本發明屬于丙烯酸膠粘劑合成技術領域,尤其涉及一種觸摸屏用無酸高粘著力的溶劑型丙烯酸膠黏劑及其制備方法。
背景技術:
隨著電子產業觸控技術的發展,越來越多的電子產品使用觸控顯示屏。實現觸控技術的核心構造是具有銦錫氧化物(ito)涂層的觸摸屏單元(ito玻璃、ito薄膜),這些ito玻璃或ito薄膜需要高粘著力的光學透明膠粘劑來粘接,并且對酸很敏感,易被壓敏膠中的酸腐蝕而導致電阻發生明顯變化,使觸控功能失效,并且普通的高粘著力丙烯酸壓敏膠中都含有會引起透光率低、霧度和黃變值高的增粘樹脂。同時,根據電子產品的使用環境,通常還要求膠粘劑對高溫高濕環境的穩定性。
溶劑型丙烯酸膠粘劑是一類原料來源豐富、成本低廉、性能優越且調節范圍大、應用領域廣泛的壓敏膠粘劑。溶劑型丙烯酸膠粘劑通常由溶劑和(甲基)丙烯酸及其酯類單體,在一定溫度下,由適當的引發劑引發(甲基)丙烯酸及其酯類單體的聚合反應,為了達到高粘著力和高內聚力,通常會在反應產物中添加增粘樹脂,制成溶劑型丙烯酸膠粘劑。常用的增粘樹脂有松香樹脂、萜烯樹脂、石油樹脂等,由于這些增粘樹脂對溶劑型丙烯酸膠粘劑的相容性有好有壞,并且其分子中都含有對uv光不穩定的碳碳雙鍵,因此,此類溶劑型丙烯酸膠粘劑制成的壓敏膠帶必然會有顏色深、霧度高、透光率低、黃變嚴重(經uv光照射后)等問題。
現有技術中用于高粘著力壓敏膠帶的溶劑型丙烯酸膠粘劑都采用含有酸單體的合成配方(含有丙烯酸、甲基丙烯酸、富馬酸、衣康酸等具有單烯鍵的有機酸),而在丙烯酸膠粘劑的合成制造過程中,即使酸單體全部聚合到膠粘劑聚合物的分子鏈上,但聚合過程只是消耗單烯鍵的自由基聚合,酸單體中的羧基并未發生反應,因而膠粘劑聚合物仍具有酸性,用其制成的壓敏膠在吸收空氣中的水份后,仍會電離出氫離子而具有酸的腐蝕性,對具有銦錫氧化物(ito)涂層的觸摸屏單元(ito玻璃、ito薄膜)等具有破壞性。
中國專利cn103370387提供了無溶劑的有酸和無酸的丙烯酸膠粘劑,適用于制造50μm以上uv固化的光學壓敏膠,而對于生產50μm以下的光學壓敏膠,通常使用溶劑型膠粘劑以便于達到精確的膠層厚度(±2μm)。
技術實現要素:
鑒于上述現有技術存在的缺陷,本發明的目的是提供一種適用于粘接和保護ito觸控單元的無酸、高粘著力、高透光率、低霧度、低黃變值及對高溫高濕穩定的溶劑型丙烯酸酯膠粘劑及其制備方法。
本發明通過如下技術方案實現上述目的:
一種無酸高粘著力丙烯酸膠黏劑,按質量百分數計包括以下組分:
其中,所述硬單體和所述酰胺類單體的質量百分數不同時為0。
進一步地,所述硬單體為玻璃化轉變溫度大于等于-25℃的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸環烷基酯和甲基丙烯酸環烷基酯中的一種或多種。
進一步地,所述硬單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸環己酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯中的一種或多種。
進一步地,所述軟單體為玻璃化轉變溫度低于等于-25℃的丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯中的一種或多種。
進一步地,所述軟單體為丙烯酸正丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸異癸酯中的一種或多種。
進一步地,所述羥基單體為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯中的一種或多種。
進一步地,所述酰胺類單體為丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺中的一種或多種。
進一步地,所述引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈、偶氮二異丁酸二甲酯、過氧化二苯甲酰、過氧化(2-乙基己酸)叔丁酯或過氧化月桂酰。
進一步地,所述溶劑為乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸仲丁酯、丙酮、丁酮、甲基異丁基酮、甲苯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一種或多種。
進一步地,一種制備無酸高粘著力丙烯酸膠黏劑的方法,其制備過程為:在反應器中投入硬單體、軟單體、羥基單體、酰胺類單體、引發劑、全部或部分溶劑,通氮氣0.5h置換反應器內的空氣,開動攪拌器并在40-60min內逐漸升溫到64-70℃,在此溫度下保持12-18h,然后冷卻,若有溶劑剩余則將剩余溶劑全部加入,得到無酸高粘著力丙烯酸膠黏劑。
與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:
(1)本發明提供的膠粘劑依靠羥基單體的搭配實現高粘著力,輔以高tg單體和酰胺類單體實現高溫高濕下粘著力的穩定性;
(2)本發明提供的膠粘劑沒有添加增粘樹脂,沒有相容性問題,因此有更低的霧度和更高的透光率;
(3)本發明提供的膠粘劑沒有添加增粘樹脂,沒有增粘樹脂的黃變問題,因此有更低的黃變值。
具體實施方式
以下便結合實施例,對本發明的具體實施方式作進一步的詳述,以使本發明技術方案更易于理解、掌握,但本發明并不局限于此。下述實施例中所述實驗方法,如無特殊說明,均為常規方法;所述試劑和材料,如無特殊說明,均可從商業途徑獲得。
實施例1
向反應器中投入分別以質量百分數計的丙烯酸甲酯15%、甲基丙烯酸月桂酯20%、丙烯酸羥丁酯18%、丙烯酰胺2%、偶氮二異丁腈0.3%、乙酸乙酯39%、丙酮5.7%,通氮氣0.5h置換反應器內的空氣,開動攪拌器并在40-50min內逐漸升溫到65℃,在此溫度下保持18h,然后冷卻,得到無酸高粘著力丙烯酸膠黏劑。
實施例2
向反應器中投入分別以質量百分數計的丙烯酸異冰片酯5%、丙烯酸異辛酯35%、丙烯酸羥丙酯19%、偶氮二異戊腈0.2%、過氧化二苯甲酰0.8%、丁酮40%,通氮氣0.5h置換反應器內的空氣,開動攪拌器并在40-50min內逐漸升溫到65℃,在此溫度下保持18h,然后冷卻,得到無酸高粘著力丙烯酸膠黏劑。
實施例3
向反應器中投入分別以質量百分數計的丙烯酸正丁酯16%、丙烯酸異癸酯6%、丙烯酸羥乙酯15%、二甲基丙烯酰胺2.4%、過氧化(2-乙基己酸)叔丁酯0.6%、乙酸乙酯30%、碳酸二甲酯10%,通氮氣0.5h置換反應器內的空氣,開動攪拌器并在40-50min內逐漸升溫到65℃,在此溫度下保持18h,然后冷卻并加入碳酸二甲酯20,攪拌均勻,得到無酸高粘著力丙烯酸膠黏劑。
實施例4
向反應器中投入分別以質量百分數計的丙烯酸正辛酯20.5%、丙烯酸羥乙酯12.5%、丙烯酸羥丙酯12.5%、二乙基丙烯酰胺4%、偶氮二異丁酸二甲酯0.5%、乙酸甲酯25%、乙酸仲丁酯15%,通氮氣0.5h置換反應器內的空氣,開動攪拌器并在40-50min內逐漸升溫到65℃,在此溫度下保持18h,然后冷卻并加入乙酸仲丁酯10,攪拌均勻,得到無酸高粘著力丙烯酸膠黏劑。
比較例
向反應器中投入分別以質量百分數計的丙烯酸甲酯15%、丙烯酸月桂酯32%、丙烯酸羥丁酯2%、丙烯酸4%、偶氮二異丁腈0.3%、乙酸乙酯39%、丙酮5.7%,通氮氣0.5h置換反應器內的空氣,開動攪拌器并在40-50min內逐漸升溫到65℃,在此溫度下保持18h,然后冷卻,加入sylvalitere80hp松香樹脂(美國亞歷桑那化學)5.5、丙酮4.5,得到有酸的丙烯酸膠粘劑。
本發明實施例1-4、比較例與綜研高新材料(南京)有限公司的nd-980的外觀和規格對比如下表:
表1
將實施例1-4、比較例和nd-980與所需量的異氰酸酯固化劑(德國拜爾公司的desmodurn3330)混合,并用丁酮稀釋到固含量26%,攪拌15分鐘后,以25μm的干膠厚度分別涂布在25μmpet基材和25μmpet離型膜上,在80℃烘烤5分鐘,另一面用38μmpet離型膜貼合,然后在40℃烘箱中放置48h,取出放置于溫度為23±1℃、濕度為50±5%的環境中24小時后,分別測試粘著力、透光率、霧度和黃變值。
上述測試項目的測試環境要求溫度為23±1℃、濕度為50±5%。
粘著力測試方法:把涂布于25μmpet基材上的初期樣品和經過10天高溫高濕(60℃,90%濕度)處理的樣品分別裁切成25mm寬的樣條,剝去38μmpet離型膜,貼附于玻璃板上,用2kg的滾輪來回滾壓3次,放置30min,然后固定于拉力試驗機上,以300mm/min的速度測試180°剝離力。
霧度和黃變值測試使用日本柯尼卡公司的konicaminoltacm-3600a分光測色儀,測試方法:把涂布于25μmpet離型膜上的初期樣品和經過10天高溫高濕(60℃,90%濕度)處理的樣品、經過紫外光老化(uv-b500小時照射)的樣品分別裁切成50mm×50mm的樣條,剝去25μmpet離型膜,把膠面貼附于儀器標配的玻璃板(使用酒精清潔并干燥后使用)上,再剝去另一面38μmpet離型膜,然后把貼好樣條的玻璃板放置于分光測色儀中,分別讀取astmd1003測試標準的透光率(tt)和霧度(h)、astmd2244測試標準的黃變值(b*)。
表2
本發明實施例1-4與比較例、nd-980相比具有以下優越性能:
(1)對玻璃板更高更穩定的粘著力:初期和高溫高濕(60℃,90%濕度)處理后都大于1500g/inch,且變化幅度較小;
(2)更低的霧度:初期和高溫高濕(60℃,90%濕度)處理后都小于0.5;
(3)更高更穩定的透光率:初期和高溫高濕(60℃,90%濕度)處理后透光率都高于90%;
(4)更低的耐黃變值:uv-b500小時測試后黃變值明顯更低。
以上所述的僅是本發明的一些實施方式。對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明創造構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發明的保護范圍。