一種光學透明膠帶用無溶劑uv固化膠水及其制備和應用的制作方法
【專利摘要】本發明屬于UV固化膠水【技術領域】，公開了一種光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水及其制備方法和應用。該膠水包括以下按質量份數計的成分：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯20～60份、超支化聚酯丙烯酸酯5～15份、丙烯酸酯單體10～25份、硫醇1～10份、增粘樹脂1～10份、流平劑0.1～1份、消泡劑0.5～2份、光引發劑0.5～2份。本發明通過優選低官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，添加超支化聚酯丙烯酸酯提高膠體交聯密度和膠體強度；丙烯酸酯單體調節粘度和增加膠體強度；添加含醚類結構硫醇提高粘結性，制備得到具有高柔韌性、高透光率、低霧度、膠體強度高、高粘結性、高厚度、低VOC的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水。
【專利說明】—種光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水及其制備和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于UV固化膠水【技術領域】，特別涉及一種光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]光學透明膠帶(OCA)是一種具有光學特性無基體材料的雙面貼合膠帶。光學透明膠帶(OCA)應用十分廣泛。目前，主要應用于三類領域材料的粘結，其中包括:觸摸顯示屏用薄膜(TP )材料、保護膜、液晶顯示器制成用材料(IXD )。
[0003]目前，光學透明膠帶的固化方式以熱固化為主。熱固化方式生產的OCA產品受膠水活化期限制，其揮發性有機化合物(VOC)含量高、生產周期長，產品需要熟化(生產完成后，需55°C熟化40h或常溫熟化7天)，產品批次穩定性不易控制，無法生產厚型OCA (厚型OCA泛指有效膠層厚度3 175um)產品，同時存在生產能耗高等缺陷，嚴重制約了國內相關產業的發展。[0004]以無溶劑UV固化方式生產的OCA產品，膠水無活化期限制，由于不含溶劑使得固化產品VOC含量很低，同時該工藝制成產品生產周期短(10~15分鐘)、產品批次穩定性易管控，制成產品厚度譜系范圍廣，具有生產能耗低等特點。
[0005]綜上所述，市場急需一種不受膠水活化期限制、固化速度快、無溶劑UV固化體系，用于OCA膠帶生產的新型膠水。
【發明內容】
[0006]為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水。
[0007]本發明另一目的在于提供一種上述光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水的制備方法。
[0008]本發明再一目的在于提供上述光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水在制備光學透明膠帶中的應用。
[0009]本發明的目的通過下述方案實現:
[0010]一種光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水，包括以下按質量份數計的成分:脂肪族聚氨酯丙烯酸酯20~60份、超支化聚酯丙烯酸酯5~15份、丙烯酸酯單體10~25份、硫醇I~10份、增粘樹脂I~10份、流平劑0.1~1份、消泡劑0.5~2份、光引發劑0.5~2份。
[0011]所述的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯指I~3官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
[0012]優選地，所述的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯可選自沙多瑪CN704、CN965NS、CN8004、CN9002、CN966J75NS、CNUVE151NS，長興 6113、615_100、641 中的至少一種。
[0013]優選地，所述的超支化聚酯丙烯酸酯可選自長興化學6361-100、6362-100，沙多瑪CN2302.CN2303中的至少一種。[0014]所述的丙烯酸酯單體為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯中的至少一種。
[0015]優選地，所述的丙烯酸酯單體為單官能度(甲基)丙烯酸酯、雙官能度(甲基)丙烯酸酯和3~6官能度(甲基)丙烯酸酯中的至少兩種；更優選為單官能度(甲基)丙烯酸酯和雙官能度(甲基)丙烯酸酯中的一種與4~6官能度(甲基)丙烯酸酯的組合物。
[0016]更優選地，所述的丙烯酸酯單體為沙多瑪SR395NS、SR506NS、SR423NS、SR454NS和SR238NS中的一種、長興化學EM241、EM2411、EM265、EM266和EM267中的一種形成的混合物。
[0017]所述的硫醇為含醚類結構的硫醇；優選為臺灣恒橋化工PETP、日本合成Lecad803、Lecad804、日本希比希TMPT和PETP中的至少一種。
[0018]所述的增粘樹脂為可UV反應的增粘樹脂，優選為E-5600BR和DS99中的至少一種。
[0019]所述的流平劑為可交聯型聚醚改性或聚酯改性的二甲基硅氧烷類流平劑，優選為BYK-371、BYK-UV3500、BYK-UV3530 和 BYK-UV3570 中的至少一種。
[0020]所述的消泡劑為BYK-067A、BYK-088和BYK-057中的至少一種。
[0021 ] 所述光引發劑優選為α -羥基酮類光引發劑和酰基膦氧化物類光引發劑中的至少一種；更優選為汽巴公司Darocurl 173光引發劑、汽巴公司Darocur MBF光引發劑、巴斯夫Irgacurel84光引發劑、巴斯夫Irgacure2022光引發劑、巴斯夫Irgacurel27光引發劑和巴斯夫Lucirin TPO光引發劑中的至少一種。
[0022]一種上述光學透明膠帶用無溶劑UV固化`膠水的制備方法，包含如下步驟:
[0023]將20~60質量份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、5~15質量份超支化聚酯丙烯酸酯混合，再加入I~10質量份增粘樹脂、10~25質量份丙烯酸酯單體，混合均勻；再加入I~10質量份硫醇，混合均勻；加入0.1~I質量份流平劑、0.5~2質量份消泡劑和0.5~2質量份光引發劑，混勻，得到光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水。
[0024]優選的，制備得到的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水密封、避光保存。
[0025]上述光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水在制備OCA膠帶中的應用。可采用狹縫擠出式涂布法、氣刀法、逆轉輥涂法、噴霧法、刮刀法凹版印刷法以及旋涂涂布法等方法制備OCA膠帶；
[0026]具體可通過以下步驟制備得到:
[0027]把上述光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水涂布，得到濕膜，UV照射固化，得到OCA膠帶。
[0028]優選的，所述濕膜的厚度為125~400 μ m ;
[0029]優選的，所述的UV照射固化以低能量慢線速進行固化，其中光能量為850~2000mJ/cm2，更優選為 800 ~1200mJ/cm2。
[0030]制備得到的OCA膠帶的厚度優選為125~400 μ m,更優選為150~300 μ m。
[0031]本發明的機理為:
[0032]本發明通過優選的具有優異光學性能的低官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，賦予制備得到的OCA膠體高柔韌性、高透光率及低霧度；通過添加超支化聚酯丙烯酸酯提高膠體交聯密度和提高膠體強度；丙烯酸酯單體作為活性稀釋劑，用以調節膠黏劑粘度從而改善施工性及適量增加膠體強度；同時添加含醚類結構硫醇提高膠黏劑的粘結性；本發明的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水不含溶劑，因此具有低VOC的特性。通過上述措施，賦予制備OCA膠體具有高柔韌性、高透光率、低霧度、膠體強度高、高粘結性、高厚度、低VOC等優點。
[0033]本發明相對于現有技術，具有如下的優點及有益效果:
[0034](I)本發明的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水不含溶劑，因此具有低VOC的特性。
[0035](2)本發明的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水制備得到的OCA膠體具有高柔韌性、高粘結性、高厚度、低V0C、高透光率、低霧度等優點。
[0036](3)本發明的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水，通過UV固化方式進行固化生產,可保持批次穩定性,并提高生產效率、降低生產能耗從而降低了生產成本。
【具體實施方式】
[0037]下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0038]實施例1:光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水的制備
[0039]將60g 質量份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(Sartomer-CN965NS)、5g超支化聚酯丙烯酸酯(Sartomer-CN2303)混合，再加入Ig增粘樹脂(E_5600BR)、20g丙烯酸酯單體(Sartomer-SR395NS)、5g丙烯酸酯單體(長興化學EM2411)，混合均勻；再加入Ig含醚類結構硫醇(日本合成Lecad803)，混合均勻；加入0.5g流平劑(BYK_UV3570)、0.5g消泡劑(BYK-057)和Ig光引發劑(IrgaCurel27)，混合均勻，得到光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水。
[0040]實施例2:光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水的制備
[0041]將20g質量份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(Sartomer_966J75NS)、5g超支化聚酯丙烯酸酯(長興化學6361-100)混合，再加入Ig增粘樹脂(E-5600BR)、5g丙烯酸酯單體(Sartomer-454NS)、5g丙烯酸酯單體(長興化學EM241),混合均勻；再加入Ig含醚類結構硫醇(日本合成Lecad804 )，混合均勻；加入0.5g流平劑(BYK-UV3530 )、0.5g消泡劑(BYK-088)和2g光引發劑(Irgacure2022)，混合均勻，得到光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水。
[0042]實施例3:光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水的制備
[0043]將50g質量份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(長興641)、5g超支化聚酯丙烯酸酯(Sartomer-CN2302)混合，再加入Ig增粘樹脂(DS99)、10g丙烯酸酯單體(Sartomer-506NS)、5g丙烯酸酯單體(長興化學EM265),混合均勻；再加入Ig含醚類結構硫醇(日本希比希TMPT)，混合均勻；加入0.5g流平劑(BYK-UV3500)、0.5g消泡劑(BYK-067A)和2g光引發劑(IrgaCUrel84)，混合均勻，得到光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水。
[0044]實施例4:光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水的制備
[0045]將45g質 量份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(長興6113)、5g超支化聚酯丙烯酸酯(長興化學6362-100)混合，再加入Ig增粘樹脂(DS99)、10g丙烯酸酯單體(Sartomer-423NS)、5g丙烯酸酯單體(長興化學EM266)，混合均勻；再加入Ig含醚類結構硫醇(臺灣恒橋化工PETP)，混合均勻;加入0.5g流平劑(BYK-371)、0.5g消泡劑(BYK-067A)和2g光引發劑(Irgacure ΤΡ0),混合均勻,得到光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水。[0046]實施例5:光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水的制備
[0047]將60g質量份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(Sartomer-CN704)、5g超支化聚酯丙烯酸酯(長興化學6362-100)混合，再加入Ig增粘樹脂(E-5600BR)、10g丙烯酸酯單體(Sartomer-238NS)、5g丙烯酸酯單體(長興化學EM267),混合均勻；再加入Ig含醚類結構硫醇(日本希比希PETP)，混合均勻；加入0.5g流平劑(BYK-UV3570)、0.5g消泡劑(BYK-067A)和2g光引發劑(IrgaCUrell73)，混合均勻，得到光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水。
[0048]對比例1:UV固化膠水的制備
[0049](1)將60g脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(Sartomer-CNUVE151NS)、20g丙烯酸酯單體(Sartomer-SR423NS)>IOg超支化聚酯丙烯酸酯(Eternal-6362_100)、4g丙烯酸酯單體(Sartomer-SR395NS)、和2g增粘樹脂(E-5600BR)，攪拌分散均勻；
[0050](2 )向步驟(1)得到的混合物中加入0.5g流平劑(BYK-UV3530 )、0.5g消泡劑(BYK-088)和2g光引發劑(巴斯夫Irgacurel84)，分散均勻、過濾，得到UV固化涂料。
[0051]對比例2:熱固化膠水的制備
[0052](1)將100g熱固型OCA樹脂(固含40%)，與25.6g 丁酮(氨酯級)混合均勻；
[0053](2)向步驟(1)得到的混合物中加入0.1g固化劑和0.05g硅烷偶聯劑，攪拌分散均勻；
[0054]對比例3:熱固化膠水的制備
[0055](I)將100g熱固型OCA樹脂(固含70%)，與25.6g 丁酮(氨酯級)混合均勻；
[0056](2)向步驟(1)得到的混合物中加入0.1g固化劑和0.05g硅烷偶聯劑，攪拌分散均勻。
[0057]測試實施例1~2、對比例I~3制備得到的膠水的性能指標
[0058](I)OCA膠帶膠層的制備
[0059]取實施例1、2，對比例I的膠水4~5g用刮棒涂布于面積A4紙大小的離型膜上，放入干燥烘箱50°C加熱干燥lmin，UV照射固化，能量為1000~1500mJ/cm2，固化的干膜厚度 170 ~180 μ m。
[0060]取對比例2、3的膠水4~5g用刮棒涂布于面積A4紙大小的離型膜上，放入干燥烘箱100°C加熱干燥3min，熟化，烘箱溫度55°C熟化40h，固化的干膜厚度170~180 μ m
[0061](2)性能測試:將由實施例1~2和對比例I~3的膠水制備的OCA膠層綜合性能進行評價，結果見表1。測試標準:檢測膜厚的方法見GB/T7125-1986，；檢測透光率的方法見JIS K-7105 ;檢測霧度的方法見JIS K-7105 ;黃度指數的檢測方法見ASTM D1148 ;基材面剝離力的方法見GB/T2792-1998 ;保持力的方法見GB/T4851-1998 ;油墨斷差填補性、貼合返泡性觀察點為油墨斷差處，重點關注是否有氣泡產品及氣泡尺寸、數量。
[0062]目測檢測方法及條件:
[0063]檢驗條件:檢驗人員距離產品的距離應為250~350mm,光源條件:普通光源檢驗時產品與檢驗員視線成30~90度角(檢查背景環境:黑色)。
[0064]其中，外觀氣泡標準:D < 0.1Omm不可密集；0.1Omm ^ D ( 0.20mm如果其與另一處缺陷間的距離大于20mm，允許接受三個存在；D>0.3mm不允許。
[0065]表1OCA膠層綜合性能評價
[0066]
【權利要求】
1.一種光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水，其特征在于包括以下按質量份數計的成分:脂肪族聚氨酯丙烯酸酯20~60份、超支化聚酯丙烯酸酯5~15份、丙烯酸酯單體10~25份、硫醇I~10份、增粘樹脂I~10份、流平劑0.1~1份、消泡劑0.5~2份、光引發劑0.5~2份。
2.根據權利要求1所述的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水，其特征在于:所述的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯指I~3官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
3.根據權利要求1所述的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水，其特征在于:所述的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯指沙多瑪 CN704、CN965NS、CN8004、CN9002、CN966J75NS、CNUVE15INS,長興6113、615-100、641中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水，其特征在于:所述的超支化聚酯丙烯酸酯指長興化學6361-100、6362-100，沙多瑪CN2302、CN2303中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水，其特征在于:所述的丙烯酸酯單體為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯中的至少一種；所述的硫醇為含醚類結構的硫醇。
6.根據權利要求1所述的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水，其特征在于:所述的丙烯酸酯單體為單官能度(甲基)丙烯酸酯、雙官能度(甲基)丙烯酸酯和3~6官能度(甲基)丙烯酸酯中的至少兩種；所述的硫醇為臺灣恒橋化工PETP、日本合成Lecad803、Lecad804、日本希比希TMPT和PETP中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水，其特征在于:所述的增粘樹脂為可UV反應的增粘樹脂；所述的流平劑為可交聯型聚醚改性或聚酯改性的二甲基硅氧烷類流平劑；所述的光引發劑為α-羥基酮類光引發劑和酰基膦氧化物類光引發劑中的至少一種。
8.根據權利要求1所述的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水，其特征在于:所述的增粘樹脂為E-5600BR和DS99中的至少一種；所述的流平劑為ΒΥΚ-371、BYK-UV3500、BYK-UV3530 和 BYK-UV3570 中的至少一種；所述的消泡劑為 ΒΥΚ-067Α、ΒΥΚ-088 和 ΒΥΚ-057中的至少一種；所述光引發劑為汽巴公司Darocurl 173光引發劑、汽巴公司DarocurMBF光引發劑、巴斯夫Irgacurel84光引發劑、巴斯夫Irgacure2022光引發劑、巴斯夫Irgacurel27光引發劑和巴斯夫Lucirin TPO光引發劑中的至少一種。
9.一種根據權利要求1~8任一項所述的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水的制備方法，其特征在于包含如下步驟: 將20~60質量份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、5~15質量份超支化聚酯丙烯酸酯混合，再加入I~10質量份增粘樹脂、10~25質量份丙烯酸酯單體，混合均勻；再加入I~10質量份硫醇，混合均勻；加入0.1~I質量份流平劑、0.5~2質量份消泡劑和0.5~2質量份光引發劑，混勻，得到光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水。
10.根據權利要求1~8任一項所述的光學透明膠帶用無溶劑UV固化膠水在制備光學透明膠帶中的應用。
【文檔編號】C09J175/14GK103725245SQ201310712279
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】喬立根, 吳鵬飛, 陳勇, 黃鏈 申請人:廣州慧谷工程材料有限公司