CN115710480A - 一种显示用单组分热固封装胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示用单组分热固封装胶及其制备方法，其各原料按重量份的构成为：环氧树脂75～85份、活性稀释剂5～15份、硅烷偶联剂1～2份、消泡剂0.1～0.3份、改性咪唑3～5份、钛白粉5～10份，促进剂1～2份。本发明的单组分热固封装胶，通过低活性的改性液体咪唑和高活性的固体咪唑以及促进剂的协同，达到了如下效果：胶水在常温(25℃)下的粘度变化非常缓慢，使得胶水的可操作时间更长；胶水在加热(70℃)条件下的固化时间短；固化后胶层致密，耐湿热性能和耐冷热冲击性能好。
Description
技术领域
本发明涉及显示屏领域，主要应用于电子纸显示屏方向，具体涉及一种显示用单组分热固封装胶及其制备方法。
背景技术
电子纸显示屏是一类超薄的显示屏，具有超低功耗、超薄便携和显示自然等特点，其核心为内部封装的电子墨水。电子墨水是一种新型显示材料，可以被打印到不同基材的表面实现文字或图像显示的效果。然而，电子墨水极易受水汽影响，采用胶水封装的方法可以有效地隔绝电子墨水与水汽。当前，电子纸显示屏所用的封装胶为单组分环氧胶，利用中低温快速固化的方法，一方面可以避免电子元器件因温度过高而受损，另一方面可以有效地缩短封装工艺时间。但是，胶水的固化时间与可操作时间成正比，中低温快速固化意味着胶水的可操作时间较短，所以在中低温快速固化工艺中对胶水的可操作时间提出了更高的要求。当前市场上显示用的环氧/聚醚胺体系封装胶常温下胶水便开始反应，胶水的适用期短。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供了一种可操作时间更长且中低温能够快速固化的显示用单组分热固封装胶及其制备方法，该封装胶为环氧/咪唑体系，通过加入双酚F型环氧树脂增强体系的流动性能，采用低活性的改性液体咪唑与高活性的固体咪唑共混，来实现使封装胶常温下粘度变化缓慢、且中低温加热快速固化的目的，并使固化后胶层硬度高、韧性佳，具有良好优异的耐冷热冲击和耐湿热性能。
本发明为实现目的，采用如下技术方案：
一种显示用单组分热固封装胶，其包括按重量份构成的如下原料：环氧树脂75～85份、活性稀释剂5～15份、硅烷偶联剂1～2份、消泡剂0.1～0.3份、改性咪唑3～5份、钛白粉5～10份，促进剂1～2份。
进一步地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和聚丁二烯橡胶改性环氧树脂中的至少一种，优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和聚丁二烯橡胶改性环氧树脂按重量比2：7：1构成的混合物。
进一步地，所述活性稀释剂为亚烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇缩水甘油醚和聚丙二醇二缩水甘油醚中的一种。
进一步地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷。
进一步地，所述消泡剂为二甲基硅氧烷或全氟有机物改性聚硅氧烷中的一种。
进一步地，所述改性咪唑为液体咪唑与固体咪唑的混合物，优选为液体咪唑与固体咪唑按重量比5：1构成的混合物。
进一步地，所述钛白粉为锐钛型钛白粉或金红石型钛白粉。
进一步地，所述促进剂为叔胺类化合物。
本发明所述显示用封装胶的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、在真空搅拌机中加入环氧树脂、活性稀释剂、硅烷偶联剂、消泡剂和钛白粉，以2000～3000r/min的转速搅拌分散20～30分钟，得到混合料A；
步骤2、在90℃下将固体咪唑溶解于液体咪唑中，然后冷却至室温，得到改性咪唑；
步骤3、开启真空搅拌机的循环水冷却系统，待混合料A的温度降至30℃以内时，加入改性咪唑和促进剂，以800～1000r/min的转速搅拌分散10分钟，在搅拌过程中控制物料温度不高于30℃，得到混合料B；
步聚4、将混合料B真空脱泡，过滤分装，得到显示用单组分热固封装胶，-40℃低温存储。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明的单组分热固封装胶，通过低活性的改性液体咪唑和高活性的固体咪唑以及促进剂的协同，达到了如下效果：胶水在常温(25℃)下的粘度变化非常缓慢，使得胶水的可操作时间更长，用于显示屏封装时可有效避免因粘度变化过快而引发的封装工艺调整问题，实际使用中的便捷性更好；胶水在加热(70℃)条件下快速固化，固化时间短。
2、本发明的单组分热固封装胶固化后胶层致密，耐湿热性能和耐冷热冲击性能好，能够有效隔离水汽、氧气对显示屏内部的破坏。
3、本发明的单组分热固封装胶不含溶剂，原材料经过优选，绿色环保。
附图说明
图1为本发明各实施例的封装胶在常温(25℃)解冻1小时后，4小时内的粘度变化。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。以下内容仅仅是对本发明的构思所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施案例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式代替，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
本发明所使用的聚丁二烯橡胶改性环氧树脂为络合高新材料(上海)有限公司的EPP-175,液体咪唑为上海釜顺国际贸易有限公司的FS 6508，消泡剂为毕克化学的BYK-A530。
实施例1
本实施例按如下步骤制备单组分热固封装胶：
步骤1、将16份双酚A型环氧树脂(CAS号：61788-97-4)、56份双酚F型环氧树脂(CAS号：028064-14-4)、8份聚丁二烯橡胶改性环氧树脂、8份活性稀释剂(CAS号：2930-05-4)、2份硅烷偶联剂(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、0.2份消泡剂、8份钛白粉(CAS号：13463-67-7)混合，在3000r/min的转速下高速分散30分钟，然后在三辊机中研磨至细度不大于15微米，得到物料A，待用。
步骤2、将液体咪唑和固体咪唑(CAS号：693-98-1)按重量比5：1的比例混合，在90℃下固体咪唑溶解于液体咪唑内，然后冷却至室温，得到改性咪唑，待用。
步骤3、开启真空搅拌机的循环水冷却系统，待混合料A的温度降至30℃以内时，加入步骤2所得改性咪唑5份和促进剂1份(2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚)，以900r/min的转速搅拌分散10分钟，在搅拌过程中控制物料温度不高于30℃，得到混合料B。
步聚4、将混合料B真空脱泡，过滤分装，得到显示用单组分热固封装胶，-40℃低温存储。
实施例2
本实施例按如下步骤制备单组分热固封装胶：
步骤1、将16份双酚A型环氧树脂(CAS号：61788-97-4)、56份双酚F型环氧树脂(CAS号：028064-14-4)、8份聚丁二烯橡胶改性环氧树脂、8份活性稀释剂(CAS号：2930-05-4)、2份硅烷偶联剂(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、0.2份消泡剂、8份钛白粉(CAS号：13463-67-7)混合，在3000r/min的转速下高速分散30分钟，然后在三辊机中研磨至细度不大于15微米，得到物料A，待用。
步骤2、将液体咪唑和固体咪唑(CAS号：693-98-1)按重量比5：1的比例混合，在90℃下固体咪唑溶解于液体咪唑内，然后冷却至室温，得到改性咪唑，待用。
步骤3、开启真空搅拌机的循环水冷却系统，待混合料A的温度降至30℃以内时，加入步骤2所得改性咪唑5份和促进剂2份(2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚)，以900r/min的转速搅拌分散10分钟，在搅拌过程中控制物料温度不高于30℃，得到混合料B。
步聚4、将混合料B真空脱泡，过滤分装，得到显示用单组分热固封装胶，-40℃低温存储。
对比例1
本实施例按如下步骤制备单组分热固封装胶：
步骤1、将16份双酚A型环氧树脂(CAS号：61788-97-4)、56份双酚F型环氧树脂(CAS号：028064-14-4)、8份聚丁二烯橡胶改性环氧树脂、8份活性稀释剂(CAS号：2930-05-4)、2份硅烷偶联剂(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、0.2份消泡剂、8份钛白粉(CAS号：13463-67-7)混合，在3000r/min的转速下高速分散30分钟，然后在三辊机中研磨至细度不大于15微米，得到物料A，待用。
步骤2、将液体咪唑和固体咪唑(CAS号：693-98-1)按重量比5：1的比例混合，在90℃下固体咪唑溶解于液体咪唑内，然后冷却至室温，得到改性咪唑，待用。
步骤3、开启真空搅拌机的循环水冷却系统，待混合料A的温度降至30℃以内时，加入步骤2所得改性咪唑5份，以900r/min的转速搅拌分散10分钟，在搅拌过程中控制物料温度不高于30℃，得到混合料B。
步聚4、将混合料B真空脱泡，过滤分装，得到显示用单组分热固封装胶，-40℃低温存储。
对比例2
本实施例按如下步骤制备单组分热固封装胶：
步骤1、将16份双酚A型环氧树脂(CAS号：61788-97-4)、56份双酚F型环氧树脂(CAS号：028064-14-4)、8份聚丁二烯橡胶改性环氧树脂、8份活性稀释剂(CAS号：2930-05-4)、2份硅烷偶联剂(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、0.2份消泡剂、8份钛白粉(CAS号：13463-67-7)混合，在3000r/min的转速下高速分散30分钟，然后在三辊机中研磨至细度不大于15微米，得到物料A，待用。
步骤2、将液体咪唑和固体咪唑(CAS号：693-98-1)按重量比6：1的比例混合，在90℃下固体咪唑溶解于液体咪唑内，然后冷却至室温，得到改性咪唑，待用。
步骤3、开启真空搅拌机的循环水冷却系统，待混合料A的温度降至30℃以内时，加入步骤2所得改性咪唑5份和促进剂2份(2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚)，以900r/min的转速搅拌分散10分钟，在搅拌过程中控制物料温度不高于30℃，得到混合料B。
步聚4、将混合料B真空脱泡，过滤分装，得到显示用单组分热固封装胶，-40℃低温存储。
对比例3
本实施例按如下步骤制备单组分热固封装胶：
步骤1、将16份双酚A型环氧树脂(CAS号：61788-97-4)、56份双酚F型环氧树脂(CAS号：028064-14-4)、8份聚丁二烯橡胶改性环氧树脂、8份活性稀释剂(CAS号：2930-05-4)、2份硅烷偶联剂(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、0.2份消泡剂、8份钛白粉(CAS号：13463-67-7)混合，在3000r/min的转速下高速分散30分钟，然后在三辊机中研磨至细度不大于15微米，得到物料A，待用。
步骤2、开启真空搅拌机的循环水冷却系统，待混合料A的温度降至30℃以内时，加入液体咪唑5份和促进剂2份(2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚)，以900r/min的转速搅拌分散10分钟，在搅拌过程中控制物料温度不高于30℃，得到混合料B。
步聚3、将混合料B真空脱泡，过滤分装，得到显示用单组分热固封装胶，-40℃低温存储。
对比例4
某国产显示屏用环氧封装胶。
对比例5
某进口显示屏用环氧封装胶。
对各实施例与对比例的封装胶进行如下性能测试：
将各实施例与对比例制备的封装胶从-40℃的冷冻箱内取出，常温下解冻1小时后测试胶水的粘度变化，测试结果如图1。
封装模拟实验：采用点胶机将湿气易变色的试纸用各实施例及对比例制备的环氧胶封装起来，所得封装试片放于70℃的烘箱内测试胶水的固化时间，测试结果见表1。待胶水固化完全(>7天)后，将封装试片放入恒温恒湿循环箱内测试其密封性能(温度60℃，湿度：90％)。
采用四面制备器将各实施例与对比例的环氧封装胶制成厚度0.25毫米的膜，待胶水完全固化后(>7天)，将制备好的膜封装于瓶内装有水的瓶口处，在恒温恒湿循环箱(温度50℃，湿度100％)内放置24小时，测试胶水的透水率(测试标准：ASTME-96)，结果见表2。
表1各实施例制备的封装胶在70℃下的固化时间
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 |
| 固化时间(70℃) | 70分钟 | 60分钟 | 80分钟 | 75分钟 | 90分钟 | 70分钟 | 60分钟 |
由表1可以看出：通过增加促进剂的用量，可以缩短胶水在70℃下的固化时间。通过引入高活性的咪唑，也会加快胶水的固化时间；本发明通过调节促进剂的用量使实施例2的封装胶在70℃下的固化时间与对比例5的进口封装胶接近，远快于对比例4的国产封装胶。
从图1可以看出：单独使用低活性的液体咪唑，常温下4小时粘度基本未发生变化；通过引入高活性的固体咪唑，粘度开始发生缓慢变化，但同国产封装胶与进口封装胶相比，本发明提供的单组分热固封装胶在常温下粘度变化更加缓慢。
表2各实施例制备的封装胶24小时透水率(温度50℃，湿度100％)
从表2可以看出：各实施例及对比例的封装胶24小时的透水率在30g/cm2*24h左右。
封装模拟测试结果表明：各实施例在温度60℃、湿度90％的条件下，1000小时后内部封装的试纸未发生变色(当封装胶出现开裂或耐水汽性能差时，水汽会进入其中，内部封装的试纸会出现变红的现象)。
综上所述，本发明提供的显示用单组分热固封装胶：选用双酚F型环氧树脂降低体系的粘度，聚丁二烯橡胶改性环氧树脂提高体系的韧性；采用液体咪唑与固体咪唑共混的方式提供更长的操作时间，通过调整促进剂的用量缩短70℃的固化时间；固化后胶层耐湿热性能和耐冷热冲击性能好，能够有效隔离水汽、氧气对显示屏内部的破坏。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出相应的调整和改进，这些调整和改进也应视为本发的保护范围。
Claims (9)
1.一种显示用单组分热固封装胶，其特征在于，所述封装胶包括按重量份构成的如下原料：环氧树脂75～85份、活性稀释剂5～15份、硅烷偶联剂1～2份、消泡剂0.1～0.3份、改性咪唑3～5份、钛白粉5～10份，促进剂1～2份。
2.如权利要求1所述的显示用单组分热固封装胶，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和聚丁二烯橡胶改性环氧树脂中的至少一种。
3.如权利要求2所述的显示用单组分热固封装胶，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和聚丁二烯橡胶改性环氧树脂的混合物。
4.如权利要求3所述的显示用单组分热固封装胶，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和聚丁二烯橡胶改性环氧树脂按重量比2：7：1构成的混合物。
5.如权利要求1所述的显示用单组分热固封装胶，其特征在于：所述改性咪唑为液体咪唑与固体咪唑的混合物。
6.如权利要求5所述的显示用单组分热固封装胶，其特征在于：所述液体咪唑与固体咪唑的重量比为5：1。
7.如权利要求1所述的显示用单组分热固封装胶，其特征在于：所述促进剂为叔胺类化合物。
8.如权利要求1所述的显示用单组分热固封装胶，其特征在于：所述活性稀释剂为亚烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇缩水甘油醚和聚丙二醇二缩水甘油醚中的一种；所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷；所述消泡剂为二甲基硅氧烷或全氟有机物改性聚硅氧烷中的一种；所述钛白粉为锐钛型钛白粉或金红石型钛白粉。
9.一种权利要求1～8中任意一项所述显示用单组分热固封装胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在真空搅拌机中加入环氧树脂、活性稀释剂、硅烷偶联剂、消泡剂和钛白粉，以2000～3000r/min的转速搅拌分散20～30分钟，得到混合料A；
步骤2、在90℃下将固体咪唑溶解于液体咪唑中，然后冷却至室温，得到改性咪唑；
步骤3、开启真空搅拌机的循环水冷却系统，待混合料A的温度降至30℃以内时，加入改性咪唑和促进剂，以800～1000r/min的转速搅拌分散10分钟，在搅拌过程中控制物料温度不高于30℃，得到混合料B；
步聚4、将混合料B真空脱泡，过滤分装，得到显示用单组分热固封装胶，-40℃低温存储。
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| JPH01117866A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-10 | Yuka Shell Epoxy Kk | 常温液状の非結晶性イミダゾール誘導体組成物 |
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2022
- 2022-11-30 CN CN202211514985.0A patent/CN115710480A/zh active Pending
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