CN110437792A - 适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶及其制备方法 - Google Patents

适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光学胶领域，公开了一种适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶及其制备方法，该光学胶按质量计包括：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，20～60份；超支化聚丙烯酸酯，1～10份；硬丙烯酸单体，10～25份；多官能度丙烯酸酯单体，1～10份；增粘树脂，1～10份；流平剂，0.1～1份；消泡剂，0.5～2份；光引发剂，0.5～2份。本发明提供的光学胶具有良好的常温剥离力和高温剥离力，与聚碳酸酯板材的粘附性十分优良，适用于曲面聚碳酸酯板材的贴合，能有效减少返泡现象的出现。

Description

适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及光学胶领域，尤其涉及一种适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶及其制备方法。
背景技术
光学胶是一种无基材的透明双面胶带，可显示器中用于粘结显示部件。普通的光学胶具有高透光率、低雾度的优点。
现有技术中，存在一种适用于聚碳酸酯基材(PC)粘结的光学胶，其由软硬单体、溶剂、光引发剂制得，聚碳酸酯板材收缩率比较大，加热后容易发生形变，而且与光学胶的润湿性差，所以与聚碳酸酯板贴合容易气泡不良。该光学胶虽然可以解决由于聚碳酸酯板变形而产生气泡的问题，但仅适用于平面贴合，不能用于曲面贴合。
另有现有技术，存在一种适用于曲面贴合的光学胶，其主要由分子量为20～80万的预聚物、丙烯酸单体、光引发剂、交联剂制得。该光学胶可以适用于普通玻璃基材的曲面贴合，但不能解决聚碳酸酯板材的曲面贴合。
寻找一种适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶，是光学胶领域亟需解决的问题。
发明内容
基于此，本发明提供了一种适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶及其制备方法，以使曲面聚碳酸酯板材贴合，且不发生返泡现象。
本发明提供的一种适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶，按质量计，包括：
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，20～60份；
超支化聚丙烯酸酯，1～10份；
硬丙烯酸单体，10～25份；
多官能度丙烯酸酯单体，1～10份；
增粘树脂，1～10份；
流平剂，0.1～1份；
消泡剂，0.5～2份；
光引发剂，0.5～2份。
可选的，按质量计，所述光学胶包括：
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，25～55份；
超支化聚丙烯酸酯，2～8份；
硬丙烯酸单体，12～22份；
多官能度丙烯酸酯单体，2～8份；
增粘树脂，2～8份；
流平剂，0.2～0.8份；
消泡剂，0.6～1.8份；
光引发剂，0.8～1.5份。
可选的，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的官能度为1～3；
所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和所述超支化聚丙烯酸酯的分子量为4000000～800000。
可选的，所述硬丙烯酸单体包括丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯中的至少一种。
可选的，所述多官能度丙烯酸酯单体包括双官能度甲基丙烯酸酯和官能度为3～6的甲基丙烯酸酯中的至少一种。
可选的，所述多官能度丙烯酸酯单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯，三丙二醇丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯。
可选的，所述增粘树脂包括可发生光固化反应的增粘树脂；和\或，
所述流平剂包括交联型的聚醚。
可选的，所述增粘树脂包括E-5600BR和DS99中的至少一种；和\或，
所述流平剂包括BYK-371、BYK-UV3500、BYK-UV3530和BYK-3570中的至少一种；和\或，
所述消泡剂包括BYK-067A、BYK-088和BYK-057的至少一种；和\或，
所述光引发剂包括巴斯夫TPO、184、127、1173中的至少一种。
本发明还提供了一种上述适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶的制备方法，包括：
按比例将脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和超支化聚丙烯酸酯混合，得到第一混合物；
在所述第一混合物中加入硬丙烯酸单体、多官能度丙烯酸酯单体、增粘树脂、流平剂、消泡剂，得到第二混合物；
在所述第二混合物中加入光引发剂，混合均匀，制成光学胶。
可选的，所述增粘树脂包括可发生光固化反应的增粘树脂，所述增粘树脂的光固化条件包括：波长为320nm～420nm、能量密度为800～3000mJ/cm2紫外线；和\或，
所述光学胶用于制备厚度25～300μm的光学胶带。
本发明中，光学胶的主要成分包括由柔性单体聚合而成脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和在高温条件下具有较好粘结性能的硬丙烯酸单体，使得光学胶与PC基材之间具有良好的粘附性。同时还加入了超支化聚丙烯酸酯，加强了光学胶的柔性；加入的多官能度丙烯酸酯单体、增粘树脂，提高了光学胶的高温剥离力。本发明提供的光学胶具有良好的常温剥离力和高温剥离力，与聚碳酸酯板材的粘附性十分优良，适用于曲面聚碳酸酯板材的贴合，能有效减少返泡现象的出现。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例公开了一种适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶，按质量计，包括：
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，20～60份；
超支化聚丙烯酸酯，1～10份；
硬丙烯酸单体，10～25份；
多官能度丙烯酸酯单体，1～10份；
增粘树脂，1～10份；
流平剂，0.1～1份；
消泡剂，0.5～2份；
光引发剂，0.5～2份。
本实施例中，聚氨酯丙烯酸酯(PUA)是一种分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键的聚合物。聚氨酯丙烯酸酯固化后的胶黏剂具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能，同时还具有聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，是一种综合性能优良的辐射固化材料。而脂肪族聚氨酯丙烯酸酯指的是带有烷基(非芳香基)聚氨酯丙烯酸酯。除了具有聚氨酯丙烯酸酯的优点外，由于用于合成该聚氨酯丙烯酸酯的单体为柔性单体，由其聚合而成的聚合物也具有较好的柔韧性。硬丙烯酸单体是一种具有较高玻璃化温度的丙烯酸单体，在光学胶中可起到提高高温剥离力的作用。
超支化聚丙烯酸酯在光学胶中可增加聚合物的柔性，提升光学胶在曲面基材上的粘结力。多官能度丙烯酸酯单体可在光引发剂及紫外线照射的作用下，完成光学胶的紫外光固化。增粘树脂可以提高光学胶对PC板材的剥离力和高温剥离力，满足PC板材贴合的环测要求(环境测试要求)。流平剂是一种常用的助剂，能有效降低光学胶的表面张力，提高其流平性和均匀性。消泡剂在光学胶中可以起到抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的作用。光引发剂是一类能在紫外光区(250～420nm)或可见光区(400～800nm)吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。
在一实施例中，按质量计，光学胶包括：
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，25～55份；
超支化聚丙烯酸酯，2～8份；
硬丙烯酸单体，12～22份；
多官能度丙烯酸酯单体，2～8份；
增粘树脂，2～8份；
流平剂，0.2～0.8份；
消泡剂，0.6～1.8份；
光引发剂，0.8～1.5份。
在一实例中，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的官能度为1～3。
官能度指的是，单体分子在发生缩合反应时，参加反应的官能团数目称作官能度，也就是在反应体系中实际起反应的单体官能团数。换句话讲，在此处，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯是由官能度为1～3的单体聚合而成。
在一实例中，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和超支化聚丙烯酸酯的分子量为4000000～800000。
此处的分子量可以指粘均分子量。脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的粘均分子量为4000000～800000。超支化聚丙烯酸酯的粘均分子量为4000000～800000。
在一实例中，所述硬丙烯酸单体包括丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯中的至少一种。
在一实例中，所述多官能度丙烯酸酯单体包括双官能度甲基丙烯酸酯和官能度为3～6的甲基丙烯酸酯中的至少一种。多官能度丙烯酸酯单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯，三丙二醇丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯。
在一实例中，增粘树脂包括可发生光固化反应的增粘树脂，如E-5600BR和DS99。
在一实例中，流平剂包括交联型的聚醚，如BYK-371、BYK-UV3500、BYK-UV3530和BYK-3570。
在一实例中，消泡剂包括BYK-067A、BYK-088和BYK-057的至少一种。
在一实例中，光引发剂包括巴斯夫TPO、184、127、1173(此处的数字指的是光引发剂的通用牌号)中的至少一种。
本发明还提供了一种上述适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶的制备方法，包括：
按比例将脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和超支化聚丙烯酸酯混合，得到第一混合物；
在所述第一混合物中加入硬丙烯酸单体、多官能度丙烯酸酯单体、增粘树脂、流平剂、消泡剂，得到第二混合物；
在所述第二混合物中加入光引发剂，混合均匀，制成光学胶。
本实施例中，各组分的加入量的比例可参照上一实施例提供的质量份数。先将脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和超支化聚丙烯酸酯这两种聚合物混合，形成第一混合物，可以提高光学胶聚合物间的混匀程度。然后再加入硬丙烯酸单体、多官能度丙烯酸酯单体、增粘树脂、流平剂、消泡剂，可使单体和增粘树脂均匀分散在聚合物间。最后加入光引发剂，再混合均匀，形成光学胶。
在一实例中，增粘树脂包括可发生光固化反应的增粘树脂，所述增粘树脂的光固化条件包括：波长为320nm～420nm、能量密度为800～3000mJ/cm2紫外线。
在此处，增粘树脂采用的是可发生光固化反应的树脂单体，如E-5600BR和DS99。可使用波长为320nm～420nm、能量密度为800～3000mJ/cm2的紫外线对光学胶进行固化，形成相应的光学胶带(此次固化过程只是将部分可光固化单体固化)。
在一实例中，光学胶用于制备厚度25～300μm的光学胶带。
本实施例中，可由上述实施例提供的光学胶制得相应的光学胶带，光学胶带的最佳厚度为25～300μm。制得的光学胶带可用于曲面PC基材间或的曲面PC基材间与曲面玻璃基材之间的贴合。
光学胶的组分、来源(或具体化合物)及代号如表1所示。
表1光学胶的组分、来源(或具体化合物)及代号
组分 来源(或具体化合物) 代号
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯 Sartomer-CN704 A
超支化聚丙烯酸酯 长兴化学6361-100 B
硬丙烯酸单体 丙烯酸甲酯 C
多官能度丙烯酸酯单体 三丙二醇丙烯酸酯 D
增粘树脂 E-5600BR E
流平剂 BYK-3570 F
消泡剂 BYK-088 G
光引发剂 184 H
实施例S1～S10以及对比例D1-D2各组分的质量份数如表2所示。
表2实施例S1～S10以及对比例D1-D2各组分的质量份数
可按上述光学胶的制备方法对表2的各个实施例和对比例的组分进行处理，获得相应的光学胶。将光学胶用手刮棒在PET上刮膜，经烘箱将溶剂烘干，制得胶带，两面覆上离型膜，获得相应的光学胶带。
对上述实施例S1～S10、对比例D1-D2进行剥离力测试和贴合环境测试，具体操作如下。
可参照GB/T2792-2014胶粘带剥离强度的试验方法将上述实施例或对比例制成相应的测试样品，并进行测试。
测试样品制作完成后，静置30min后测试，常温剥离力测试在室温25℃下用万能拉力测试仪测试。高温剥离力测试则在特殊的高温拉力测试仪中，先把高温拉力机调至测试温度，装上测试样品，等待2min，等样品稳定，再开始测试。
对上述各个实施例、对比例进行剥离力测试和贴合环境测试，结果如表3所示。
表3实施例S1～S10以及对比例D1-D2的测试结果
由表3可以看出，实施例S1～S10制得的胶带，在25℃下与玻璃基材、PC基材均有良好的粘结性(剥离力越高，粘结性越好)，且在95℃的环境下依然保持较好的剥离力。而对比例D1中对PC基材剥离力低，所以贴合后容易脱开。曲面PC基材一般用在车载显示屏上。车载显示屏的环境测试条件一般要求95℃*1000H高温环测。若高温剥离力太低，则容易造成返泡。对比例D2中95℃剥离力与实施例S1～S10比较，明显偏低，容易造成返泡。
以上所述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)

1.一种适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶，其特征在于，按质量计，包括：
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，20～60份；
超支化聚丙烯酸酯，1～10份；
硬丙烯酸单体，10～25份；
多官能度丙烯酸酯单体，1～10份；
增粘树脂，1～10份；
流平剂，0.1～1份；
消泡剂，0.5～2份；
光引发剂，0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶，其特征在于，按质量计，包括：
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，25～55份；
超支化聚丙烯酸酯，2～8份；
硬丙烯酸单体，12～22份；
多官能度丙烯酸酯单体，2～8份；
增粘树脂，2～8份；
流平剂，0.2～0.8份；
消泡剂，0.6～1.8份；
光引发剂，0.8～1.5份。
3.根据权利要求1所述的适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶，其特征在于，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的官能度为1～3；
所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和所述超支化聚丙烯酸酯的分子量为4000000～800000。
4.根据权利要求1所述的适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶，其特征在于，所述硬丙烯酸单体包括丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶，其特征在于，所述多官能度丙烯酸酯单体包括双官能度甲基丙烯酸酯和官能度为3～6的甲基丙烯酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶，其特征在于，所述多官能度丙烯酸酯单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯，三丙二醇丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯。
7.根据权利要求1所述的适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶，其特征在于，所述增粘树脂包括可发生光固化反应的增粘树脂；和\或，
所述流平剂包括交联型的聚醚。
8.根据权利要求7所述的适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶，其特征在于，所述增粘树脂包括E-5600BR和DS99中的至少一种；和\或，
所述流平剂包括BYK-371、BYK-UV3500、BYK-UV3530和BYK-3570中的至少一种；和\或，
所述消泡剂包括BYK-067A、BYK-088和BYK-057的至少一种；和\或，
所述光引发剂包括巴斯夫TPO、184、127、1173中的至少一种。
9.一种根据权利要求1-8任意一项所述的适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶的制备方法，其特征在于，包括：
按比例将脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和超支化聚丙烯酸酯混合，得到第一混合物；
在所述第一混合物中加入硬丙烯酸单体、多官能度丙烯酸酯单体、增粘树脂、流平剂、消泡剂，得到第二混合物；
在所述第二混合物中加入光引发剂，混合均匀，制成光学胶。
10.根据权利要求9所述的适用于曲面聚碳酸酯板材贴合的光学胶的制备方法，其特征在于，所述增粘树脂包括可发生光固化反应的增粘树脂，所述增粘树脂的光固化条件包括：波长为320nm～420nm、能量密度为800～3000mJ/cm2紫外线；和\或，
所述光学胶用于制备厚度25～300μm的光学胶带。
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