一種液晶電視邊框用紫外光固化膠及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種液晶電視邊框用紫外光固化膠，由如下重量份數的原料組成：制雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體20～40份、自制惰性聚氨酯預聚體5～30份、含氮功能性單體10～30份、單官能度丙烯酸酯單體10～30份、雙官能度丙烯酸酯單體1～5份、光引發劑1～5份、氣相法二氧化硅1～5份、硅烷偶聯劑1～4份。本發明還提供這種紫外光固化膠的制備方法及使用方法。該固化膠可以應用于液晶電視邊框的裝配中，替代現有的硅膠條或其它橡膠條，提高生產效率，提升產品質量，并降低成本。
【專利說明】一種液晶電視邊框用紫外光固化膠及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種紫外光固化膠，尤其涉及一種用于液晶電視邊框的紫外光固化膠及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著圖像顯示技術的不斷更新換代，液晶顯示技術現在成為市場的主流，液晶電視就是典型終端產品。作為液晶電視核心部件的液晶顯示模組是由液晶面板和背光模組構成，而絕大部分的液晶面板都是通過膠框上的緩沖膠條來支撐。這種緩沖膠條主要起到減震和密封作用，一般為硅膠或其它橡膠材質，人工通過雙面膠貼附于膠框之上，最后組裝在背光模組上后再組裝液晶玻璃及其它部件。人工操作的缺點是精度不高，產品的良率下降。
[0003]紫外光固化膠由于其具有固化速度快、成本相對較低而被應用于玻璃器皿的修復、玻璃元器件的組裝。隨著紫外光固化技術應用領域的不斷擴展，手機、電視機、電腦、導航儀、車載顯示器等產品中紫外光固化膠都發揮著重要的作用。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種具有適宜的觸變性粘度，彈性好，成本低，適用于液晶電視邊框，在裝配初期起到貼附作用，在固化之后起到減震、密封作用的紫外光固化膠；本發明的另一目的是提供這種紫外光固化膠的制備方法；本發明還提供這種紫外光固化膠的使用方法。
[0005]為實現第一個發明目的的技術方案如下:一種液晶電視邊框用紫外光固化膠，粘度為15000m~50000mPa.s，觸變指數1.2~4，由如下重量份的原料化合而成:自制雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體20~40份、自制惰性聚氨酯預聚體5~30份、含氮功能性單體10~30份、單官`能度丙烯酸酯單體10~30份、雙官能度丙烯酸酯單體I~5份、光引發劑I~5份、氣相法二氧化硅I~5份、硅烷偶聯劑I~4份；其中所述自制雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體包括聚酯二元醇、二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑、抗氧劑、含羥基丙烯酸酯，且聚酯二元醇:二異氰酸酯:含羥基丙烯酸酯為1:1.2~2.0:0.4~2.0 (摩爾比)，催化劑、阻聚劑和抗氧劑均各占自制雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體重量的0.1%。~1%。；所述自制惰性聚氨酯預聚體包括聚酯二元醇、二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑、抗氧劑、一元醇，且聚酯二元醇:二異氰酸酯:一元醇為1:1.5~2.0:1.0~2.0 (摩爾比)，催化劑、阻聚劑和抗氧劑均各占自制惰性聚氨酯預聚體重量的0.1%。~1%。。
[0006]紫外光固化膠具有一定的觸變性粘度，需在一合適的范圍內，若觸變性粘度過高，或從自動點膠機打出的膠條厚度過高，或點膠移動速度過快易斷線，這些都會造成液晶電視邊框裝配后密封不嚴；若觸變性粘度過低，從自動點膠機打出的膠條或厚度過低，或點膠量過大易造成溢膠。因此，紫外光固化膠的粘度(Brookfield RV旋轉粘度計，5#轉子，20rpm，@25°C)優選為前述的15000~50000mPa.s，更優選20000~45000mPa.s，觸變指數優選為前述的1.2~4，更優選1.5~3。[0007]為實現第二個發明目的，本發明的這種液晶電視邊框用紫外光固化膠的制備方法包括如下步驟:
(1)雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體的制備
將聚酯二元醇在110°C~120°C的溫度下抽真空脫水I小時~2小時；接著，依次加入二異氰酸酯、催化劑并在50°C~70°C的溫度下充分攪拌，反應2小時~3小時；再接著，依次加入阻聚劑、抗氧劑、含羥基丙烯酸酯并在60°C~80°C的溫度下充分攪拌，繼續反應，直至取樣測紅外光譜確認異氰酸酯基團的紅外吸收峰消失，降溫出料備用；
(2)惰性聚氨酯預聚體的制備
惰性聚氨酯預聚體的制備方法與步驟(1)雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體的制備方法相似，只是用一元醇取代含羥基丙烯酸酯；
(3)紫外光固化膠的制備
按照前述各原料的重量份將雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體、惰性聚氨酯預聚體、含氮功能性單體、單官能度丙烯酸酯單體、雙官能度丙烯酸酯單體、氣相法二氧化硅依次加入至雙行星動力混合釜中，開啟公轉攪拌和高速分散，持續攪拌2~3小時，使體系混合均勻；接著加入光引發劑和硅烷偶聯劑，繼續攪拌I~2小時，抽真空脫泡，出料。
[0008]為實現第三個發明目的，本發明提供的這種液晶電視邊框用紫外光固化膠的使用方法具體是將其注入液晶顯示模組的膠框上的支撐液晶面板的表面凹槽中，然后紫外光照射使其完全固化，形成具有彈性的緩沖膠條，進而起到支撐緩沖液晶面板的作用，提升液晶電視的廣品質量，提聞生廣效率。
[0009]本發明進一步，所述紫外光固化膠是通過自動點膠機注入到所述凹槽內的，可以節約生廣成本，進而提聞生廣效率，提升廣品質量。
[0010]本發明進一步，所述紫外光固化膠是通過能夠發射紫外線的光源照射完成固化的，紫外線照射能量在1500mJ/cm2以下。
[0011]本發明進一步，所述雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體制備所用的聚酯二元醇包括聚己二酸乙二醇酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚己二酸二乙二醇酯二元醇、聚己二酸己二醇酯二元醇、聚己二酸復合多元醇酯二元醇系列、聚己內酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、脂肪酸改性的聚酯二元醇中的一種，聚酯二元醇的分子量在500~3000。
[0012]本發明進一步，所述雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體制備所用的二異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯、4，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種。
[0013]本發明進一步，所述雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體制備所用的含羥基丙烯酸酯包括丙烯酸-β_羥乙酯、丙烯酸-β_羥丙酯、丙烯酸-β_羥丁酯、端羥基的丙烯酸二己內酯、叔癸酸縮水甘油酯丙烯酸酯、二乙二醇單丙烯酸酯、二丙二醇單丙烯酸酯、1，3-丙二醇單丙烯酸酯、1，4- 丁二醇單丙烯酸酯中的一種或任意幾種的混合物。
[0014]本發明進一步，所述惰性聚氨酯預聚體制備所用的一元醇包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇、正癸醇、月桂醇、環己醇、乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、四乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單乙醚、1，3-丙二醇單乙醚、1，2-丙二醇單乙醚、間苯二酚單乙醚中的一種或任意幾種的混合物。
[0015]本發明進一步，所述含氮功能性單體包括丙烯酰嗎啉、N，N’ - 二甲基丙烯酰胺、N，N’-二乙基基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N—乙烯基一 2 —己內酰胺中的一種或任意幾種的混合物。
[0016]本發明進一步，所述單官能度丙烯酸酯單體包括丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸-2-丙基庚酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸乙氧基乙氧基乙基酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸四氫呋喃酯、丙烯酸十三烷基酯、乙氧基化苯酚丙烯酸酯中的一種或任意幾種的混合物。
[0017]本發明進一步，所述雙官能度丙烯酸酯單體包括乙氧化雙酚A 二丙烯酸酯、烷氧化已二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、三縮四乙二醇二丙烯酸酯、1，4- 丁二醇二丙烯酸酯、1，6-已二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一種或任意幾種的混合物。
[0018]本發明進一步，所述氣相法二氧化硅包括卡博特公司的TS-720、TS_530、贏創公司的R202、R972、瓦克公司的H18、H20中的一種。
[0019]與現有技術相比，本發明的主要創新點在于:以自制雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體、自制惰性聚氨酯預聚體、含氮功能性單體以及丙烯酸酯類單體為主要原料，適合的重量比配成紫外光固化膠，并可以應用于液晶電視邊框的裝配中，替代現有的硅膠條或其它橡膠條，提高生產效率，提升產品質量，并降低成本。
【具體實施方式】
[0020]以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0021]實施例1 將100克羥值為56的聚酯二元醇(青島新宇田化工P0L-156)加入到反應器中，在115°C的溫度下抽真空脫水2小時，降溫至40°C以下，加入13.1克甲苯二異氰酸酯，0.1克二月桂酸二丁基錫，在60°C反應2.5小時，依次加入0.3克對羥基苯甲醚、0.45克抗氧劑β-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯、6.1克丙烯酸羥乙酯，繼續在75°C反應2小時，取樣測紅外光譜確認異氰酸酯基團的紅外吸收峰消失，冷卻出料即為雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體[DPI]。
[0022]惰性聚氨酯預聚體[IU1]的制備方法同[DPI]，只是甲苯二異氰酸酯的加料量為17.4g，將6.1克丙烯酸羥乙酯替換為11.6g正丁醇，其余加料量相同。
[0023]將36.5g雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體[DPI]、16g惰性聚氨酯預聚體[IU1]、19gN，N’ -二甲基丙烯酰胺、17g丙烯酸四氫呋喃酯、2g 二縮三丙二醇二丙烯酸酯、2.5g氣相法二氧化硅(贏創公司的R972)依次加入至雙行星動力混合釜中，開啟公轉攪拌和高速分散，持續攪拌2.5小時,使體系混合均勻；接著加入4gl-羥基-環已基苯基甲酮、lg2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2g Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，繼續攪拌1.5小時，抽真空脫泡，出料。
[0024]實施例2
將100克羥值為38的聚酯二元醇(青島新宇田化工P0L-138)加入到反應器中，在115°C的溫度下抽真空脫水2小時，降溫至40°C以下，加入8.1克甲苯二異氰酸酯，0.1克二月桂酸二丁基錫，在60°C反應2.5小時，依次加入0.3克對羥基苯甲醚、0.45克抗氧劑β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯、4.1克丙烯酸-β -羥基丁酯，繼續在75°C反應2小時，取樣測紅外光譜確認異氰酸酯基團的紅外吸收峰消失，冷卻出料即為雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體[DP2]。
[0025]惰性聚氨酯預聚體[IU2]的制備方法同[DP2]，只是甲苯二異氰酸酯的加料量為11.6g，將4.1克丙烯酸-4-羥基丁酯替換為3.1g乙醇，其余加料量相同。
[0026]將25g雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體[DP2]、25g惰性聚氨酯預聚體[IU2]、26g丙烯酰嗎啉、13g丙烯酸月桂酯、4gl，6-己二醇二丙烯酸酯、1.5g氣相法二氧化硅(卡博特公司的TS-720)依次加入至雙行星動力混合釜中，開啟公轉攪拌和高速分散，持續攪拌2.5小時，使體系混合均勻；接著加入4gl-羥基-環已基苯基甲酮、lg2, 4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2g Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，繼續攪拌1.5小時，抽真空脫泡，出料。
[0027]實施例3
將100克羥值為112的聚酯二元醇(青島新宇田化工P0L-3112)加入到反應器中，在115°C的溫度下抽真空脫水2小時，降溫至40°C以下，加入22.6克甲苯二異氰酸酯，0.1克二月桂酸二丁基錫，在60°C反應2.5小時，依次加入0.3克對羥基苯甲醚、0.45克抗氧劑β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯、8.2克丙烯酸-β -羥丙酯，繼續在75°C反應2小時，取樣測紅外光譜確認異氰酸酯基團的紅外吸收峰消失，冷卻出料即為雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體[DP3]。
[0028]惰性聚氨酯預聚體[IU3]的制備方法同[DP3]，只是甲苯二異氰酸酯的加料量為34.8g，將8.2克丙烯酸羥丙酯替換為39.1g月桂醇，其余加料量相同。
[0029]將30g雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體[DP3]、10g惰性聚氨酯預聚體[IU3]、12gN，N’- 二乙基丙烯酰`胺、27g丙烯酸異冰片酯、1.6g三縮四乙二醇二丙烯酸酯、4g氣相法二氧化硅(瓦克公司的H20)依次加入至雙行星動力混合釜中，開啟公轉攪拌和高速分散，持續攪拌2.5小時,使體系混合均勻；接著加入4gl-羥基-環已基苯基甲酮、lg2, 4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2g Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，繼續攪拌1.5小時，抽真空脫泡，出料。
[0030]實施例4
DP4 同 DPI，IU4 同 IU2
將20g DP4、5g IU4、3gN，N’- 二甲基丙烯酰胺、7gN—乙烯基一2 —己內酰胺、4g丙烯酸四氫呋喃酯、6g乙氧基化苯酹丙烯酸酯、0.2g 二縮三丙二醇二丙烯酸酯、0.3g I, 4- 丁二醇二丙烯酸酯、0.5g聚乙二醇二丙烯酸酯、Ig氣相法二氧化硅(瓦克公司的H20)依次加入至雙行星動力混合釜中，開啟公轉攪拌和高速分散，持續攪拌2.5小時，使體系混合均勻；接著加入0.3gl-羥基-環已基苯基甲酮、0.7g2, 4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、Ig Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，繼續攪拌1.5小時，抽真空脫泡，出料。
[0031]實施例5
DP5 同 DP2, IU5 同 IU3
將40g DP5、30g IU5、30g丙烯酰嗎啉、30g丙烯酸月桂酯、5gl，6-己二醇二丙烯酸酯、5g氣相法二氧化硅(卡博特公司的TS-720)依次加入至雙行星動力混合釜中，開啟公轉攪拌和高速分散，持續攪拌2.5小時,使體系混合均勻；接著加入2.5gl-羥基-環已基苯基甲酮、2.5g2, 4, 6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、4g Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，繼續攪拌1.5小時，抽真空脫泡，出料。
[0032]表1實施例的分析測試結果
【權利要求】
1.一種液晶電視邊框用紫外光固化膠，粘度為15000~50000mPa.s，觸變指數1.2~4，由如下重量份的原料化合而成:自制雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體20~40份、自制惰性聚氨酯預聚體5~30份、含氮功能性單體10~30份、單官能度丙烯酸酯單體10~30份、雙官能度丙烯酸酯單體I~5份、光引發劑I~5份、氣相法二氧化娃I~5份、硅烷偶聯劑I~4份；其中所述自制雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體包括聚酯二元醇、二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑、抗氧劑、含羥基丙烯酸酯，且聚酯二元醇:二異氰酸酯:含羥基丙烯酸酯為1:1.2~2.0:0.4~2.0 (摩爾比)，催化劑、阻聚劑和抗氧劑均各占自制雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體重量的0.1%。~1%。；所述自制惰性聚氨酯預聚體包括聚酯二元醇、二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑、抗氧劑、一元醇，且聚酯二元醇:二異氰酸酯:一元醇為1:1.5~2.0:1.0~2.0(摩爾比)，催化劑、阻聚劑和抗氧劑均各占自制惰性聚氨酯預聚體重量的0.1%。~I %0 O
2.權利要求1的一種液晶電視邊框用紫外光固化膠，所述的粘度20000~45000mPa.s，觸變指數1.5~3。
3.一種液晶電視邊框用紫外光固化膠的制備方法包括如下步驟: (1)雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體的制備: 將聚酯二元醇在Iio~120°C的溫度下抽真空脫水I~2小時；接著，依次加入二異氰酸酯、催化劑并在50~70°C 的溫度下充分攪拌，反應2~3小時；再接著，依次加入阻聚劑、抗氧劑、含羥基丙烯酸酯并在60~80°C的溫度下充分攪拌，繼續反應，直至取樣測紅外光譜確認異氰酸酯基團的紅外吸收峰消失，降溫出料備用； (2)惰性聚氨酯預聚體的制備: 惰性聚氨酯預聚體的制備方法與步驟(1)雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體的制備方法相似，只是用一元醇取代含羥基丙烯酸酯； (3)紫外光固化膠的制備: 按照權利要求1各原料的重量份，將雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體、惰性聚氨酯預聚體、含氮功能性單體、單官能度丙烯酸酯單體、雙官能度丙烯酸酯單體、氣相法二氧化硅依次加入至雙行星動力混合釜中，開啟公轉攪拌和高速分散，持續攪拌2~3小時，使體系混合均勻；接著加入光引發劑和硅烷偶聯劑，繼續攪拌I~2小時，抽真空脫泡，出料。
4.權利要求1所述一種液晶電視邊框用紫外光固化膠或權利要求3所述一種液晶電視邊框用紫外光固化膠的制備方法，其特征在于所述的聚酯二元醇為如下分子量為500~3000的二元醇中的一種:聚己二酸乙二醇酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚己二酸二乙二醇酯二元醇、聚己二酸己二醇酯二元醇、聚己二酸復合多元醇酯二元醇系列、聚己內酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、脂肪酸改性的聚酯二元醇；所述的二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種；所述的含羥基丙烯酸酯為丙烯酸-β -羥乙酯、丙烯酸-β -羥丙酯、丙烯酸-β -羥丁酯、端羥基的丙烯酸二己內酯、叔癸酸縮水甘油酯丙烯酸酯、二乙二醇單丙烯酸酯、二丙二醇單丙烯酸酯、1，3-丙二醇單丙烯酸酯、1，4-丁二醇單丙烯酸酯中的一種或任意幾種的混合物；所述的一元醇為甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇、正癸醇、月桂醇、環己醇、乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、四乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單乙醚、1，3-丙二醇單乙醚、1，2-丙二醇單乙醚、間苯二酚單乙醚中的一種或任意幾種的混合物；所述含氮功能性單體為丙烯酰嗎啉、N，N’ - 二甲基丙烯酰胺、N，N’ - 二乙基基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N —乙烯基一 2 —己內酰胺中的一種或任意幾種的混合物；所述單官能度丙烯酸酯單體為丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸-2-丙基庚酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸乙氧基乙氧基乙基酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸四氫呋喃酯、丙烯酸十三烷基酯、乙氧基化苯酚丙烯酸酯中的一種或任意幾種的混合物；所述雙官能度丙烯酸酯單體為乙氧化雙酚A 二丙烯酸酯、烷氧化已二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、三縮四乙二醇二丙烯酸酯、1，4- 丁二醇二丙烯酸酯、1,6-已二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一種或任意幾種的混合物；所述氣相法二氧化硅為卡博特公司的TS-720或TS-530、贏創公司的R202或R972或瓦克公司的H18 或 H20。
5.一種液晶電視邊框用紫外光固化膠的使用方法，其具體做法如下:將紫外光固化膠注入液晶顯示模組的膠框上的支撐液晶面板的表面凹槽中，然后紫外光照射使其完全固化。
6.權利要求5的一種液晶電視邊框用紫外光固化膠的使用方法，其特征是所述紫外光固化膠是通過自動點膠機注入到所述凹槽內。
7.權利要求5的一種液晶電視邊框用紫外光固化膠的使用方法，其特征是所述紫外光照射的能量在1500mJ/cm2以下 。
【文檔編號】C08G18/67GK103525355SQ201310482248
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月16日 優先權日:2013年10月16日
【發明者】崔亨利, 王建斌, 陳田安, 解海華 申請人:煙臺德邦科技有限公司