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壓敏粘合劑組合物、壓敏膠帶及其制備方法、載體、組件與流程

文檔序號(hào):11671460閱讀:879來(lái)源:國(guó)知局
壓敏粘合劑組合物、壓敏膠帶及其制備方法、載體、組件與流程

本發(fā)明涉及粘合劑。更具體而言,本發(fā)明涉及壓敏粘合劑組合物,由該組合物制備的具有改善的抗跌落沖擊性的壓敏膠帶及其制備方法,可用于承載粘合劑層的載體,以及用壓敏膠帶粘接而成的組件。



背景技術(shù):

智能手機(jī)的應(yīng)用正日益增長(zhǎng)。這些智能手機(jī)的邊框和玻璃粘接需要消耗大量的粘合劑材料。目前,用于粘接智能手機(jī)邊框和玻璃的粘合劑材料包括以下幾類:液體膠水,其固化后形成結(jié)構(gòu)膠,這類粘合劑的例子例如可得自漢高公司;熱熔膠,例如可得自3m公司的615s;以及雙面膠帶,這類粘合劑的例子可得自3m公司、積水化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社、日東電工株式會(huì)社和德莎公司。未來(lái)的智能手機(jī)邊框?qū)?huì)小于1mm寬、或者甚至設(shè)計(jì)成無(wú)邊框,為了美觀,玻璃上面還會(huì)印刷彩色油墨,因此,智能手機(jī)的新設(shè)計(jì)和新要求將會(huì)使現(xiàn)有的粘合劑材料面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

液體結(jié)構(gòu)膠水或者熱熔膠(其在經(jīng)受熱壓時(shí)會(huì)變成液體)具有很好的抗跌落沖擊性能(dropshockresistance)和頂推力(push-outforce),但是這兩類膠在使用時(shí)流動(dòng)性太強(qiáng),容易溢膠,會(huì)污染手機(jī)屏幕,因此常常需要返工;其次,通過(guò)現(xiàn)有的點(diǎn)膠設(shè)備,也很難將液體膠水用于窄邊框的手機(jī)上面。

us20040033362a1和wo201399755描述了泡棉型的膠帶,它們使用泡棉來(lái)吸附?jīng)_擊能以提供抗跌落沖擊性能。雙面泡棉膠帶具有很好的抗跌落性能,但是其頂推力通常較差,并且難以模切成小于1mm寬的膠條。

雙面pet膠帶具有很高的頂推力,但是它的抗跌落沖擊性能比雙面泡棉膠帶要差得多,也不能滿足智能手機(jī)抗跌落性能的應(yīng)用要求(即,從1米高的高度自由落體,抗跌落次數(shù)優(yōu)選大于100次)。

us2012/0040190a1、us6319603b1和us005476748a公開(kāi)了采用陽(yáng)離子型紫外(uv)光引發(fā)劑引發(fā)固化的丙烯酸酯/環(huán)氧雜化涂料體系。但是這些專利文獻(xiàn)都沒(méi)有公開(kāi)或教導(dǎo)如何改善這些涂料體系對(duì)聚碳酸酯基材的粘接性以及作為粘合劑使用時(shí)的抗跌落性能。

因此,需要一種新的可供選擇的粘合劑,以滿足對(duì)粘接產(chǎn)品的抗跌落性能有特定要求的應(yīng)用場(chǎng)合。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

針對(duì)這樣的技術(shù)現(xiàn)狀,本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一種可固化組合物,該組合物可由紫外光引發(fā)固化,并且包含以下組分:

(a)(甲基)丙烯酸酯聚合物,其包含具有環(huán)氧基的單體單元;

(b)聚酯,其重均分子量mw為40,000-100,000,并且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg為-40℃至30℃;

(c)環(huán)氧樹(shù)脂;

(d)多元醇;和

(e)陽(yáng)離子型光引發(fā)劑。

本發(fā)明的組合物在uv輻照后能夠形成粘合劑,因此,其可用于制備粘合劑,尤其是半結(jié)構(gòu)化到結(jié)構(gòu)化的粘合劑,具體為壓敏粘合劑。因此,本發(fā)明還提供了由該組合物制備的壓敏膠帶、以及由該壓敏膠帶粘接而成的組件。此外,本發(fā)明還提供了可用于承載粘合劑層的載體,以及包括該載體的壓敏膠帶及其制備方法。

本發(fā)明的壓敏膠帶能夠在模切性能、抗跌落沖擊性能和頂推力之間達(dá)到良好的平衡,因此適合于對(duì)粘接產(chǎn)品的抗跌落性能有特定要求的應(yīng)用場(chǎng)合,尤其適合應(yīng)用于智能手機(jī)的窄邊框和玻璃的粘接。

附圖說(shuō)明

圖1示意性示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的雙面膠帶的結(jié)構(gòu)。

圖2是示意性示出對(duì)粘合劑的搭接剪切強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試的流程圖。

圖3示意性示出用于對(duì)粘合劑的抗跌落沖擊性能進(jìn)行測(cè)試的樣品。

圖4示出本發(fā)明的樣品(a-d)和對(duì)比樣品的搭接剪切強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱為“剪切強(qiáng)度”)測(cè)試結(jié)果。

圖5示出本發(fā)明的樣品(b、e-g)和對(duì)比樣品的搭接剪切強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果。

圖6示出基于不同環(huán)氧樹(shù)脂體系的本發(fā)明樣品(b、h和i)的搭接剪切強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果。

圖7示出基于不同聚丙烯酸酯配方的本發(fā)明樣品(b、j和k)的搭接剪切強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果。

圖8示出樣品b與不同載體構(gòu)成的膠帶的搭接剪切強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果。

圖9示出本發(fā)明的樣品(a-d)和對(duì)比樣品的抗跌落沖擊性測(cè)試結(jié)果。

圖10示出本發(fā)明的樣品(b、e-g)和對(duì)比樣品的抗跌落沖擊性測(cè)試結(jié)果。

圖11示出基于不同環(huán)氧樹(shù)脂體系的本發(fā)明樣品(b、h和i)的抗跌落沖擊性測(cè)試結(jié)果。

圖12示出基于不同聚丙烯酸酯配方的膠帶(b、j和k)的抗跌落沖擊性能測(cè)試結(jié)果。

圖13示出樣品b與不同載體構(gòu)成的膠帶的抗跌落沖擊性能測(cè)試結(jié)果。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。這些實(shí)施方式旨在示例性地說(shuō)明本發(fā)明,以便本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明,但是其細(xì)節(jié)不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制。

壓敏粘合劑組合物

本發(fā)明提供了一種可由紫外光引發(fā)固化的壓敏粘合劑組合物(也稱為可uv固化的組合物),該組合物包含以下組分:(a)(甲基)丙烯酸酯聚合物,(b)聚酯,(c)環(huán)氧樹(shù)脂,(d)多元醇,以及(e)陽(yáng)離子型光引發(fā)劑。

-(a)(甲基)丙烯酸酯聚合物

適合用于本發(fā)明的(甲基)丙烯酸酯聚合物包含具有環(huán)氧基的單體單元。這樣的(甲基)丙烯酸酯聚合物具有uv光反應(yīng)活性。在經(jīng)受uv輻照時(shí),所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的環(huán)氧基團(tuán)能夠發(fā)生開(kāi)環(huán),從而與所述組合物中的其他組分形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),例如半互穿或全互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(ipn)。

(甲基)丙烯酸酯聚合物既包括(甲基)丙烯酸酯的均聚物,也包括(甲基)丙烯酸酯的共聚物,只要所述聚合物包含具有環(huán)氧基的單體單元即可。術(shù)語(yǔ)“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。

作為非限制性的例子,(甲基)丙烯酸酯可以為:丙烯酸c1-c10烷基酯,丙烯酸c3-c8環(huán)烷基酯,丙烯酸c6-c12芳基酯,甲基丙烯酸c1-c10烷基酯,甲基丙烯酸c3-c8環(huán)烷基酯,或甲基丙烯酸c6-c12芳基酯,其中c1-c10烷基、c3-c8環(huán)烷基和c6-c12芳基可以被一個(gè)或多個(gè)取代基取代,所述取代基獨(dú)立地選自羥基、氨基、羧基、環(huán)氧基或任選地被羥基、氨基、羧基或環(huán)氧基取代的c3-c8環(huán)烷基、c6-c12芳基或c6-c12芳氧基。丙烯酸c1-c10烷基酯的實(shí)例包括但不限于丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸己酯等。甲基丙烯酸c1-c10烷基酯的實(shí)例包括但不限于甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸己酯等。丙烯酸c3-c8環(huán)烷基酯的實(shí)例包括但不限于丙烯酸環(huán)丙酯、丙烯酸環(huán)丁酯、丙烯酸環(huán)戊酯、丙烯酸環(huán)己酯等。甲基丙烯酸c3-c8環(huán)烷基酯的實(shí)例包括但不限于甲基丙烯酸環(huán)丙酯、甲基丙烯酸環(huán)丁酯、甲基丙烯酸環(huán)戊酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯等。丙烯酸c6-c12芳基酯的實(shí)例包括但不限于丙烯酸苯酯、丙烯酸萘酯等。甲基丙烯酸c6-c12芳基酯的實(shí)例包括但不限于甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸萘酯等。在一些實(shí)施方案中,c1-c10烷基優(yōu)選為c1-c6烷基,c3-c8環(huán)烷基優(yōu)選為c3-c6環(huán)烷基,c6-c12芳基優(yōu)選為c6-c10芳基。

可選單體的實(shí)例包括但不限于:丙烯酸丁酯(ba),丙烯酸甲酯(ma),丙烯酸苯氧基乙酯(pea),丙烯酸(2-羥基-3-苯氧基丙基)酯(hppa)。

優(yōu)選的是,所述具有環(huán)氧基的單體單元來(lái)源于具有環(huán)氧基團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯單體,其包括但不限于:丙烯酸縮水甘油酯,甲基丙烯酸縮水甘油酯(gma),丙烯酸(3,4-環(huán)氧-環(huán)己基甲基)酯(eca)等。

所述(甲基)丙烯酸酯聚合物可以僅由(甲基)丙烯酸酯類的單體均聚或共聚而成,例如,一個(gè)具體的例子為丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。

所述(甲基)丙烯酸酯聚合物可以通過(guò)自由基聚合而獲得。例如,可以通過(guò)傳統(tǒng)的溶劑自由基聚合的方法來(lái)合成??梢允褂玫娜軇┌ǖ幌抻邗ァ⒋?、酮、羧酸、脂族烴、環(huán)烷烴、鹵代烷、芳族烴等,其實(shí)例包括但不限于乙酸乙酯、正丁醇、丙酮、乙酸、苯、甲苯、乙苯、異丙苯、叔丁苯、庚烷、環(huán)己烷、氯正丁烷、溴正丁烷、碘正丁烷等,可以使用它們中的任一種,或它們中兩種以上的混合物??梢允褂玫囊l(fā)劑包括但不限于偶氮類引發(fā)劑和過(guò)氧類引發(fā)劑,其實(shí)例包括但不限于偶氮二異丁腈(aibn)、偶氮二異庚腈(abvn)、2,2’-偶氮-二(2-甲基丁腈)(ambn)、過(guò)氧化苯甲酰(bpo)、過(guò)硫酸鹽等。這樣的(甲基)丙烯酸酯聚合物也是市售可得的,例如,可得自3m金山工廠的csa9005x。

所述(甲基)丙烯酸酯聚合物優(yōu)選包含1.5-15重量%(wt%)的具有環(huán)氧基的單體單元,更優(yōu)選包含2-15wt%、特別是3-15wt%的具有環(huán)氧基的單體單元,例如其含量可為2.5、5、7.5、10、12.5、15wt%。如果具有環(huán)氧基的單體單元的含量太低,則很難形成合適的ipn,從而影響耐溫性;但其含量太高則交聯(lián)密度太高,容易變脆。

所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)優(yōu)選為-35℃至12℃,更優(yōu)選為-25至6℃,特別是-15至0℃。tg越低,粘合劑的初粘性越好,但是剪切強(qiáng)度越低;反之,tg越高,剪切強(qiáng)度升高,但是粘合劑會(huì)漸漸失去初粘性,并表現(xiàn)出脆性。聚合物的tg可以通過(guò)差示掃描量熱法(dsc)等本領(lǐng)域常用方法測(cè)得,或通過(guò)fox方程計(jì)算。

對(duì)(甲基)丙烯酸酯聚合物的分子量沒(méi)有特別的限定,但是其重均分子量(mw)通常為300,000-1,000,000。如果(甲基)丙烯酸酯聚合物的mw低于300,000,則內(nèi)聚強(qiáng)度較低;如果其mw高于1,000,000,則膠水粘度很高,用常規(guī)方法難以生產(chǎn)。(甲基)丙烯酸酯聚合物的mw優(yōu)選為600,000-800,000。

在本發(fā)明的可uv固化的組合物中,基于所述組分(a)-(e)的總重量計(jì)算,(甲基)丙烯酸酯聚合物的含量一般為9.5-40wt%,例如,15wt%、20wt%、25wt%、30wt%、35wt%,優(yōu)選為19-28.5wt%。這樣,可以與環(huán)氧樹(shù)脂具有很好的相容性,并能對(duì)固化后的環(huán)氧樹(shù)脂有很好的增韌效果。

-(b)聚酯

適合用于本發(fā)明的聚酯的重均分子量(mw)為40,000-100,000,并且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)為-40℃至30℃。相對(duì)于纖維或塑料中用的聚酯而言,本發(fā)明所用聚酯的tg較低,所以也被稱為低tg聚酯。

聚酯是主鏈上具有羧酸酯基團(tuán)(-coo-)的縮聚物。本發(fā)明可用的聚酯包括脂族或芳族、線形或支鏈形的飽和聚酯。

可以通過(guò)使二元酸或其衍生物(一般為酸酐或酯,例如二甲酯,其提供羧基)與二元醇(其提供羥基)發(fā)生縮聚反應(yīng)來(lái)制備聚酯,因此,聚酯的分子鏈末端具有羧基和/或羥基,具體取決于原料的配比。例如,如果多元醇過(guò)量,可以得到羥基終止的聚酯;如果酸過(guò)量,則得到的是以羧基終止的聚酯。

在所述縮聚反應(yīng)中,還可以使用一些三官能度單體,例如三元醇,如甘油、三羥甲基丙烷等,但是其含量相對(duì)較低,以保證所述聚酯為非交聯(lián)的。如果在縮聚反應(yīng)中,使用了兩種以上提供羧基的單體、或者使用了兩種以上提供羥基的單體,則所得的聚酯為共聚聚酯。

本發(fā)明出乎意料地發(fā)現(xiàn),通過(guò)向組合物中引入低tg聚酯,可以提高所得粘合劑的抗跌落沖擊性能,并保持或改善剪切強(qiáng)度。不受理論的束縛,據(jù)信,這可能是由于聚酯自身具有良好的機(jī)械性能,同時(shí),由于其分子鏈末端具有羧基和/或羥基,可以參與固化反應(yīng),與丙烯酸酯和環(huán)氧樹(shù)脂一起交聯(lián)而形成雜化的ipn,因此發(fā)揮了協(xié)同增效的作用。

優(yōu)選的是,所述聚酯為線形飽和聚酯,尤其是線形飽和共聚聚酯。飽和聚酯是指聚酯結(jié)構(gòu)中不含除苯環(huán)以外的不飽和鍵。所述聚酯可以是無(wú)定形的,也可以是半結(jié)晶性的,其通常為粘性的。術(shù)語(yǔ)“半結(jié)晶性”是指當(dāng)通過(guò)差示掃描量熱法(dsc)或等效技術(shù),參照高晶體聚丙烯標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定時(shí)具有30%或更小結(jié)晶度的聚合物。術(shù)語(yǔ)“無(wú)定形”是指當(dāng)通過(guò)dsc或等效技術(shù)測(cè)定時(shí)不具有晶體熔點(diǎn)的聚合物。術(shù)語(yǔ)“粘性”是指表面在觸碰時(shí)發(fā)生一定程度粘連的聚合物,其涵蓋例如上述無(wú)定形和半結(jié)晶性的聚酯。

可用于形成聚酯的酸或其衍生物包括但不限于:脂肪族或芳香族的二元酸、三元酸,例如,對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、壬二酸、己二酸、癸二酸、1,6-環(huán)己烷二甲酸及其異構(gòu)體、叔丁基間苯二甲酸、偏苯三酸、4,4-聯(lián)苯二甲酸及其異構(gòu)體;以及這些酸的低級(jí)烷基酯,如甲酯或乙酯,特別是二甲酯。

可用于形成聚酯的醇包括但不限于:直鏈、支鏈或環(huán)脂族的二元醇、三元醇,例如,乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇及其異構(gòu)體、1,6-己二醇及其異構(gòu)體、新戊二醇、多聚乙二醇(如二乙二醇)、三環(huán)癸烷二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇及其異構(gòu)體、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2,2,4-三乙基-1,3-戊二醇、三羥甲基丙烷;芳族二醇,例如,1,4-苯二甲醇及其異構(gòu)體、雙酚a;1,8-二羥基聯(lián)苯及其異構(gòu)體、以及1,3-雙(2-羥基乙氧基)苯。

優(yōu)選的是,所述聚酯是由c4-c8二元酸或該二元酸的二甲酯與c2-c6二元醇通過(guò)縮聚反應(yīng)而制備的。例如,二元酸包括丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、或它們的任意組合。二元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、或它們的任意組合。

所述聚酯可以通過(guò)常規(guī)的縮聚反應(yīng)方法獲得,包括直接酯化法和間接酯化法,也可以通過(guò)共擠出或反應(yīng)(包括例如酯交換)形成為可混溶的共混物形式的聚酯??梢灾苯邮褂檬惺鄣漠a(chǎn)品,例如可得自bostik公司的vitel3350b、vitel3200b、vitel3650b、kp7915等。

所述聚酯的mw一般為40,000-100,000,例如,約為50,000、60,000、70,000、80,000、90,000,優(yōu)選為40,000-75,000。這樣,聚酯可具有合適的酸值和羥值。

聚酯的酸值是指在實(shí)驗(yàn)條件下中和1克試樣所需要的氫氧化鉀毫克數(shù),單位mgkoh/g,測(cè)試方法參照gb/t2895-2008。

聚酯的羥值是指1克樣品中的羥基所相當(dāng)?shù)臍溲趸浐量藬?shù),單位mgkoh/g,測(cè)試方法參照hg/t2709-1995。

優(yōu)選的是,所述聚酯的酸值為0-4mgkoh/g,羥值為1-8mgkoh/g。

所述聚酯的tg一般為-40℃至30℃,例如,約-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃,優(yōu)選為-20℃至20℃。這樣,聚酯可具有較強(qiáng)的活動(dòng)能力和表現(xiàn)出壓敏性。

在本發(fā)明的可uv固化的組合物中,基于所述組分(a)-(e)的總重量計(jì)算,聚酯的含量一般為20-70wt%,例如30wt%、40wt%、50wt%、60wt%,優(yōu)選為28.5-47wt%。

-(c)環(huán)氧樹(shù)脂

可用于本發(fā)明組合物中的環(huán)氧樹(shù)脂是在粘合劑組合物中通常所用的那些,其可與組合物中的其他反應(yīng)性組分(即(甲基)丙烯酸酯聚合物、聚酯、多元醇)反應(yīng)生成雜化的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

環(huán)氧樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)中具有環(huán)氧基團(tuán)。在一些實(shí)施方案中,環(huán)氧樹(shù)脂分子中含有至少兩個(gè)環(huán)氧基團(tuán),其環(huán)氧當(dāng)量可在150-400之間,例如200、250、300、350、400。術(shù)語(yǔ)“環(huán)氧當(dāng)量”是指含有1克當(dāng)量環(huán)氧基團(tuán)的環(huán)氧樹(shù)脂的重量克數(shù),因此,環(huán)氧樹(shù)脂的分子量越高,其環(huán)氧當(dāng)量越大。所述組合物中使用的環(huán)氧樹(shù)脂一般為液態(tài)的。

作為環(huán)氧樹(shù)脂的非限制性例子,例如可以使用雙酚a、雙酚f、雙酚s、六氫雙酚a、四甲基雙酚a、二芳基雙酚a、四甲基雙酚f等多元酚和表氯醇反應(yīng)所獲得的縮水甘油醚等脂環(huán)式環(huán)氧樹(shù)脂,以及環(huán)氧化聚烯烴等公知的環(huán)氧樹(shù)脂類。這樣的環(huán)氧樹(shù)脂也是市售可得的,例如,可得自國(guó)都化工(昆山)有限公司的yd-128,其環(huán)氧當(dāng)量約為187;或者可得自陶氏化學(xué)的airstonetm550e,其環(huán)氧當(dāng)量為180-184。

在本發(fā)明的可uv固化的組合物中,基于所述組分(a)-(e)的總重量計(jì)算,環(huán)氧樹(shù)脂的含量一般為19-60wt%,例如為30wt%、40wt%、50wt%,優(yōu)選為29-38wt%。這樣可以確保固化后的粘合劑具有足夠的強(qiáng)度。

-(d)多元醇

多元醇是具有至少兩個(gè)羥基的化合物,其在環(huán)氧基團(tuán)以陽(yáng)離子機(jī)理反應(yīng)時(shí)起著鏈轉(zhuǎn)移劑的作用。

本發(fā)明所用的多元醇一般為液體。本發(fā)明的粘合劑組合物在經(jīng)uv固化前,由于環(huán)氧樹(shù)脂(c)和多元醇(d)通常為液體組分,對(duì)整個(gè)組合物起到增塑作用,能夠降低(甲基)丙烯酸酯聚合物(a)和聚酯(b)混合物的tg溫度,例如可降低到0℃以下,因此在常溫下所述組合物具有壓敏性。經(jīng)uv固化后,所述組合物轉(zhuǎn)變成半結(jié)構(gòu)膠,粘接強(qiáng)度增加4-6倍。因此,本發(fā)明的粘合劑既能夠滿足初粘性/壓敏性的要求,又能夠滿足最終使用時(shí)的粘接強(qiáng)度的要求。

在一些實(shí)施方案中,可使用聚醚多元醇和/或聚酯多元醇,包括聚醚三元醇、聚醚二元醇、聚酯三元醇、聚酯二元醇、雙酚a多元醇等。這些多元醇可以單獨(dú)使用,也可以將兩種或更多種組合使用。

可以使用市售可得的多元醇產(chǎn)品,例如陶氏化學(xué)(美國(guó))的tone0230、voranol230-238、varonol2070a,seppic公司(法國(guó))的dianol285,拜耳公司的desmophen1100。

在本發(fā)明的可uv固化的組合物中,基于所述組分(a)-(e)的總重量計(jì)算,多元醇的含量一般為0.3-8wt%,優(yōu)選為1-6wt%,更優(yōu)選為2-4wt%。多元醇含量過(guò)低,粘合劑固化后會(huì)比較脆;多元醇含量過(guò)高,粘合劑固化后會(huì)太軟,有可能影響剪切強(qiáng)度。

-(e)陽(yáng)離子型光引發(fā)劑

陽(yáng)離子型光引發(fā)劑起到引發(fā)固化反應(yīng)的作用??梢允褂玫年?yáng)離子型光引發(fā)劑包括但不限于重氮鹽、碘鎓鹽、硫鎓鹽、銻酸鹽和鐵芳烴,它們的具體實(shí)例包括二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽、烷基硫鎓鹽、鐵芳烴鹽、磺酰氧基酮及三芳基硅氧醚。在一些實(shí)施方案中,使用六氟磷酸三芳基硫鎓鹽或六氟銻酸鹽。

陽(yáng)離子型光引發(fā)劑的用量為能夠在uv輻照下有效地引發(fā)固化反應(yīng)的量。在本發(fā)明的可uv固化的組合物中,基于所述組分(a)-(e)的總重量計(jì)算,陽(yáng)離子型光引發(fā)劑的含量一般為0.02-5wt%,更優(yōu)選為0.5-2.5wt%,例如1wt%,2wt%。一般而言,陽(yáng)離子型光引發(fā)劑的含量提高,組合物的固化速度加快。陽(yáng)離子型光引發(fā)劑用量太小,則固化時(shí)uv的輻射能量要求高,固化速度慢;反之,陽(yáng)離子型光引發(fā)劑用量太大,則固化時(shí)uv的輻射能量要求很低,固化速度太快,甚至在日光或日光燈光下(含少量uv光)都可能固化,因而可能會(huì)影響組合物的室溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

除上述組分(a)-(e)以外,本發(fā)明的組合物還可以任選地包含其他在壓敏粘合劑中常規(guī)使用的附加成分。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,本發(fā)明的組合物包含:9.5-40wt%的包含具有環(huán)氧基的單體單元的(甲基)丙烯酸酯聚合物;20-70wt%的mw為40,000-100,000且tg為-40℃至30℃的聚酯;19-60wt%的環(huán)氧樹(shù)脂;0.3-8wt%的多元醇;以及0.02-5wt%的陽(yáng)離子型光引發(fā)劑,其中各wt%均是基于所述(甲基)丙烯酸酯聚合物、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂、多元醇和陽(yáng)離子型光引發(fā)劑的總重量計(jì)算的。

在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方案中,本發(fā)明的組合物包含:19-28.5wt%的包含具有環(huán)氧基的單體單元的(甲基)丙烯酸酯聚合物;28.5-47wt%的mw為40,000-100,000且tg為-40℃至30℃的聚酯(優(yōu)選mw為40000-75000,tg為-20℃至20℃);29-38wt%的環(huán)氧樹(shù)脂;1-6wt%的多元醇;以及0.5-2.5wt%的陽(yáng)離子型光引發(fā)劑,其中各wt%均是基于所述(甲基)丙烯酸酯聚合物、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂、多元醇和陽(yáng)離子型光引發(fā)劑的總重量計(jì)算的。

本發(fā)明出乎意料地發(fā)現(xiàn),通過(guò)將具有環(huán)氧基的單體單元的(甲基)丙烯酸酯聚合物、低tg聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂和多元醇組合到一起,特別是引入低tg聚酯,可以提高所得粘合劑經(jīng)uv引發(fā)固化后的抗跌落沖擊性能,并保持或改善剪切強(qiáng)度。不受理論的束縛,據(jù)信,這歸因于組合物的反應(yīng)性組分經(jīng)uv引發(fā)固化后生成了協(xié)同增效的聚丙烯酸酯-聚酯-環(huán)氧樹(shù)脂型雜化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

壓敏膠帶

在另一個(gè)方面,本發(fā)明提供了一種壓敏膠帶,其包括由本發(fā)明的可uv固化的組合物形成的壓敏粘合劑層。

所述壓敏膠帶還包括載體(可為常規(guī)載體如pet載體,或者下文所述的本發(fā)明提供的載體),其承載著壓敏粘合劑層。此外,壓敏膠帶還可以包括保護(hù)層,例如,通常所用的離型紙或離型膜,其包括但不限于玻璃紙、pck離型紙、層壓紙、聚酯(如pet)薄膜、聚丙烯薄膜等,以免粘合劑層受損或被玷污。在使用時(shí),將保護(hù)層剝離,露出下面的粘合劑層,然后進(jìn)行粘接。所述壓敏膠帶可以為單面或雙面膠帶的形式。

本發(fā)明的壓敏粘合劑在固化后具有提高的抗跌落沖擊性能,同時(shí)剪切強(qiáng)度得到保持或改善。例如,按照搭接剪切強(qiáng)度測(cè)試,本發(fā)明的壓敏粘合劑固化后的剪切強(qiáng)度可至少為2mpa,3mpa,甚至可高達(dá)5mpa以上,最高可達(dá)到約12mpa;按照抗跌落沖擊性測(cè)試,其抗跌落次數(shù)可大幅提高,例如可達(dá)27次以上,優(yōu)選為50次以上,更優(yōu)選高達(dá)100次以上。

載體

在現(xiàn)有技術(shù)中,粘合劑或膠帶常用的載體為聚酯、聚酰胺類等材料,例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜、聚酰亞胺(pi)膜等。

本發(fā)明提供了一種新的用于承載粘合劑層的載體。所述載體是由包含環(huán)氧樹(shù)脂(一般為固體的)和苯氧樹(shù)脂或聚酯改性苯氧樹(shù)脂的混合物固化而形成的聚合物載體片材。所述載體的拉伸強(qiáng)度為20mpa以上,例如30mpa以上、40mpa以上、50mpa以上,通常為20-60mpa。

可用的環(huán)氧樹(shù)脂的例子包括但不限于:雙酚a、雙酚f、雙酚s、六氫雙酚a、四甲基雙酚a、二芳基雙酚a、四甲基雙酚f等多元酚和表氯醇反應(yīng)所獲得的縮水甘油醚等脂環(huán)式環(huán)氧樹(shù)脂,以及環(huán)氧化聚烯烴等公知的環(huán)氧樹(shù)脂類。在一些實(shí)施方式中,所述環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量為400-1000,優(yōu)選為600-800。所述載體所用的環(huán)氧樹(shù)脂一般為固態(tài)的??梢允褂檬惺劭傻玫沫h(huán)氧樹(shù)脂,例如可得自國(guó)都化工(昆山)有限公司的kd-242ghf(環(huán)氧當(dāng)量為625-675),yd-014(環(huán)氧當(dāng)量900-1000);陶氏化學(xué)dertm671(環(huán)氧當(dāng)量470-550),der664u(環(huán)氧當(dāng)量為875-955)。

苯氧樹(shù)脂又稱為酚氧樹(shù)脂或聚羥基醚,其可由雙酚a與表氯醇共聚而成。一種代表性的苯氧樹(shù)脂為線形的,可由下式表示:

其中,n通常在90-220的范圍內(nèi)。

苯氧樹(shù)脂的mw可為25,000-60,000,優(yōu)選為45,000-60,000??梢允褂檬惺劭傻玫谋窖鯓?shù)脂,例如可得自inchem.corp.的那些線形的固體苯氧樹(shù)脂,如pkhh,其mw約為52000。

聚酯改性苯氧樹(shù)脂也可用于本發(fā)明,其結(jié)構(gòu)式表示如下:

聚酯改性苯氧樹(shù)脂的mw可為25,000-60,000,優(yōu)選為45,000-60,000。聚酯改性苯氧樹(shù)脂可以為得自inchem.corp的聚己內(nèi)酯接枝改性苯氧樹(shù)脂,如pkcp-80。

基于所述環(huán)氧樹(shù)脂(一般為固體)和苯氧樹(shù)脂的總重量計(jì)算,所述環(huán)氧樹(shù)脂的量為3-10wt%(例如4、5、6、7、8、9wt%),所述苯氧樹(shù)脂和/或聚酯改性苯氧樹(shù)脂的總量為90-97wt%(例如91、92、93、94、95、96wt%)。

在一些實(shí)施方案中,載體是由包含環(huán)氧樹(shù)脂和苯氧樹(shù)脂的混合物經(jīng)uv引發(fā)固化而形成的。在這種情況下,所述混合物還可包含陽(yáng)離子型光引發(fā)劑。所述陽(yáng)離子型光引發(fā)劑可為上文中針對(duì)可uv固化組合物所述的那些陽(yáng)離子型光引發(fā)劑。陽(yáng)離子型光引發(fā)劑的量為能夠有效地引發(fā)所述混合物中的環(huán)氧樹(shù)脂和苯氧樹(shù)脂發(fā)生固化反應(yīng)的量,例如,可為環(huán)氧樹(shù)脂和苯氧樹(shù)脂總重量的0.02-5wt%,優(yōu)選為0.5-2.5wt%,例如1wt%,2wt%。

載體的厚度可為2微米-2毫米,優(yōu)選5微米-1毫米,更優(yōu)選10-500微米。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種壓敏膠帶,其包括由本發(fā)明的可uv固化的組合物形成的壓敏粘合劑層、以及本發(fā)明的由包含環(huán)氧樹(shù)脂和苯氧樹(shù)脂的混合物固化(特別是uv光引發(fā)固化)而形成的載體。

所述壓敏粘合劑層可以位于所述載體的一側(cè)或相對(duì)的兩側(cè)上,從而形成單面膠帶或雙面膠帶。

所述壓敏膠帶還可以包括覆蓋所述壓敏粘合劑層的保護(hù)層,例如,通常所用的離型紙或離型膜,其包括但不限于玻璃紙、pck離型紙、層壓紙、聚酯(如pet)薄膜、聚丙烯薄膜等。在使用時(shí),將保護(hù)層剝離,露出下面的粘合劑層,然后進(jìn)行粘接。

本發(fā)明的壓敏膠帶在固化后具有提高的抗跌落沖擊性能,同時(shí)剪切強(qiáng)度得到保持或改善。例如,按照搭接剪切強(qiáng)度測(cè)試,本發(fā)明的壓敏膠帶固化后的剪切強(qiáng)度可至少為2mpa,3mpa,甚至可高達(dá)5mpa以上,最高可達(dá)到約12mpa;按照抗跌落沖擊性測(cè)試,其抗跌落次數(shù)可大幅提高,例如可達(dá)27次以上,優(yōu)選為50次以上,更優(yōu)選高達(dá)100次以上。

本發(fā)明還提供了制備所述壓敏膠帶的方法,包括以下步驟:

-提供包含環(huán)氧樹(shù)脂、苯氧樹(shù)脂和陽(yáng)離子型光引發(fā)劑的混合物;

-將所述混合物成膜,形成載體層;

-將本發(fā)明所述的可uv固化的組合物(即包含(甲基)丙烯酸酯聚合物、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂、多元醇和陽(yáng)離子型光引發(fā)劑的組合物)成膜,形成壓敏粘合劑層;以及

-將所述壓敏粘合劑層貼合到所述載體層的一側(cè)或相對(duì)的兩側(cè)上。

以上方法中所用的各物質(zhì)在上文的“壓敏粘合劑組合物”和“載體”部分中已詳細(xì)描述。另外,所述載體層中所用的陽(yáng)離子型光引發(fā)劑可與所述可uv固化組合物中所用的陽(yáng)離子型光引發(fā)劑相同或不同。

優(yōu)選的是,形成載體層的步驟進(jìn)一步包括:將所述混合物以處于溶劑中的液體形式(例如溶液)涂布到防粘襯片上,以及干燥除去所述溶劑。

同樣,形成壓敏粘合劑層的步驟可進(jìn)一步包括:將所述可uv固化的組合物以處于溶劑中的液體形式(例如溶液)涂布到防粘襯片上,以及干燥除去所述溶劑。

用于涂布的液體(包括用于形成載體層的液體、以及用于形成壓敏粘合劑層的液體)的粘度通常在500-23000cps之間,優(yōu)選為1500-16000cps,更優(yōu)選為2000-8000cps。粘度過(guò)高或過(guò)低均不利于涂布,具體的粘度取決于所用的涂布方法。為了調(diào)節(jié)粘度,可以加入溶劑,例如酯、醇、酮、羧酸、脂族烴、環(huán)烷烴、鹵代烷、芳族烴等,其實(shí)例包括但不限于乙酸乙酯、正丁醇、異丙醇、丙酮、丁酮、乙酸、苯、甲苯、乙苯、異丙苯、叔丁苯、庚烷、環(huán)己烷、氯正丁烷、溴正丁烷和碘正丁烷中的任意一種,或它們中兩種以上的混合物。

可用的涂布方式包括輥涂、刮刀涂布、逗號(hào)輥涂布、拖拽葉片式涂布、逆轉(zhuǎn)輥涂布、線棒(mayer)涂布、凹印輥涂布、狹縫式模頭擠出(die)涂布、簾幕式涂布等。

涂布所用的防粘襯片是通常用來(lái)作為隔離襯片的那些材料,例如通常所用的離型紙或離型膜,其包括但不限于玻璃紙、pck離型紙、層壓紙、聚酯(如pet)薄膜、聚丙烯薄膜等。另外,涂布載體層所用的防粘襯片與涂布?jí)好粽澈蟿铀玫姆勒骋r片可以為相同材質(zhì)的防粘襯片。

粘合劑層的厚度(干膠厚度)通常在8-250微米之間,優(yōu)選為25-150微米,更優(yōu)選為50-125微米。具體的厚度取決于所用的涂布方法以及應(yīng)用的需求。

在將所述壓敏粘合劑層貼合到所述載體層之后,可以任選地進(jìn)行uv照射;也可以直到使用時(shí),即,將膠帶粘貼到被粘物(例如手機(jī)邊框)上以后,才進(jìn)行uv照射。uv照射的條件一般為:uv光波長(zhǎng)為200-400nm,光照能量(即光強(qiáng)×光照時(shí)間)為2000-8000mj/cm2。例如,可用uva光進(jìn)行照射,光照能量為5000mj/cm2。

由于載體層與粘合劑層可一起uv固化,因而能夠在二者界面產(chǎn)生一些結(jié)合作用。這樣,可以增強(qiáng)載體層與粘合劑層的粘附性,以免出現(xiàn)常規(guī)載體在粘合劑層固化后二者粘附不牢的問(wèn)題。

如果需要,在uv照射后還可以進(jìn)一步加熱,以使粘合劑層充分固化。但是uv固化后進(jìn)一步加熱的操作并不是必須的,常溫也能實(shí)現(xiàn)完全固化,只是固化速度稍慢,例如,在有些情況下可能需要大約10小時(shí)才能完全固化,因此,可以通過(guò)加熱來(lái)加速固化,以縮短固化時(shí)間。加熱條件一般為:40-80℃,加熱10-60分鐘。如果加熱溫度高于80℃,則紫外光固化的質(zhì)子酸引發(fā)中心性能不穩(wěn)定,容易導(dǎo)致副反應(yīng)增加。例如,在一個(gè)具體的實(shí)施方案中,可在80℃下加熱30分鐘。

任選地,可以用保護(hù)層覆蓋所述壓敏粘合劑層。在使用時(shí),將保護(hù)層剝離,露出下面的粘合劑層,然后進(jìn)行粘接。

圖1示意性示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的雙面膠帶的結(jié)構(gòu)。其中,在根據(jù)本發(fā)明制備的載體1的上下兩側(cè)分別承載著一層粘合劑層2、2’,所述粘合劑層均是由本發(fā)明所述的可uv固化的組合物形成的,在所述粘合劑層2、2’上分別覆蓋了一層保護(hù)層3、3’。

本發(fā)明的壓敏膠帶不使用泡棉,而是使用聚合物膜作為載體,因此,其具有常規(guī)pet載體型膠帶的壓敏性能和良好的模切性能,可以被精準(zhǔn)地模切成所需的形狀(例如手機(jī)邊框的形狀),然后被貼合定位到被粘物(例如手機(jī)邊框)上面。經(jīng)過(guò)紫外光引發(fā)固化后,可以形成半結(jié)構(gòu)膠到結(jié)構(gòu)膠,其粘接強(qiáng)度可以達(dá)到3m公司的vhb膠帶的4-6倍;同時(shí)又具有很高的抗跌落沖擊性能(可高達(dá)100次以上),也不會(huì)出現(xiàn)液體膠水和熱熔膠的溢膠現(xiàn)象。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的雙面膠帶、結(jié)構(gòu)膠水和熱熔膠的不足之處,可以平衡模切性能、抗跌落沖擊性能和高粘接性,因而適合于對(duì)抗跌落沖擊性能有特別要求的應(yīng)用場(chǎng)合,尤其是適合用于智能手機(jī)邊框(尤其是低至0.6mm的窄邊框)和玻璃的粘接。

因此,在另一個(gè)方面,本發(fā)明還提供了一種組件,其包括第一基材、第二基材、以及本發(fā)明所述的壓敏膠帶,其中所述第一基材和第二基材通過(guò)所述壓敏膠帶粘接在一起。所述第一基材和第二基材可以為任何待粘接的物體、部件、元件,尤其是可以為電子領(lǐng)域的元器件,例如為手機(jī)邊框和手機(jī)顯示屏的玻璃。

本發(fā)明的各個(gè)方面、各個(gè)實(shí)施方式的技術(shù)特征可以相互組合。本文引述的專利文獻(xiàn)和出版物的全部公開(kāi)內(nèi)容以引用的方式并入本文,如同每一份被單獨(dú)并入本文一樣。

本文中涉及的“聚合物”應(yīng)理解為包括聚合物、共聚物(例如,使用兩種或多種不同的單體形成的聚合物)、低聚物及其組合,也包括可以通過(guò)例如共擠出或反應(yīng)(包括酯交換)形成為可混溶的共混物形式的聚合物、低聚物或共聚物。除非另作說(shuō)明,否則嵌段共聚物和無(wú)規(guī)共聚物都包括在內(nèi)。

在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中,某一名詞前所用的“一種”、“該”、“所述”或未指明數(shù)量的情況包括所指對(duì)象多于一個(gè)的情況,除非所述內(nèi)容明確表示為其它含義。例如,組合物包含聚酯包括將一種或多種聚酯用于所述組合物中的情況。另外,術(shù)語(yǔ)“任選地”表示可有可無(wú),根據(jù)實(shí)際需要而定。術(shù)語(yǔ)“和/或”表示備選項(xiàng)可以同時(shí)被選擇,也可以只選擇備選項(xiàng)中的任意一項(xiàng)。

除非另外指明,否則本文中使用的表示特征尺寸、數(shù)量和物理特性的所有數(shù)字均應(yīng)該理解為在所有情況下均是由術(shù)語(yǔ)“約”來(lái)修飾的。因此,除非有相反的說(shuō)明,否則說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中列出的數(shù)值參數(shù)均是近似值,本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠利用本文所公開(kāi)的教導(dǎo)內(nèi)容尋求獲得的所需特性,適當(dāng)改變這些近似值。另外,除非特別指明,否則由端值表示的數(shù)值范圍包括該端值、以及該范圍內(nèi)的所有子范圍和數(shù)值(例如,20-70wt%包括20wt%、30wt%、50wt%、70wt%、20-35wt%、30-55wt%等)。

除非特別指明,否則在實(shí)施例和本文的其余部分中所述的所有的份數(shù)、百分率、比例等都按重量計(jì)算。

實(shí)施例

試驗(yàn)材料

以下例子中所用的材料說(shuō)明見(jiàn)下表1:

表1原材料說(shuō)明

測(cè)試方法

1.搭接剪切強(qiáng)度測(cè)試

在搭接剪切強(qiáng)度測(cè)試中,測(cè)試了雙面膠帶樣品在鋁板、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)板和聚碳酸酯(pc)板(尺寸均為125mm×25.4mm×5mm)上的剪切強(qiáng)度。樣品制備和剪切強(qiáng)度測(cè)試步驟如下(參見(jiàn)圖2):

(1)將鋁板、abs板和pc板都用異丙醇擦洗干凈;

(2)將厚度為120微米的膠帶樣品切成長(zhǎng)25.4mm×寬12.7mm的小膠片,然后撕除膠片上的pck離型紙,貼合到一塊板材上面;

(3)再撕除pet離型膜,將貼有膠帶的板材放到led紫外燈(峰翔技術(shù)公司,只有uva光)下光照,光照能量為5000mj/cm2;

(4)再將另一塊板材貼合到光照后的膠面上,用手指壓5秒;

(5)將貼合后的板材用夾子夾住,在80℃下加熱30分鐘,加速膠膜固化;

(6)加熱后,將板材放在室溫下冷卻1小時(shí),然后進(jìn)行剪切強(qiáng)度測(cè)試;

(7)在instron拉力機(jī)上拉伸測(cè)試膠帶樣品的剪切強(qiáng)度,夾頭拉伸速度為2.54mm/min。

2.抗跌落沖擊性測(cè)試

智能手機(jī)的邊框和玻璃粘接的另一項(xiàng)要求是粘合劑必須具有很好的抗跌落性能,即邊框/玻璃粘接件從1米高度跌落100次不能出現(xiàn)開(kāi)裂或脫開(kāi)分離。

在抗跌落沖擊性測(cè)試中,采用不銹鋼和pc板模擬了客戶測(cè)試。樣品制備和測(cè)試步驟如下(參見(jiàn)圖3):

1)將膠帶樣品模切成125mm×50mm大小的框32,框的每條邊寬2mm;

2)將模切后的膠帶上的離型紙撕除,然后貼合到不銹鋼33或者pc板31(如圖3所示)上,板的總重量為120g;

3)用led紫外燈(峰翔技術(shù)公司,只有uva光)照射不銹鋼或pc板上的膠膜,光照能量為5000mj/cm2,;

4)將另一pc板和光照后的不銹鋼板或pc板上的膠膜貼合,用手指壓合5秒;

5)用夾子夾住兩塊粘合好的板材,在80℃下加熱30分鐘;

6)加熱后,將兩塊粘合好的板材取出,放在室溫下冷卻1小時(shí);

7)然后放入跌落機(jī)測(cè)試,使粘合好的板材從1米高度自由落體下跌,記錄板材未開(kāi)裂或脫落的跌落次數(shù)。

實(shí)施例1制備1#載體

在500ml的pp塑料瓶中加入275.28g丁酮和41.13g甲苯,以200轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌,然后加入100gpkhh、5.26gkd242ghf和1.05g以固體含量計(jì)的omnicat0432,攪拌溶解,得到含陽(yáng)離子型光引發(fā)劑的環(huán)氧樹(shù)脂和苯氧樹(shù)脂的溶液,其固含量為25%。然后將該溶液涂布在50μm的pet離型膜上,干燥后形成一層20μm厚度的環(huán)氧/苯氧樹(shù)脂載體膜。

實(shí)施例2制備2#載體

在500ml的pp塑料瓶中加入280g丁酮和45g甲苯,以200轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌,然后加入100gpkcp-80、10gyd-014和1.05g以固體含量計(jì)的omnicat0432,攪拌溶解,得到含陽(yáng)離子型光引發(fā)劑的環(huán)氧樹(shù)脂和苯氧樹(shù)脂的溶液,其固含量為26%。然后將該溶液涂布在50μm的pet離型膜上,干燥后形成一層20μm厚度的環(huán)氧/苯氧樹(shù)脂載體膜。

實(shí)施例33#聚丙烯酸酯膠水的制備

將丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯按照80/5/15的比例稱重到500ml的三口燒瓶中,在氮?dú)獯祾呦聰嚢?,然后加入單體量3%的偶氮二異丁腈引發(fā)劑和乙酸乙酯溶劑,升溫至60℃反應(yīng)24小時(shí),冷卻后得到淡黃色澄清粘稠液體(固含量為40%),此粘稠液體不經(jīng)任何處理,可直接用于后面的實(shí)驗(yàn)。

實(shí)施例44#聚丙烯酸酯膠水的制備

采用與3#聚丙烯酸酯膠水同樣的制備方法,只是丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯的重量投料比例為20/70/10。

實(shí)施例5制備壓敏粘合劑組合物

在本實(shí)施例中,制備了4個(gè)本發(fā)明的組合物樣品a-d。制備過(guò)程如下:將csa9005x、yd-128環(huán)氧樹(shù)脂、voranol2070a聚醚多元醇和omnicat0432依次加入到pp塑料容器中,以200轉(zhuǎn)/分鐘速度攪拌。然后按照表2所示的配方加入v3350b聚酯和適量丁酮,攪拌溶解v3350b聚酯,最后組合物的固含量為45%。

表2樣品a-d的組合物配方

按照與樣品b同樣的方式,制備含有另外三種聚酯的本發(fā)明樣品e-g,另外三種聚酯分別為bostic公司的vitel3200b(樣品e)、vitel3650b(樣品f)和kp7915(樣品g),其配方見(jiàn)下表3。

表3含不同聚酯的組合物配方

按照與樣品b同樣的方式,制備含有另外兩種不同環(huán)氧樹(shù)脂的本發(fā)明樣品h和i,另外兩種環(huán)氧樹(shù)脂分別為airstonetm550e(樣品h)和dertm337(樣品i),制備過(guò)程如下:將csa9005x、環(huán)氧樹(shù)脂、desmophen1100聚酯多元醇和omnicat0432依次加入到pp塑料容器中,以200轉(zhuǎn)/分鐘速度攪拌。然后按照表4所示的配方加入vitel3350b聚酯和適量丁酮,攪拌溶解v3350b聚酯,最后組合物的固含量為45%。其配方見(jiàn)下表4。

表4含不同環(huán)氧樹(shù)脂的組合物配方

表5含不同丙烯酸酯聚合物的組合物配方

*在各表中,csa9005x、3#和4#聚丙烯酸酯膠水和omincat0432加入的量都是以固體物質(zhì)量計(jì)算。

按照與b樣品相同的制備方式,制備了包含3#或4#聚丙烯酸酯膠水的組合物配方樣品j和k,配方組成如表5所示。制備過(guò)程如下:將3#或4#聚丙烯酸酯膠水、環(huán)氧樹(shù)脂yd-128、聚醚多元醇voranol2070a和omnicat0432依次加入到pp塑料容器中,以200轉(zhuǎn)/分鐘速度攪拌。然后按照表5所示的配方加入vitel3350b聚酯和適量丁酮,攪拌溶解v3350b聚酯,最后組合物的固含量為45%。

表2和表3中的對(duì)比樣品是如下制備的:將csa9005x、yd-128環(huán)氧樹(shù)脂、voranol2070a聚醚多元醇和omnicat0432依次加入pp塑料容器中,以200轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌,然后加入適量乙酸乙酯調(diào)節(jié)組合物的固含量至50%。

實(shí)施例6制備雙面膠帶

將實(shí)施例5配制的各種可紫外光固化的本發(fā)明的壓敏粘合劑組合物樣品及對(duì)比樣品分別制備成雙面膠帶。對(duì)于每一種可紫外光固化的組合物,制備雙面膠帶的過(guò)程如下:

步驟一:在50μm的pet離型膜上涂布所述可紫外光固化的組合物,揮發(fā)掉溶劑,形成一層50μm厚的膠膜,然后,將膠膜貼合到實(shí)施例1制備的載體的一面上;

步驟二:在pck離型紙上涂布所述可紫外光固化的組合物,揮發(fā)掉溶劑,形成一層50μm厚的膠膜,然后將膠膜貼合到所述載體的另一面。得到中間含載體的雙面膠帶,如圖1所示。在20μm厚的載體1的上下兩側(cè)分別承載著一層50μm厚的粘合劑層2,在上側(cè)的粘合劑層2上覆蓋了一層pet離型膜,在下側(cè)的粘合劑層2上覆蓋了一層pck離型紙。

按照上文所述的測(cè)試方法對(duì)膠帶樣品進(jìn)行檢測(cè),測(cè)試結(jié)果示于圖4-13中。

將聚丙烯酸酯/聚酯/環(huán)氧樹(shù)脂比例不同的a-d樣品膠膜貼合到1#載體兩邊,制備膠帶,并且將對(duì)比樣品膠膜貼合到1#載體兩邊制備膠帶,測(cè)試了a-d樣品膠帶和對(duì)比樣品膠帶的剪切強(qiáng)度,測(cè)試結(jié)果如圖4所示。對(duì)比樣品不含聚酯,雖然其在鋁板上的剪切強(qiáng)度很高,但是在pc板上的剪切強(qiáng)度較低。本發(fā)明的a-d樣品在三種測(cè)試板上的剪切強(qiáng)度都較高,均達(dá)到了半結(jié)構(gòu)膠的強(qiáng)度,有些甚至達(dá)到了結(jié)構(gòu)膠的強(qiáng)度。因此,本發(fā)明的含聚酯的配方比對(duì)比樣品具有更廣泛的適用性。

圖5顯示了含有vitel3350b、vitel3200b、vitel3650b和kp7915這四種不同聚酯的膠帶(聚丙烯酸酯/聚酯/環(huán)氧樹(shù)脂=3.0/3.0/4.0,包含1#載體)和上述對(duì)比樣品膠帶的剪切強(qiáng)度在三種測(cè)試板上的對(duì)比情況。同樣,本發(fā)明的樣品在三種測(cè)試板上的剪切強(qiáng)度都較高,均達(dá)到了半結(jié)構(gòu)膠的強(qiáng)度,有些甚至達(dá)到了結(jié)構(gòu)膠的強(qiáng)度。vitel3350b、vitel3200b和kp7915聚酯配方的膠帶在pc板上的剪切強(qiáng)度均明顯高于對(duì)比樣品,kp7915聚酯配方的膠帶在鋁板上的粘接強(qiáng)度也高于對(duì)比樣品。vitel3650b是相對(duì)較軟的聚酯,但是其膠帶在pc板上的剪切強(qiáng)度也比對(duì)比樣品高。

將采用不同來(lái)源的環(huán)氧樹(shù)脂制備的紫外光固化壓敏粘合劑組合物b、h和i的膠膜貼合到1#載體兩邊制備膠帶,測(cè)試了這三種膠帶的搭接剪切強(qiáng)度,結(jié)果如圖6所示。發(fā)現(xiàn)含dertm337環(huán)氧樹(shù)脂的i樣品剪切強(qiáng)度稍高,但是b、h和i三種樣品膠帶的在鋁、abs和pc板上的剪切強(qiáng)度都比較接近,都達(dá)到了半結(jié)構(gòu)膠、甚至結(jié)構(gòu)膠的強(qiáng)度。

分別將csa9005x、3#和4#聚丙烯酸酯按照表5配方制備紫外光固化壓敏粘合劑組合物b、j和k,并且貼合到1#載體兩邊制備膠帶,對(duì)比了這兩種膠帶的搭接剪切強(qiáng)度,結(jié)果如圖7所示。j樣品的環(huán)氧基團(tuán)單體含量比b樣品多,在鋁和abs上的剪切強(qiáng)度稍高,但是在pc板上的粘接強(qiáng)度較低。樣品k聚丙烯酸酯tg溫度太低,因此整個(gè)配方在固化后內(nèi)聚強(qiáng)度仍然不高,在鋁、abs和pc板上的剪切強(qiáng)度在2mpa左右。b、j和k三個(gè)樣品的粘接強(qiáng)度都達(dá)到了半結(jié)構(gòu)膠、甚至結(jié)構(gòu)膠的強(qiáng)度。

將紫外光固化壓敏粘合劑組合物b的膠膜貼合到四種不同載體(1#載體、2#載體、13μmpet載體和13μmpi載體)兩邊制備膠帶,測(cè)試了它們?cè)阡X、abs和pc板上的剪切強(qiáng)度,結(jié)果如圖8所示。發(fā)現(xiàn)含1#載體和2#載體的膠帶剪切強(qiáng)度特別高,都達(dá)到半結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度,甚至接近結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度。pet膜載體的膠帶的剪切強(qiáng)度為2mpa左右,而pi膜載體的膠帶粘性特別差,幾乎沒(méi)有固化。

智能手機(jī)的邊框主要是由abs、pc、abs/pc合金、abs復(fù)合材料或pc復(fù)合材料制成的。根據(jù)用戶要求,abs或pc上的粘合劑材料的剪切強(qiáng)度優(yōu)選要高于3mpa。本發(fā)明的粘合劑配方能夠滿足這樣的應(yīng)用要求。

圖9(膠帶樣品制備同圖4所用樣品)示出,用上述對(duì)比樣品膠帶粘接的不銹鋼/pc或pc/pc板從1米高跌落時(shí)沒(méi)有超過(guò)2次就開(kāi)裂,這說(shuō)明對(duì)比樣品的膠帶抗沖擊性能較差。本發(fā)明在組合物中引入聚酯明顯改善了粘合劑的抗跌落沖擊性,隨著聚酯的用量增加,不銹鋼/pc或pc/pc粘接件的抗跌落次數(shù)也隨之增加。

圖10(膠帶樣品制備同圖5所用樣品)同樣示出,含不同聚酯的膠帶樣品在應(yīng)用于不銹鋼/pc或pc/pc板粘接時(shí),都表現(xiàn)出顯著提高的抗跌落性能。圖11(膠帶樣品制備同圖6所用樣品)顯示了含不同環(huán)氧樹(shù)脂的膠帶樣品在不銹鋼/pc或pc/pc板粘接時(shí)的抗跌落沖擊性能,三種環(huán)氧樹(shù)脂制備的膠帶具有類似的抗跌落沖擊性能。

圖12(膠帶樣品制備同圖7所用樣品)顯示了不同聚丙烯酸酯膠帶樣品在不銹鋼/pc或pc/pc板粘接時(shí)的抗跌落沖擊性能,樣品j的聚丙烯酸酯環(huán)氧基含量較高,抗跌落沖擊性能比b樣品要稍低些,但是仍然顯著優(yōu)于對(duì)比樣品,而樣品k太軟,內(nèi)聚強(qiáng)度較低,抗跌落沖擊性能比b樣品也低很多,但仍然顯著優(yōu)于對(duì)比樣品膠帶的抗跌落沖擊性能。

圖13(膠帶樣品制備同圖8所用樣品)顯示了不同載體的膠帶樣品在不銹鋼/pc或pc/pc板粘接時(shí)的抗跌落沖擊性能,1#載體和2#載體的膠帶表現(xiàn)出良好的抗跌落沖擊性能,不銹鋼/pc粘接體抗跌落次數(shù)都達(dá)到100次以上。pet膜載體的膠帶的抗跌落次數(shù)沒(méi)有超過(guò)20次,但仍然顯著優(yōu)于對(duì)比樣品膠帶的抗跌落沖擊性能;pi膜膠帶與對(duì)比樣品膠帶相當(dāng)。

因此,本發(fā)明通過(guò)將具有環(huán)氧基的單體單元的(甲基)丙烯酸酯聚合物、低tg聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂和多元醇組合到一起,特別是引入低tg聚酯,可以提高所得粘合劑經(jīng)uv引發(fā)固化后的抗跌落沖擊性能,并保持或改善剪切強(qiáng)度。因此,本發(fā)明的組合物以及由其制成的粘合劑或膠帶適合用于對(duì)抗跌落沖擊性有特別要求的場(chǎng)合,尤其是適合智能手機(jī)邊框/玻璃粘接的應(yīng)用要求。

以上通過(guò)代表性而非限定性的方式描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員可設(shè)計(jì)出其它多種改變形式和實(shí)施方案,它們也涵蓋在本發(fā)明公開(kāi)原理的范圍和精神之內(nèi),因此也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

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