触控面板贴合用高透光率的紫外线固化胶粘剂的制作方法
【专利摘要】一种触控面板贴合用高透光率的紫外线固化胶粘剂，其由下列重量百分含量的原料配制而成：含有甲基丙烯酰氧基和乙烯基的改性液体异戊二烯橡胶—5.8～59%、有机硅改性的聚丁二烯橡胶—5.8～59%、具有丙烯酰氧基团和甲基丙烯酰氧基团的氨基甲酸酯低聚物—2～10%、多官能的链烯基丙烯酸酯—0.5～14.5%、多官能杂环基甲基丙烯酸酯—1.5～10.5%、自由基型光引发剂—20～59%、阳离子型光引发剂—1.1～10.8%、消泡剂—0.5～14.6%、抗氧剂—0～6%。本发明具有粘度2000cps；透光率≥98%；折射率1.51-1.53；硬度：邵氏A20-25；体积收缩率≤1%；介电常数2.1-2.5；固化能量≤1500MJ；pH值6.8-7.2；黄变指数≤0.5；高温高湿性能好和冷热冲击性能优异。
【专利说明】触控面板贴合用高透光率的紫外线固化胶粘剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及触控面板贴合用高透光率的紫外线固化胶粘剂，尤其涉及一种可用于触摸屏保护玻璃与玻璃，玻璃与工程塑料，触摸屏保护玻璃与LCD屏之间的固定粘接，电子纸、透明器件粘结、投影屏组装、航空航天或军事光学器件组装、显示器组装、镜头组装、电阻式触摸屏G+F+F、F+F、电容式触摸屏、面板、ICON及玻璃以及聚碳酸脂等塑料材料的贴合用于胶结透明光学元件(如镜头等)的特种紫外线固化光学胶粘剂。
【背景技术】
[0002]电容触摸屏的广泛应用满足了新一代电子产品的需要，也为开发新的电子化学品提出了新的要求。液态光学胶粘剂是一种可紫外线固化具有光学性能的单组份胶粘剂，简称光学胶。光学胶是电容触摸屏生产过程中关键的材料之一，主要适用于投射式电容触摸屏面板之间的粘接和保护。光学胶的性能是影响电容触摸屏的可靠性与合格率的关键因素。通常，光学胶应具有较高粘接力、99%光穿透率、低收缩性、高折射率、高透光率、低黄变性、易返修性、固化后长期抗紫外线、耐高温高湿性、耐冷热冲击性优异等性能特点。
[0003]液态光学胶的具体性能如下:
[0004]1、高透光性(全穿透率>99%)
[0005]2、粘接强度高并且容易折胶返修不合格粘合件。
[0006]3、高粘着力、高耐候、耐水性、耐高温、抗紫外线，长时间使用不会产品黄变，剥离及变质的问题。
[0007]4、高温高湿性能好:经85°C 85%的条件1000小时后光学性能变化率写1%。
[0008]5、冷热冲击性能优异:-20°C至85°C冷热冲击1000个循环后光学性能变化率
(1%。
[0009]6、粘度小，易于操作。
[0010]7、固化能量低，生产效率高。
[0011]8、收缩率极低，不易造成粘接面的变形。
[0012]随着电容触摸屏行业迅速的发展，液态光学胶需求量不断增大，市场潜力巨大。目前市场上推出的液态光学胶产品，虽有不少品种，但不能做到既固化能量低、粘接强度高又要收缩率小；而且在产品稳定性和操作性均有待改善。根据性能要求和市场需求情况来看，有必要开发一种胶粘剂，既能做到低能量固化，粘结强度高而且收缩率低，又能满足使用工艺的自动化要求。
【发明内容】
[0013]本发明为了解决的现有触摸屏用光学胶粘剂不能低能量固化同时收缩率又低的技术问题，提供一种可低能量固化、收缩率小于1%、粘接力高、易返修、透光率大于99%的液态光学胶粘剂。
[0014]为解决上述技术问题，本发明提出的触控面板贴合用高透光率的紫外线固化胶粘剂，由下列重量百分含量的原料配制而成:
[0015]含有甲基丙烯酰氧基和乙烯基的改性液体异戊二烯橡胶一5.8~59%、
[0016]有机硅改性的聚丁二烯橡胶一5.8~59%、
[0017]具有丙烯酰氧基团和甲基丙烯酰氧基团的氨基甲酸酯低聚物一2~10%、
[0018]多官能的链烯基丙烯酸酯一0.5~14.5%、
[0019]多官能杂环基甲基丙烯酸酯一 1.5~10.5%、
[0020]自由基型光引发剂一 20~59%、
[0021]阳离子型光引发剂一1.1~10.8%、
[0022]消泡剂一0.5 ~14.6%、
[0023]抗氧剂一 O~6%。
[0024]本发明主要组成为改性接枝的弹性体，可利用UV光固化。其对于各种显示基材有很好的粘接力，如玻璃、PET、PMMA。可应用于显示器、触控面板及任何需要光学透明性质的产品。主要功能可增加面板的耐冲击性，其折射率(1.51)与玻璃(1.50-1.52)的折射率接近，可增加面板亮度及对比 性，相对于玻璃光穿透率可达99%以上，体积收缩率低，紫外光固化后仍具有重工性，可提高面板制程的良品率。粘度低可以全面性涂布，可提升粘接力，涂布制程中流动性好，可提高产能。
[0025]传统的IXD与表面玻璃中间存在空气层，会因折射率不同而造成光散射以至于对比度降低，通过采用LCD与液态光学胶的直接粘接可减少反射情况，改善对比度和提高易读性。使用光学胶粘接层时，除了可增加光学特性亦可提高抗震与耐冲击性及减少水汽凝结等优势，由于采用了液态光学胶的贴合工艺改善了显示器的对比性、色彩饱和性、增加亮度、阳光下易读性。
[0026]由于采用了上述组分配比，本发明具有以下优越的性能:①粘度:2000cpS;②透光率> 98%;③折射率1.51-1.53 ;④硬度:邵氏A20-25，体积收缩率≤1%;⑤介电常数:
2.1-2.5 ;⑥固化能量:≤1500MJ;⑦PH值:6.8-7.2 ;⑧黄变指数≤0.5 高温高湿性能好:经85°C 85%的条件1000小时后光学性能变化率=1% ;⑩冷热冲击性能优异:-20°C至85°C冷热冲击1000个循环后光学性能变化率< 1%。
【具体实施方式】
[0027]本发明提出的触控面板贴合用高透光率的紫外线固化胶粘剂，可以由下列重量百分含量的原料配制而成:
[0028]含有甲基丙烯酰氧基和乙烯基的改性液体异戊二烯橡胶一5.8~59%、
[0029]有机硅改性的聚丁二烯橡胶一5.8~59%、
[0030]具有丙烯酰氧基团和甲基丙烯酰氧基团的氨基甲酸酯低聚物一2~10%、
[0031]多官能的链烯基丙烯酸酯一0.5~14.5%、
[0032]多官能杂环基甲基丙烯酸酯一 1.5~10.5%、
[0033]自由基型光引发剂一 20~59%、
[0034]阳离子型光引发剂一1.1~10.8%、
[0035]消泡剂一0.5 ~14.6%、
[0036]抗氧剂一 O~6%。[0037]下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明:
[0038]实施例1
[0039]本实施例提供的触控面板贴合用高透光率的紫外线固化胶粘剂由下列重量百分比含量的原料配制而成:
[0040]
改性液体异戊二烯橡胶59%、
有机硅改性的聚丁二烯橡胶5.8%、
氨基甲酸酯低聚物2 %、
多官能的链烯基丙烯酸酯0.5 %、
多官能杂环基曱基丙烯酸酯I 5 %
自由基型光引发剂20%、
阳离子型光引发剂1.1 %、
消泡剂71%
抗氧剂3%。
[0041]实施例2
[0042]本实施例提供的触控面板贴合用高透光率的紫外线固化胶粘剂由下列重量百分比含量的原料配制而成:
[0043]
改性液体异戊二稀橡胶5.8%、
有机硅改性的聚丁二烯橡胶59%、
氨基甲酸酯低聚物6%、
多官能的链烯基丙烯酸酯1.5 %、
多官能杂环基甲基丙烯酸酯6 %、
自由基型光引发剂20%、
阳离子型光引发剂1.2%,
消泡剂0.5%、
抗氧剂O %。
[0044]实施例3
[0045]本实施例提供的触控面板贴合用高透光率的紫外线固化胶粘剂由下列重量百分比含量的原料配制而成:
[0046]改性液体异戊二烯橡胶32,4%、
有机硅改性的聚丁二烯橡胶6%、
氨基甲酸酯低聚物10%、
多官能的链烯基丙烯酸酯14.5 %、
多官能杂环基甲基丙烯酸酯10.5 %、
自由基型光引发剂20%、
阳离子型光引发剂6 %、
消泡剂0.6%
抗氧剂O %。
[0047]实施例4
[0048]本实施例提供的触控面板贴合用高透光率的紫外线固化胶粘剂由下列重量百分比含量的原料配制而成:
[0049]
改性液体异戍二稀橡股5,8%、
有机硅改性的聚丁二烯橡股32.4%、
氨基甲酸酯低聚物2 %、
多官能的链烯基丙稀酸醋7.5 %、
多官能杂环基甲基丙烯酸酯1.5%、
自由基型光引发剂39.5%、
[0050]
阳离子型光引发剂1.3%、
消泡剂4%、
抗氧剂6 %。
[0051] 实施例5
[0052]改性液体异戊二烯橡股5.8%、
有机硅改性的聚丁二烯橡股5.8%、
氨基甲酸酯低聚物2%、
多官能的链烯基丙烯酸酯0.5 %、
多官能杂环基甲基丙烯酸酯1.5%、
自由基型光引发剂59%、
阳离子型光引发剂10.8 %、
消泡剂丨4.6%、
抗氧剂O %。
[0053]上述具体实施例中，可以根据不同需求由下列相关原料来替换或变化，即选用下面的相关原料来配置本发明，都是符合本发明的要求，都是本发明的具体实施例，其中:
[0054]1、改性液体异戊二烯橡胶，选用含有甲基丙烯酰氧基和乙烯基的改性液体异戊二烯橡胶。其平均官能度为0.9~2.5，数均分子量为20000~40000，优选为22000~35000，更优选为25000~33000 ;玻璃化转变温度为_80°C~(TC，优选为_60°C~(TC，更优选为-50°C~-10°C。
[0055]含有甲基丙烯酰氧基和乙烯基的改性液体异戊二烯橡胶为由反应性官能团改性的异戊二烯聚合物，例如，异戊二烯聚合物可以是接枝的丙烯酸酯基团的聚异戊二烯、或者是接枝的乙烯基基团的聚异戊二烯。这些接枝的聚异戊二烯主链或主链的高分子聚异戊二烯的数均分子量为20000-50000，优选为22000-40000，更优选为25000-35000。接枝的丙烯酸酯基团或接枝的乙烯基基团可以位于异戊二烯低聚物的端部，或者可以是异戊二烯低聚物的分支。甲基丙烯酰氧基的结构为CH2=CRC (0)0-，其中R是H或CH3。
[0056]一个具有丙烯酰氧基团和甲基丙烯酰氧基团的氨基甲酸酯低聚物，有时它也被称作为聚氨酯甲基丙烯酸酯低聚物。在粘接剂组合物，具有丙烯酰氧基和乙烯基的聚异戊二烯可能被单独使用，或在任何组合中的一些聚异戊二烯具有丙烯酰氧基和乙烯基的具体类型和它们的组合取决于从胶粘剂产品的所需性能。
[0057]2、有机硅改性的聚丁二烯橡胶，数均分子量为5000-20000，更优选为6500-15000，甚至更优选7000-10000，特别优选为7500-9000，其中有机硅接枝含量在10_40%。
[0058]这里的有机硅改性的液体聚丁二烯的低聚物是通过阴离子聚合或配位聚合获得的产物，其分子量或粘度可以通过调节引发剂的用量，链转移剂的用量等方法来控制的。有机硅改性的液体聚丁二烯可以选自以下商业化的产品:大赛璐化学公司的PB-3600和沙多玛公司的Riconl30聚丁二烯。在本发明中，基于粘合剂组合物的总重量计，使用的有机硅改性的液体聚丁二烯的量的粘合剂组合物可能是5.8-59重量％的,优选10~50重量
更优选为20-45重量％。
[0059]3、氨基甲酸酯低聚物，可以选用具有丙烯酰氧基团和甲基丙烯酰氧基的氨基甲酸酯低聚物。氨基甲酸酯低聚物是一种官能化的低聚物或聚合物，其分子链上存在甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基或乙烯基反应的UV光照射的基团。这些低聚物或聚合物优选具有低到中等的分子量，例如，通常官能化低聚物或聚合物的数均分子量为约1000至约50000，优选为2000-40000，更优选为5000-35000，更优选为8000-25000，更优选为9000-20000。甲
基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基或乙烯基的基团可以位于聚合物链的端部，或者沿聚合物链端分布，所述官能化低聚物或聚合物是通过照射固化的基团，优选具有平均官能度大于I至小于或等于3，特别的平均官能度为1.5~2.5。“平均官能度”是指的平均数目甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基或乙烯基基团的大分子链。
[0060]氨基甲酸酯低聚物可以优选地包括:聚氨酯二丙烯酸酯CN9018，CN9021, CN3108,CN3211，商业上可从沙多玛公司获得。4188/EHA (混合物组成的80重量％—丙烯酸酯功能的低聚物，包括至少一个尿烷键，及20%的2-乙基己基丙烯酸酯单体；GEN0MER4188由低聚物的重均分子量 Mw 为约 9000，GEN0MER4256GEN0MER4269/M22 的(GEN0MER4269 和GEN0MER1122单体的混合物)中，商业上可从美国公司Rahn获得。
[0061]4、多官能的链烯基丙烯酸酯其具有I至20个碳原子的烷基，其还可以具有一个或多个取代基选自具有I至20个碳原子的烷基，具有I至20个碳原子的烷氧基，具有6至20个碳原子的芳氧基，具有2至20个碳原子的环氧基基团或具有2至20个碳原子的羟基基团等。
[0062]优选的多官能的链烯基丙烯酸是具有2到20个碳原子的烷基，其还可以具有一个或多个取代基选自具有I至20个碳原子的烷基，具有I至20个碳原子的烷氧基，具有2至20个碳原子的羟基基团等。
[0063]5、多官能杂环基甲基丙烯酸酯的杂环基优选的是具有2至20个碳原子的烷基，并具有选自氮和氧的杂原子的杂环基。杂环基可以具有一个或多个取代基选自具有I至20个碳原子的烷基，具有I至20个碳原子的烷氧基，具有2至20个碳原子的烷基或具有2至20个碳原子的羟基。
[0064]多官能链烯基甲基丙烯酸酯和多官能杂环基甲基丙烯酸酯可以选择1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯，1，4_ 丁二醇二甲基丙烯酸酯，季戊四醇三甲基丙烯酸酯。季戊四醇四甲基丙烯酸酯，四乙二醇二甲基丙烯酸酯甲基丙烯酸甲酯乙酯，2-2-乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯，四氢糠基甲基丙烯酸酯，月桂基丙烯酸酯，丙烯酸异辛酯，丙烯酸异癸酯，2-苯氧基乙基丙烯酸酯，2-乙基己酯，甲基丙烯酸异冰片酯，二环戊烯氧基乙基甲基丙烯酸二环戊二烯基酯，2-羟基丙基甲基丙烯酸酯，2-羟丁基甲基丙烯酸酯，己内酯丙烯酸酯，吗啉(甲基)丙烯酸酯，己二醇二(甲基)丙烯酸酯，乙二醇二甲基丙烯酸酯，季戊四醇四氢呋喃甲基丙烯酸酯，乙二醇二环戊烯基醚甲基丙烯酸酯，以及它们的任意组合。最优选使用的甲基丙烯酸酯单体选自下列组成的组:丙烯酸异冰片酯，丙烯酸羟丙酯，2-2-乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯。二环戊烯基乙二醇醚甲基丙烯酸酯，以及它们的组合。
[0065]6、自由基型光引发剂可选用11732-羟基_2_甲基_1_苯基丙酮，1841-羟基环己基苯基甲酮，9072-甲基-2-(4-吗啉基)-1_[4-(甲硫基)苯基]_1_丙酮，TP02，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，TP0-L2, 4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯，IHT-PI9102- 二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮，6592-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮，MBF苯甲酰甲酸甲酯。根据本发明，UV光引发剂可以单独使用，或以任何所需的组合。
[0066]7、阳离子型引发剂可以选用包括二芳基碘鎗盐、三芳基碘鎗盐、烷基碘鎗盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐等。在本发明中采用自由基和阳离子结合目的是自由基研发体系固化速度快，但收缩较大。而阳离子光固化时体积收缩小、粘接力强，固化过程不被氧气阻聚，反应不易终止，“后固化”能力强，适于厚膜的光固化，但固化速度慢。综合二者的优点，将自由基与阳离子光引发剂配成混杂体系，既可自由基聚合又可发生阳离子聚合，可以扬长避短，具有协同效应。两种以上的光引发剂配伍使用，更能获得木发明的目的。
[0067]8、抗氧剂可选用多效能的酚类抗氧剂，酚类抗氧剂同时提供加工稳定性和长期耐热稳定性，添加量低。例如可以选用汽巴公司的IRGAN0X1135，IRGAN0X245, IRGAN0X565,IRGAN0X1330, IRGAN0X1520, IRGAN0X1726, IRGAN0X1035。
[0068]9、消泡剂可选用甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧酰硅烷、r一巯基丙基三甲氧基硅烷、τ一氣丙基二甲氧基硅烷、六甲基二娃氣烧等。
[0069]本发明的触控面板贴合用高透光率的紫外线固化胶粘剂的制备方法为:
[0070]先按上述实施例原料的重量百分比来秤量各原料，并对改性的液体异戊二烯橡胶和有机硅改性的聚丁二烯橡胶进行加热处理，然后，将所有秤量好的原料倒入行星搅拌机中，进行搅拌、溶解、混合、分散，从而得到本发明的高透光率的紫外线固化胶粘剂，再用高速分散机将混合料分散均匀，经500目以上的筛分过滤后进行真空脱泡处理，最后由灌装机灌装。
[0071]与现有技术相比，本发明具有以下优点:①粘度:2000cpS;②透光率≥ 98% ;@折射率1.51-1.53 ;④硬度:邵氏A20-25，体积收缩率≤ 1%;⑤介电常数:2.1-2.5 固化能量:≤1500MJ; ?PH{t:6.8-7.2 ;⑧黄变指数≤0.5 ;⑨高温高湿性能好:经85°C 85%的条件1000小时后光学性能变化率=1% ;⑩冷热冲击性能优异:-20°C至85°C冷热冲击1000个循环后光学性能变化率≤ 1%。
【权利要求】
1.一种触控面板贴合用高透光率的紫外线固化胶粘剂，其特征在于，由下列重量百分含量的原料配制而成: 含有甲基丙烯酰氧基和乙烯基的改性液体异戊二烯橡胶一5.8~59%、 有机硅改性的聚丁二烯橡胶一5.8~59%、 具有丙烯酰氧基团和甲基丙烯酰氧基团的氨基甲酸酯低聚物一2~10%、 多官能的链烯基丙烯酸酯一0.5~14.5%、 多官能杂环基甲基丙烯酸酯一 1.5~10.5%、 自由基型光引发剂一 20~59%、 阳离子型光引发剂一 1.1~10.8%、 消泡剂一0.5~14.6%、 抗氧剂一 O~6%。
2.如权利要求1所述的紫外线固化胶粘剂，其特征在于，所述含有甲基丙烯酰氧基和乙烯基的改性的液体异戊二烯橡胶的平均官能度为0.9~2.5，数均分子量为25000~33000，玻璃化转变温度为-50°C~-10°C。
3.如权利要求1所述的紫外线固化胶粘剂，其特征在于，所述含有甲基丙烯酰氧基和乙烯基的改性的液体异戊二烯橡胶为由反应性官能团改性的异戊二烯聚合物。
4.如权利要求3所述的紫外线固化胶粘剂，其特征在于，所述的异戊二烯聚合物是接枝的丙烯酸酯基团的聚异戊二烯、或是接枝的乙烯基基团的聚异戊二烯；所述接枝的聚异戊二烯主链或主链的高分子聚异戊二烯的数均分子量为25000~35000 ;所述接枝的丙烯酸酯基团或接枝的乙烯基基团位于异戊二烯低聚物的端部、或是异戊二烯低聚物的分支。
5.如权利要求1所述的紫外线固化胶粘剂，其特征在于，所述的有机硅改性的聚丁二烯橡胶数均分子量为7500~9000，其中有机硅接枝含量在10~40%。
6.如权利要求1所述的紫外线固化胶粘剂，其特征在于，所述的具有丙烯酰氧基团和甲基丙烯酰氧基的氨基甲酸酯低聚物为官能化的低聚物或聚合物，其分子链上存在甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基或乙烯基反应的UV光照射的官能团，所述的官能化的低聚物或聚合物的数均分子量为9000~20000，所述甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基或乙烯基的基团位于聚合物链的端部，或者沿聚合物链端分布，所述官能化的低聚物或聚合物，平均官能度为1.5~2.5，所述的平均官能度为平均数目甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基或乙烯基官能团的大分子链。
7.如权利要求1所述的紫外线固化胶粘剂，其特征在于，所述的多官能的链烯基丙烯酸酯为具有1至20个碳原子的烷基，该烷基为具有一个或多个取代基选自具有I至20个碳原子的烷基，具有I至20个碳原子的烷氧基，具有6至20个碳原子的芳氧基，具有2至20个碳原子的环氧基基团或具有2至20个碳原子的羟基基团。
8.如权利要求1所述的紫外线固化胶粘剂，其特征在于，所述的多官能杂环基甲基丙烯酸酯的杂环基是具有2至20个碳原子的烷基，并具有选自氮和氧的杂原子的杂环基；所述杂环基具有一个或多个取代基选自具有I至20个碳原子的烷基，具有I至20个碳原子的烷氧基，具有2至20个碳原子的烷基或具有2至20个碳原子的羟基。
9.如权利要求1所述的紫外线固化胶粘剂，其特征在于，所述阳离子型光引发剂为重氮盐、二芳基碘鎗盐、三芳基硫鎗盐、烷基硫鎗盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮或三芳基硅氧醚之一。
10.如权利要求1所述的紫外线固化胶粘剂，其特征在于，其性能指标为粘度:2000cps;透光率≥98%;折射率1.51-1.53;硬度:邵氏A20-25，体积收缩率≤1%;介电常数:2.1-2.5 ;固化能量:≤1500MJ;PH值:6.8-7.2 ;黄变指数≤0.5 ;经温度85°C、湿度85%的条件，1000小时后光学性能变化率=1% ;-20°C至85°C冷热冲击，1000个循环后光学性能变化率≤1%。
【文档编号】C09J4/02GK103911078SQ201410135940
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】何素敏, 黄伟进 申请人:深圳市库泰克电子材料技术有限公司