本發(fā)明涉及功能性膠黏劑，尤其涉及一種uv光固化導光膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

導光膠又稱為光學透明膠，是一種基于高度專業(yè)粘合劑的產(chǎn)品,其具有優(yōu)異的的光學性能,良好的粘接性能以及持久的耐老化性能等特點,取代了傳統(tǒng)的粘接方式,近幾年來，隨著智能電子設(shè)備行業(yè)的興起，被廣泛的應(yīng)用于智能手機、平板電腦、觸控顯示器和電子閱讀器等消費電子觸摸設(shè)備領(lǐng)域中。這些光學膠，無色透明、透光率高、膠膜柔軟、抗沖擊，主要用于觸摸屏層壓粘結(jié)，以增強用戶的視覺、設(shè)備的美感和外觀。

紫外光光學膠是指在適當波長與強度的紫外光照射下，光引發(fā)劑引發(fā)體系中各個組分發(fā)生聚合反應(yīng)，最終交聯(lián)成為大分子的一類光學膠。常用的為液體光學膠。與傳統(tǒng)的光學膠相比較，紫外光光學膠有著其獨特的優(yōu)勢:(1)固化過程中無溶劑揮發(fā)，安全健康；(2)固化過程中發(fā)熱小，形態(tài)穩(wěn)定，耐光老化及濕老化；(3)固化速度快，固化后體積收縮率小、粘接性能優(yōu)異、生產(chǎn)安全等優(yōu)點，近年來受到人們的廣泛的關(guān)注。近年來，隨著人們環(huán)保意識的提高，紫外光固化光學膠所具有的綠色特點，與其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，不斷拓寬的應(yīng)用范圍帶領(lǐng)著紫外光固化產(chǎn)業(yè)不斷帶動市場走向綠色環(huán)保的主流發(fā)展前景樂觀。但隨著觸摸屏尺寸的增大和工業(yè)應(yīng)用的推廣，常用的液體光學膠水易黃變、透光性差、固化后尺寸收縮率過大等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種uv光固化導光膠及其制備方法，以解決由于觸摸屏尺寸的增大使得傳統(tǒng)的紫外光固化的導光膠易黃變、透光性差、固化后尺寸收縮率過大的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種uv光固化導光膠，包括以下重量份數(shù)的組分:低聚物30-40份、光引發(fā)劑1-3份、活性稀釋劑10-15份、冷杉膠0.5-0.8份、甘油0.2-0.4份、有機硅凝膠0.1-0.3份、改性納米氧化鋅0.7-0.9份；

所述的活性稀釋劑是由改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、腰果酚縮水甘油醚制備得到。

所述的低聚物是由超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基硅油、膨脹單體制備得到。

所述的光引發(fā)劑是由聚二甲基硅烷、樟腦醌、芝麻素、羥丙基-β-環(huán)糊精制備得到。

所述的改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、腰果酚縮水甘油醚的重量之比為：(3.1-4.2):(2.5-4.1):(1-2):(2.4-2.8)。

所述的超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基硅油、膨脹單體的重量之比為：(1.5-2.5):(1-1.5):(2-3):(1-2):(1-1.8)。

所述的聚二甲基硅烷、樟腦醌、芝麻素、羥丙基-β-環(huán)糊精的重量之比為(4-7):(1-1.7):(1-2):(5-8)。

進一步，所述的膨脹單體為：3，9-二乙基-3，9丙烯氧甲基-1，5，7，11-四氧雜螺[5，5]十一烷。

進一步，所述的改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、腰果酚縮水甘油醚的重量之比為3.7：3:1.5:2.6。

進一步，所述的超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基硅油、膨脹單體的重量之比為：2:1.3:2.5:1.5:1.1。

進一步，所述的聚二甲基硅烷、樟腦醌、芝麻素、羥丙基-β-環(huán)糊精的重量之比為5.5:1.4:1.5:6.5。

所述的uv光固化導光膠的制備方法，包括以下步驟：

①低聚物制備：將超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂混合加入反應(yīng)釜中，以100-120r/min的轉(zhuǎn)速攪拌并水浴加熱至80-90℃，然后加入乙烯基硅油反應(yīng)2-4h，升溫至100-120℃，再加入膨脹單體反應(yīng)3-3.5h,即得低聚物；

②活性稀釋劑制備：將改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯混合后置于反應(yīng)容器中，加溫至120℃時脫氣1h,迅速降溫至40-50℃，然后邊攪拌邊加入腰果酚縮水甘油醚，控制反應(yīng)溫度在50-60℃之間，反應(yīng)4h，即得活性稀釋劑；

③光引發(fā)劑制備：將聚二甲基硅烷、羥丙基-β-環(huán)糊精混合，然后加入羥丙基-β-環(huán)糊精重量1.2倍的甲苯加熱至95℃，反應(yīng)2h；升溫至150℃，減壓抽濾20min，再依次加入樟腦醌、芝麻素反應(yīng)1-2h,

收集甲苯，然后將產(chǎn)物冷卻至105℃倒入水中靜置30min，抽濾，即得光引發(fā)劑；

④uv光固化導光膠制備：按重量份數(shù)，取制備完成的低聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑混合均勻置于攪拌機內(nèi)，攪拌15-20min，然后將攪拌機中通入氮氣，保持攪拌機中的氮氣和氧氣含量之比為2:1，再依次加入冷杉膠、甘油、有機硅凝膠、改性納米氧化鋅繼續(xù)攪拌15-20min，然后抽真空10-15min，抽真空至真空度為-0.08--0.05mpa，轉(zhuǎn)速為500-1000r/min，取出膠液自然晾置至室溫，即得。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、與傳統(tǒng)市售液態(tài)光學膠相比，本發(fā)明制備的uv光固化導光膠在折射率、透光率、剝離強度、附著力、固化收縮率、耐黃變方面性能均顯著提高。試驗表明，本發(fā)明的uv光固化導光膠透光率大于99％，固化收縮率低于7％，折射率大于1.5，常溫下貯存時限達到18個月，黃變系數(shù)低于0.3、附著力為1、剝離強度大于165n/20mm。

2、本發(fā)明制備低聚物時，在反應(yīng)體系中加入了膨脹單體，與膠粘劑體系的超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂具有良好的相溶性，降低了本發(fā)明的uv光固化導光膠的體積收縮率，同時雙鍵參與自由基固化，與光學膠形成交聯(lián)的高分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了本發(fā)明導光膠的力學性能和耐剝離性能；同時加入了乙烯基硅油，降低了本發(fā)明的導光膠的黏度，提高了導光膠的光的透射性能。

3、制備活性稀釋劑時，本發(fā)明加入了芐基縮水甘油醚，配合乙烯基硅油在反應(yīng)體系中對環(huán)氧樹脂以及環(huán)氧丙烯酸樹脂進行稀釋，降低反應(yīng)體系的黏度，提高了本發(fā)明的導光膠的透明度和光澤度，提升本發(fā)明導光膠的光學性能。

4、本發(fā)明用羥丙基-β-環(huán)糊精和聚二甲基硅烷進行高分子復(fù)合制備的超分子光引發(fā)劑，具有低毒、環(huán)保、光存儲性能高的特點，由于羥丙基-β-環(huán)糊精的加入使聚二甲基硅烷能產(chǎn)生更多的具有引發(fā)活性的自由基，使得處于激發(fā)態(tài)和基態(tài)的發(fā)色團單元之間沿著分子鏈的能量轉(zhuǎn)移的效率更高，另一方面，由于羥丙基-β-環(huán)糊精能對聚二甲基硅烷形成“籠蔽”效應(yīng)，減少了聚二甲基硅烷之間發(fā)生偶合終止的幾率，有效地防止了活性種濃度的降低，提高了光引發(fā)效率和活化能力，降低了光固化時間和固化溫度。

5、由于導光膠材料中的酯鍵在熱老化以及有氧氣參與的熱老化都會產(chǎn)生大量的氫過氧化物、氫過氧化物自由基以及斷鏈生成的其他各種自由基，則會造成易黃變的情況發(fā)生，本發(fā)明的導光膠中加入改性納米氧化鋅具有對紫外光很強的吸收能力，在膠液進行固化時不僅縮短固化時間，加快固化速度，同時改性納米氧化鋅能夠捕獲自由基，具有良好的抗氧化作用，顯著的增強了本發(fā)明的導光膠抗黃變的作用。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

實施例1

一種uv光固化導光膠，包括以下重量份數(shù)的組分:低聚物30份、光引發(fā)劑1份、活性稀釋劑10份、冷杉膠0.5份、甘油0.2份、有機硅凝膠0.1份、改性納米氧化鋅0.7份；

所述的活性稀釋劑是由改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、腰果酚縮水甘油醚制備得到。

所述的低聚物是由超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基硅油、膨脹單體制備得到。

所述的光引發(fā)劑是由聚二甲基硅烷、樟腦醌、芝麻素、羥丙基-β-環(huán)糊精制備得到。

所述的改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、腰果酚縮水甘油醚的重量之比為3.1:2.5:1:2.4。

所述的超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基硅油、膨脹單體的重量之比為:1.5:1:2:1:1。

所述的聚二甲基硅烷、樟腦醌、芝麻素、羥丙基-β-環(huán)糊精的重量之比為4:1:1:5。

所述的uv光固化導光膠的制備方法，包括以下步驟：

①低聚物制備：將超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂混合加入反應(yīng)釜中，以100r/min的轉(zhuǎn)速攪拌并水浴加熱至80℃，然后加入乙烯基硅油反應(yīng)2h，升溫至100℃，再加入膨脹單體反應(yīng)3h,即得低聚物；

②活性稀釋劑制備：將改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯混合后置于反應(yīng)容器中，加溫至120℃時脫氣1h,迅速降溫至40℃，然后邊攪拌邊加入腰果酚縮水甘油醚，控制反應(yīng)溫度在50℃之間，反應(yīng)4h，即得活性稀釋劑；

③光引發(fā)劑制備：將聚二甲基硅烷、羥丙基-β-環(huán)糊精混合，然后加入羥丙基-β-環(huán)糊精重量1.2倍的甲苯加熱至95℃，反應(yīng)2h；升溫至150℃，減壓抽濾20min，再依次加入樟腦醌、芝麻素反應(yīng)1h,收集甲苯，然后將產(chǎn)物冷卻至105℃倒入水中靜置30min，抽濾，即得光引發(fā)劑；

④uv光固化導光膠制備：按重量份數(shù)，取制備完成的低聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑混合均勻置于攪拌機內(nèi)，攪拌15min，然后將攪拌機中通入氮氣，保持攪拌機中的氮氣和氧氣含量之比為2:1，再依次加入冷杉膠、甘油、有機硅凝膠、改性納米氧化鋅繼續(xù)攪拌15min，然后抽真空10min，抽真空至真空度為-0.08mpa，轉(zhuǎn)速為500r/min，取出膠液自然晾置至室溫，即得。

實施例2

一種uv光固化導光膠，包括以下重量份數(shù)的組分:低聚物40份、光引發(fā)劑3份、活性稀釋劑15份、冷杉膠0.8份、甘油0.4份、有機硅凝膠0.3份、改性納米氧化鋅0.9份；

所述的活性稀釋劑是由改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、腰果酚縮水甘油醚制備得到。

所述的低聚物是由超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基硅油、膨脹單體制備得到。

所述的光引發(fā)劑是由聚二甲基硅烷、樟腦醌、芝麻素、羥丙基-β-環(huán)糊精制備得到。

所述的改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、腰果酚縮水甘油醚的重量之比為4.2:4.1:2:2.8。

所述的超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基硅油、膨脹單體的重量之比為2.5:1.5:3:2:1.8。

所述的聚二甲基硅烷、樟腦醌、芝麻素、羥丙基-β-環(huán)糊精的重量之比為7:1.7:2:8。

所述的uv光固化導光膠的制備方法，包括以下步驟：

①低聚物制備：將超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂混合加入反應(yīng)釜中，以120r/min的轉(zhuǎn)速攪拌并水浴加熱至80-90℃，然后加入乙烯基硅油反應(yīng)4h，升溫至120℃，再加入膨脹單體反應(yīng)3.5h,即得低聚物；

②活性稀釋劑制備：將改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯混合后置于反應(yīng)容器中，加溫至120℃時脫氣1h,迅速降溫至50℃，然后邊攪拌邊加入腰果酚縮水甘油醚，控制反應(yīng)溫度在60℃之間，反應(yīng)4h，即得活性稀釋劑；

③光引發(fā)劑制備：將聚二甲基硅烷、羥丙基-β-環(huán)糊精混合，然后加入羥丙基-β-環(huán)糊精重量1.2倍的甲苯加熱至95℃，反應(yīng)2h；升溫至150℃，減壓抽濾20min，再依次加入樟腦醌、芝麻素反應(yīng)2h,收集甲苯，然后將產(chǎn)物冷卻至105℃倒入水中靜置30min，抽濾，即得光引發(fā)劑；

④uv光固化導光膠制備：按重量份數(shù)，取制備完成的低聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑混合均勻置于攪拌機內(nèi)，攪拌20min，然后將攪拌機中通入氮氣，保持攪拌機中的氮氣和氧氣含量之比為2:1，再依次加入冷杉膠、甘油、有機硅凝膠、改性納米氧化鋅繼續(xù)攪拌20min，然后抽真空15min，抽真空至真空度為-0.05mpa，轉(zhuǎn)速為1000r/min，取出膠液自然晾置至室溫，即得。

實施例3

一種uv光固化導光膠，包括以下重量份數(shù)的組分:低聚物35份、光引發(fā)劑2份、活性稀釋劑12.5份、冷杉膠0.6份、甘油0.3份、有機硅凝膠0.2份、改性納米氧化鋅0.8份；

所述的活性稀釋劑是由改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、腰果酚縮水甘油醚制備得到。

所述的低聚物是由超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基硅油、膨脹單體制備得到。

所述的光引發(fā)劑是由聚二甲基硅烷、樟腦醌、芝麻素、羥丙基-β-環(huán)糊精制備得到。

所述的改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、腰果酚縮水甘油醚的重量之比為3.7：3:1.5:2.6。

所述的超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基硅油、膨脹單體的重量之比為：2:1.3:2.5:1.5:1.4。

所述的聚二甲基硅烷、樟腦醌、芝麻素、羥丙基-β-環(huán)糊精的重量之比為5.5:1.4:1.5:6.5。

所述的uv光固化導光膠的制備方法，包括以下步驟：

①低聚物制備：將超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂混合加入反應(yīng)釜中，以100-120r/min的轉(zhuǎn)速攪拌并水浴加熱至80-90℃，然后加入乙烯基硅油反應(yīng)2-4h，升溫至100-120℃，再加入膨脹單體反應(yīng)3-3.5h,即得低聚物；

②活性稀釋劑制備：將改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯混合后置于反應(yīng)容器中，加溫至120℃時脫氣1h,迅速降溫至40-50℃，然后邊攪拌邊加入腰果酚縮水甘油醚，控制反應(yīng)溫度在50-60℃之間，反應(yīng)4h，即得活性稀釋劑；

③光引發(fā)劑制備：將聚二甲基硅烷、羥丙基-β-環(huán)糊精混合，然后加入羥丙基-β-環(huán)糊精重量1.2倍的甲苯加熱至95℃，反應(yīng)2h；升溫至150℃，減壓抽濾20min，再依次加入樟腦醌、芝麻素反應(yīng)1-2h,

收集甲苯，然后將產(chǎn)物冷卻至105℃倒入水中靜置30min，抽濾，即得光引發(fā)劑；

④uv光固化導光膠制備：按重量份數(shù)，取制備完成的低聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑混合均勻置于攪拌機內(nèi)，攪拌15-20min，然后將攪拌機中通入氮氣，保持攪拌機中的氮氣和氧氣含量之比為2:1，再依次加入冷杉膠、甘油、有機硅凝膠、改性納米氧化鋅繼續(xù)攪拌15-20min，然后抽真空10-15min，抽真空至真空度為-0.08--0.05mpa，轉(zhuǎn)速為500-1000r/min，取出膠液自然晾置至室溫，即得。

上述實施例1-3中所述的膨脹單體為：3，9-二乙基-3，9丙烯氧甲基-1，5，7，11-四氧雜螺[5，5]十一烷。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

試驗例1

本發(fā)明的uv光固化導光膠的性能測試

將本發(fā)明實施例1、實施例2、實施例3制備的以及對照膠液導光膠液倒入鋁箔中，使其均勻平鋪，用紫外光照射進行固化,然后測定透光率、折射率、剝離強度、附著力、貯存穩(wěn)定性、固化時間、固化收縮率、外觀和耐黃性能。

透光率：依據(jù)國標gb/t2410-2008《透明塑料透光率和霧度試驗方法》測定透光率；主要測試可見光波長550nm的透光率；

折射率：根據(jù)國標gb/t7962.1-1987《折射率和色散系數(shù)測試方法》進行；

剝離強度：按照gb/t19975-2005標準，采用電子拉力試驗機進行測定(加載速率為10mm/min)；

附著力：按照gb/t1720-1979標準進行測定(1級最佳，7級最差)。

貯存穩(wěn)定性：按國標gb/t6753.3-86涂料貯存試驗方法進行測定。

外觀：觀察樹脂的顏色、狀態(tài)、是否透明、有無凝聚物等。

耐黃性能：將樣品放入uv老化箱，條件為60℃，0.86w/cm2，放置500h，測試老化后的黃色指數(shù)。

固化時間：采用“指觸法”進行測定(固化后用指尖輕觸膠膜表面，若不發(fā)黏或表面干燥，則認為已完全固化)。

固化收縮率的測定：用比重瓶法(以水作為參比)測定常溫下液體混合物的相對密度(ρ0)和其uv固化膜的相對密度(ρ)，然后按下式計算膠樣的固化收縮率：γv＝(ρ－ρ0)/ρ×100％。

上述測定方法應(yīng)當為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。

對照膠液為深圳液態(tài)光學膠tyu6026。

測定結(jié)果見表1

表1市售產(chǎn)品和本發(fā)明的uv光固化導光膠性能比較

由表1可知，與對照品相比，在固化時間方面，本發(fā)明制備的膠液比對照組制備的膠液時間明顯縮短，在折射率、透光率、剝離強度、附著力、固化收縮率、耐黃變方面性能均顯著提高，在外觀方面本發(fā)明制備的導光膠和對照品無差別，在貯存穩(wěn)定性方面，本發(fā)明制備的導光膠比對照品貯存時限延長了6個月。

試驗例2

不同配比的原料制備的活性稀釋劑對uv光固化導光膠的性能的影響

測定結(jié)果如表2所示

表2不同配比的原料制備的活性稀釋劑對uv光固化導光膠性能的影響

由表2可知，當中的活性稀釋劑的各組分：改性環(huán)氧丙烯酸酯、芐基縮水甘油醚丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、腰果酚縮水甘油醚的重量之比為3.7：3:1.5:2.6時，制備的uv光固化導光膠的各性能更佳。

試驗例3

不同配比的原料制備的低聚物對uv光固化導光膠的性能的影響

測定結(jié)果見表3

表3不同配比的原料制備的低聚物對uv光固化導光膠性能的影響

由表3可知，當中的低聚物的各組分：超支化硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基硅油、膨脹單體重量之比為2:1.3:2.5:1.5:1.4時制備的uv光固化導光膠的各性能更佳。