CN116082938A - 一种丙烯酸类轻离型力离型剂、离型膜及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种丙烯酸类轻剥离力离型剂，离型剂的主要组成为含羟基丙烯酸树脂、固化剂、催化剂和溶剂；含羟基丙烯酸树脂包括软单体、硬单体和官能单体；官能单体包括甲基丙烯酸羟乙酯及丙烯酸和叔碳酸缩水甘油酯预聚单体，预聚单体的添加量占含羟基丙烯酸树脂总质量的3%~10%。丙烯酸类轻离型力离型剂通过含羟基丙烯酸树脂固化制得轻离型力的离型膜，与基材附着性良好，解决含硅离型剂硅元素迁移的问题；丙烯酸和叔碳酸缩水甘油酯预聚单体中叔碳支链化，可调节丙烯酸类离型膜的离型力；可提供位阻空间促使各单体初步形成线性结构，防止聚合反应过快粘度过大，导致所得含羟基丙烯酸树脂的分子量宽，进而影响所得离型膜的离型力。

Description

一种丙烯酸类轻离型力离型剂、离型膜及制备方法

技术领域

本发明涉及膜制备技术领域，具体涉及一种丙烯酸类轻离型力离型剂、离型膜及制备方法。

背景技术

离型膜是指在薄膜上涂覆化学涂层，经烘干或紫外固化后，得到的具有低表面能的功能性薄膜。在离型膜所需的离型剂中，采用主剂硅油的离型剂具有许多突出优点，如透明性好，离型力的范围可灵活调整等。目前，电子类产品越来越高端，要求越来越高，电子类产品在加工过程中必须有易揭保护膜进行保护，即离型膜。然而电子类产品对硅元素极其敏感，现有的有机硅油离型剂涂布所得的离型膜易导致硅迁移，迁移的硅元素易使得电子类产品加工不良及出现短路等风险。因此，对离型膜提出了较高的要求，严格控制离型膜的硅含量范围和解决硅迁移问题。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种丙烯酸类轻离型力离型剂，通过含羟基丙烯酸树脂固化制得轻离型力的离型膜，与基材附着性良好，未出现膜面缩孔及离型剂的硅元素迁移问题。

为了实现上述工艺效果，本发明的技术方案为：一种丙烯酸类轻离型力离型剂，所述离型剂的主要组成为含羟基丙烯酸树脂、固化剂、催化剂和溶剂；所述含羟基丙烯酸树脂包括软单体、硬单体和官能单体；所述官能单体包括甲基丙烯酸羟乙酯及丙烯酸和叔碳酸缩水甘油酯预聚单体，所述预聚单体的添加量占所述含羟基丙烯酸树脂总质量的3％～10％。进一步的，预聚单体的添加量占含羟基丙烯酸树脂总质量的6％～10％。

优选的技术方案为：所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯，所述软单体为丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯，所述软单体、硬单体和官能单体的质量比为(2.5～6)：1：(1.2～3)。

优选的技术方案为：所述离型剂还包括改性有机硅烷，所述改性有机硅烷为羧基改性或醇羧基改性。

优选的技术方案为：所述改性有机硅烷的添加量占所述含羟基丙烯酸树脂总质量的1％～10％。进一步的，改性有机硅烷的添加量占含羟基丙烯酸树脂总质量的3％～8％。更进一步的，改性有机硅烷的添加量占含羟基丙烯酸树脂总质量的4％～6％。

优选的技术方案为：按质量份数计，按质量份数计，所述离型剂的主要组成为含羟基丙烯酸树脂100份、改性有机硅烷4～6.2份、固化剂16～22份、催化剂0.2～7份、4000～5000份。

优选的技术方案为：所述固化剂为脂肪族类异氰酸酯。

优选的技术方案为：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和对甲苯磺酸。进一步的，按质量份数计，离型剂中含羟基丙烯酸树脂100份，二月桂酸二丁基锡0.2～0.8份，对甲苯磺酸3～6份。

优选的技术方案为：所述溶剂包括正庚烷、丁酮、乙酸乙酯和醋酸丁酯，所述正庚烷、丁酮、乙酸乙酯和醋酸丁酯的质量比为1：

(5.6～6.2)：(1.6～2.2)：1。

本发明的目的之二在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种丙烯酸类轻离型力离型膜，包括基材层和离型层，所述离型层由上述的丙烯酸类轻离型力离型剂制得。

本发明的目的之三在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种丙烯酸类轻离型力离型膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：配置基材层和上述的丙烯酸类轻离型力离型剂；

S2：所述丙烯酸类轻离型力离型剂涂布于所述基材层表面；

S3：烘干并固化离型膜，连续烘干温度依次设置为：90±5℃，115±5℃，130±5℃，140±5℃，145±5℃，120±5℃；

S4：收卷并熟化，所述熟化的温度为50～65℃，时间为48h以上；

所述丙烯酸类轻离型力离型剂的固化干量为0.05～0.5g/m²。

本发明的优点和有益效果在于：

该丙烯酸类轻离型力离型剂通过含羟基丙烯酸树脂固化制得轻离型力的离型膜，与基材附着性良好，未出现膜面缩孔及离型剂的硅元素迁移问题；

丙烯酸和叔碳酸缩水甘油酯预聚单体中烷基取代基的支链化，调节丙烯酸类树脂的粘度；提供位阻空间促使各单体初步形成线性结构，防止聚合反应过快粘度过大，导致所得含羟基丙烯酸树脂的分子量宽，进而影响所得离型膜的离型力；

丙烯酸和叔碳酸缩水甘油酯预聚单体的支链上赋予活性羟基，提高交联密度，提高成膜性能，制得轻离型力的离型膜。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

官能单体

丙烯酸与叔碳酸缩水甘油酯反应制得预聚单体，一方面得到羟基，供给交联或接枝的官能团；另一方面预聚单体具有烷基取代基的支链化，有效调节含羟基丙烯酸树脂合成过程中的粘性及成膜的粘性和离型力，防止交联速率过快，形成稳定的交联网状结构离型层，含羟基丙烯酸树脂成膜后膜面平整光滑，离型膜的离型力可达到轻离型力，离型膜的表面能低。

预聚单体的添加量过多会影响含羟基丙烯酸树脂的交联网状结构，内聚力不佳对成膜的离型力有消极影响；预聚单体的添加量过少聚合反应过快，单体未能均聚，活性基团分布不均，不利于形成交联网状结构的离型膜，固化成膜速率慢、硬度低，成膜性能不佳。

软单体

为丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯，丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯单体所得含羟基丙烯酸树脂成膜后具备高初粘、低离型力的特性。丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯的质量比为(2～3)：1。

改性有机硅烷

进一步降低含羟基丙烯酸树脂成膜后离型膜的表面能，改善离型膜与被贴物之间的起剥角，所得离型膜应用更广，与不同被贴物适用性更佳。改性有机硅烷为羧基改性或醇羧基改性，一方面提高改性有机硅烷在离型剂中的溶解性，分散均匀，进一步降低离型膜的表面活性能；另一方面通过羧基活性官能团与含羟基丙烯酸树脂交联，或通过羧基和羟基活性官能团与含羟基丙烯酸树脂交联，化学交联避免硅元素迁移的问题。改性有机硅烷的添加量过多，易导致硅元素迁移，对离型膜的性能有消极影响，超薄离型膜中改性有机硅烷含量较多会出现膜缩孔等现象。

脂肪族类异氰酸酯

提高离型膜的耐候性；与催化剂复配交联提高离型层的硬度和离型膜的干爽性，同时，实现超薄离型层。固化剂的选择决定离型层的固化速率，固化速率多快不能得到均匀的薄膜；固化速度过慢影响生产效率及膜的性能。

对甲苯磺酸

促进改性有机硅烷与含羟基丙烯酸树脂的酯化反应，进一步形成交联结构的离型层，不仅有效防止硅元素的迁移问题，且所得离型膜的离型力即轻即稳定。也提高含羟基丙烯酸树脂成膜后离型膜的硬度、干爽性和平滑性。

溶剂

包括正庚烷、丁酮、乙酸乙酯和醋酸丁酯，解决薄型离型膜的缩孔问题，所得离型剂的流平性良好，所得离型层轻薄，同时离型膜的离型力轻且稳定。

预聚单体的制备

丙烯酸(中国台湾台塑)和叔碳酸缩水甘油酯(麦克林)在辛酸亚锡作用下酯化，反应温度为150～153℃。丙烯酸和叔碳酸缩水甘油酯的摩尔比为1：1.1。

按质量百分数计，含羟基丙烯酸树脂样品的组成如下表1：

含羟基丙烯酸树脂制备：按照上表1配置软单体、硬单体和官能单体的反应物混合体系，在反应器中加入溶剂乙酸乙酯并加热至43℃后，在加热的溶剂中滴加反应物混合体系和一部分引发剂，并升温至85℃，反应物混合体系的滴加为1h，保温反应2h；再加入另一份引发剂，另一份引发剂的滴加时间为40min，保温反应1h，降温出料。

其中，引发剂为二叔基戊基过氧化物，易形成线性结构的含羟基丙烯酸树脂，羟基活性基团暴露亲水性更佳，稀释后的丙烯酸类轻剥离力离型剂中，分布更均匀，更易在离型膜成膜时交联，形成层厚薄的离型层且离型力轻；也更易与改性有机硅烷反应，避免硅迁移的问题。

按质量份数计，丙烯酸类轻剥离力离型剂的组成如下表2：

实施例和对比例丙烯酸类轻剥离力离型膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：配置PET基材层，按照上表2配置丙烯酸类轻剥离力离型剂；

S2：丙烯酸类轻剥离力离型剂采用M200微凹辊涂布于厚度为50μm的基材层表面，涂布的速度为40m/min，得离型膜半成品；

S3：烘干并固化离型膜，连续烘干温度依次设置为：90℃，115℃，130℃，140℃，145℃，120℃；

S4：收卷并熟化，熟化的温度为60℃，时间为48h；

制得丙烯酸类轻离型力离型膜，离型层的层厚为0.2μm。

性能测试

(1)残余接着率：使用日东31B胶带测试残余接着率；

(2)剥离力：使用日东31B胶带贴合20min后进行拉力测试(180°角度下，以300mm/min的剥离速度下所检测到的力值)；

(3)水接触角：根据GB/T 30693-2014标准。

实施例和对比例的测定结果见下表3：

0.03～0.06N/25mm，即3～6克的剥离力，称为超轻剥离力；0.07～0.19N/25mm，即7～19克的剥离力，称为轻离型力。

优异的丙烯酸类轻离型力离型膜满足：外观无彩虹纹、离型膜膜面未出现缩孔和凹凸点；水接触角大于90°；离型力为3～10g；残余接着率95％以上。

相较于实施例2，实施例4添加的改性有机硅烷多，而羟基基团和固化剂的量未变，导致日东31B胶带上测试有硅元素。

相较于实施例2，实施例5离型膜未添加改性有机硅烷，离型膜与被贴物的起剥难度增大。

相较于实施例2，实施例6催化剂未加对甲苯磺酸，离型层硬度和干爽性不佳，对水接触角、离型力和残余接着率均有消极影响。

对比例1中采用样品4，丙烯酸羟乙酯含量减少，预聚单体含量增多，导致羟基基团减少，相应的减少固化剂的添加量。相较于实施例2，对比例1所得含羟基丙烯酸树脂粘度低，配制成丙烯酸类轻剥离力离型剂涂布，制备薄离型层时，不利于缩孔的控制，则出现缩孔。

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来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种丙烯酸类轻离型力离型剂，其特征在于，所述离型剂的主要组成为含羟基丙烯酸树脂、固化剂、催化剂和溶剂；

所述含羟基丙烯酸树脂包括软单体、硬单体和官能单体；

所述官能单体包括甲基丙烯酸羟乙酯及丙烯酸和叔碳酸缩水甘油酯预聚单体，所述预聚单体的添加量占所述含羟基丙烯酸树脂总质量的3%~10%。

2.根据权利要求1所述的丙烯酸类轻离型力离型剂，其特征在于，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯，所述软单体为丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯，所述软单体、硬单体和官能单体的质量比为（2.5~6）：1：（1.2~3）。

3.根据权利要求1或2所述的丙烯酸类轻离型力离型剂，其特征在于，所述离型剂还包括改性有机硅烷，所述改性有机硅烷为羧基改性或醇羧基改性。

4.根据权利要求3所述的丙烯酸类轻离型力离型剂，其特征在于，所述改性有机硅烷的添加量占所述含羟基丙烯酸树脂总质量的1%~10%。

5.根据权利要求4所述的丙烯酸类轻离型力离型剂，其特征在于，按质量份数计，所述离型剂的主要组成为含羟基丙烯酸树脂100份、改性有机硅烷4~6.2份、固化剂16~22份、催化剂0.2~7份、4000~5000份。

6.根据权利要求3或5所述的丙烯酸类轻离型力离型剂，其特征在于，所述固化剂为脂肪族类异氰酸酯。

7.根据权利要求6所述的丙烯酸类轻离型力离型剂，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和对甲苯磺酸。

8.根据权利要求1或5所述的丙烯酸类轻离型力离型剂，其特征在于，所述溶剂包括正庚烷、丁酮、乙酸乙酯和醋酸丁酯，所述正庚烷、丁酮、乙酸乙酯和醋酸丁酯的质量比为1：（5.6~6.2）：（1.6~2.2）：1。

9.一种丙烯酸类轻离型力离型膜，包括基材层和离型层，其特征在于，所述离型层由权利要求1~8任意一项所述的丙烯酸类轻离型力离型剂制得。

10.一种丙烯酸类轻离型力离型膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：配置基材层和权利要求1~8任意一项所述的丙烯酸类轻离型力离型剂；

S2：所述丙烯酸类轻离型力离型剂涂布于所述基材层表面；

S3：烘干并固化离型膜，连续烘干温度依次设置为：90±5℃，115±5℃，130±5℃，140±5℃，145±5℃，120±5℃；

S4：收卷并熟化，所述熟化的温度为50~65℃，时间为48h以上；

所述丙烯酸类轻离型力离型剂的固化干量为0.05~0.5g/m²。