。

透过率/雾度：

测试装置：NDH2000N型雾度计由NIPPON DENSHOKU公司制造。依照ASTM D1003标准测试OCA光学胶的透过率及雾度。

表3

表4

表3中图例说明：

透过率判定等级说明:

○：高透过程度，优异的光学性能，参考透过率数值范围：≥90％

×：低透过程度，较差的光学性能，参考透过率数值范围：＜90％

雾度判定等级说明:

○:高清晰程度，优异的光学性能，参考雾度数值范围:≤1％

×:低清晰程度，较差的光学性能，参考雾度数值范围:＞1％

表4中图例说明：

粘着力判定等级说明：

○：高粘结强度，优异的物理粘着性能。参考粘着力数值范围:≥18N/25mm

Δ：中等粘结强度，一般的物理粘着性能。参考粘着力数值范围:12-16N/25mm

×:低粘结强度，较差的物理粘着性能。参考粘着力数值范围:＜12N/25mm

蓝光吸收判定等级说明：

○：高吸收程度，优异的防蓝光性能。参考蓝光透过率数值范围:＜45％

Δ：中等吸收程度，一般的防蓝光性能。参考蓝光透过率数值范围:45％-80％

×：低吸收程度，较差的防蓝光性能。参控蓝光透过率数值范围：＞80％

从表3、4中，我们可以得出：

1)表3中，各实施例中的透过率均大于98％，雾度小于0.2％，满足光学胶的光学性能要求，而对比例2中由于蓝光吸收剂添加量过高，导致光学胶在经过40℃*3天和60℃*一个月条件老化后，蓝光吸收剂析出，导致光学胶产品透过率偏低(<90％)，雾度偏高(>1.0％)；

2)表4中，各实施例中加入蓝光吸收剂后，光学胶在425nm波长的透过率都有不同程度的下降，其中实施例3,6,9中，425nm波长透过率为17-25％之间，换言之蓝光有效阻隔率达到70％以上，而对比1例中由于蓝光吸收剂添加量过少，425nm波长透过率为99％，起不到阻隔蓝光效果。

3)表4中，各实施例中通过添加丙烯酸功能单体，实现了提高粘着力的作用，其中实施例1-6的粘着力达到18-21N/25mm，被贴物为不锈钢板SUS304，实现较优的物理性能；而对比例3-6中由于丙烯酸功能单体添加量过少，导致粘着力不够；而对比例7-8由于丙烯酸功能单体添加量过高，胶体的玻璃化转变温度偏高，胶体偏硬发脆，在剥离时出现粘滑剥离状态，亦不能实现较好的粘着效果；

4)表4中，各实施例中加入蓝光吸收剂后经过40℃*3天和60℃*一个月后，光学胶的粘着性能稳定，而对比例2中，由于加入蓝光吸收剂量过多，导致迁移到胶层表面，导致光学胶的粘着力下降。

以上，我们可以看出，本发明的压敏胶，通过调整各组的配比，使得含蓝光吸收剂的压敏胶，物理粘着性能优异，粘结强度高，经过长时间老化后，其粘结强度不下降，而对于可见光波段的透过率可达98％以上，其雾度小于0.2％，满足光学胶的光学性能要求，而对于425nm波长的蓝光，其阻隔率达70％以上，且经过长时间老化后，其阻隔率不下降。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种防蓝光压敏胶，其特征在于，所述压敏胶包含以下组分：

1）丙烯酸树脂浆，所述丙烯酸树脂浆的重均分子量范围在50万至200万间，其玻璃化转变温度范围在-60℃至-10℃间，按照质量份数计，所述丙烯酸树脂浆包含以下原料：丙烯酸乙酯20份、丙烯酸丁酯72份、丙烯酸8份、热引发剂0.1-5份、溶剂100-150份；

2）交联剂，所述交联剂的用量为所述丙烯酸树脂浆质量的0.2%-5%；

3）蓝光吸收剂，所述蓝光吸收剂的用量为所述丙烯酸树脂浆质量的0.004%-0.4%，所述蓝光吸收剂选用了BASF公司生产的型号为2RLN蓝光吸收剂或有本化学工业社生产的型号为DY-352蓝光吸收剂。

2.根据权利要求1所述的压敏胶，其特征在于，所述热引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、过氧化醋酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的压敏胶，其特征在于，所述交联剂选自异氰酸酯化合物、环氧化合物、氨基树脂化合物、金属络合物螯合盐类化合物、氮丙啶类中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的压敏胶，其特征在于，所述溶剂选自甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、环己酮、丙二醇甲醚、甲醇、异丙醇中的至少一种。

5.一种制备如权利要求1至4中任一权利要求所述的压敏胶的方法，包括如下步骤：

1）制备丙烯酸树脂浆，在带有回流冷凝器的四口烧瓶中加入所述的丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、溶剂，并在氮气流下搅拌混合30-60min，而后加入所述的热引发剂，在60-85℃温度条件下反应8-15小时后得到所述的丙烯酸树脂浆；

2）将所述的交联剂与蓝光吸收剂加入到步骤1）所制得的丙烯酸树脂浆内，所述交联剂的用量为所述丙烯酸树脂浆质量的0.2%-5%、所述蓝光吸收剂的用量为所述丙烯酸树脂浆质量的0.004%-0.4%，充分反应后得到所述的防蓝光压敏胶。